CN109722085A - 一种水性无铬达克罗涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种水性无铬达克罗涂料及其制备方法属金属防腐技术领域，无环境污染、无公害，其抗腐蚀性比电镀锌提高7‑10倍，还具有高渗透性、高附着性、高减摩性、高耐气候性及高耐化学品稳定性等优点。所需材料简单易得，过程简捷，涂料性能优异。制备方法为：将组分A和组分B混合，搅拌均匀，添加增稠剂控制粘度为16～30s；A组分由锌粉、铝粉、润湿分散剂以及硅烷偶联剂组成；B组分由有机溶剂、水、乳化剂、二氧化硅以及相关助剂组成。原料占涂液的质量分数百分比为：锌粉30％‑40％、铝粉5％‑8％、润湿分散剂20％‑28％、硅烷偶联剂15％‑25％、有机溶剂10％‑20％、水5％‑15％、乳化剂2.4％‑3.4％、二氧化硅0.05％‑3％、相关助剂0.1％‑5％。

Description

一种水性无铬达克罗涂料及其制备方法

技术领域

本发明具体地涉及了一种水性无铬达克罗涂料及其制备方法。

背景技术

达克罗，又称锌铬膜涂层，具有极高的防腐蚀性，被誉为国际表面处理行业具有划时代意义的新工艺。我国是于1993年从日本NDS公司引进该技术的，由于其具有诸多传统电镀无法比拟的优点而迅速推广。

达克罗技术仍需要改进，其中含有对环境和人体有害的铬离子，尤其是六价铬离子具有致癌作用。随着全球环保意识的加强，表面处理的无铬化已成为一种趋势，无铬电镀、无铬钝化、无铬涂料已开始逐步流行。无铬达克罗也叫无铬的锌铝涂层，它作为锌铬涂层达克罗的更新换代产品，已经首先被汽车制造行业普遍认可和接受。

各国都开始研制无铬达克罗涂层，但是只局限于理论研究和少量生产，真正实现了产业化的只有国外两个公司的两种产品：一种是美国MCI公司研制而成的交美特产品，另一种是德国的DELTA公司研制而成的Delta涂层，这两种涂层都在发达国家被广泛使用，而在中国等发展中国家无铬锌铝涂层产品还处于研发阶段。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种绿色无污染且耐蚀耐候性能好的水性无铬达克罗涂料。

本发明还提供了该涂料的制备方法，该制备工艺简单、易于工业化生产。

一种水性无铬达克罗涂料，其特征在于：由以下组分组成：

A组分由锌粉、铝粉、润湿分散剂以及硅烷偶联剂组成；

B组分由有机溶剂、水、乳化剂、二氧化硅以及相关助剂组成。

原料占涂料的质量分数百分比为：锌粉30％-40％、铝粉5％-8％、润湿分散剂20％-28％、硅烷偶联剂15％-25％、有机溶剂10％-20％、水5％-15％、乳化剂2.4％-3.4％、二氧化硅0.05％-3％、相关助剂0.1％-5％，上述质量百分数之和为100％。将组分A与组分B混合后，加入增稠剂控制粘度为16～30s，相关助剂为消泡剂和钝化剂。

进一步，所述的润湿分散剂为聚醚多元醇。

进一步，所述的聚醚多元醇为丙二醇聚醚。

进一步，所述的硅烷偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、KH550、KH560或KH570。

进一步，所述的有机溶剂为乙酸丁酯。

进一步，所述的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚。

进一步，所述的相关助剂为消泡剂和钝化剂。消泡剂占涂料的质量分数百分比为0.01％-2％，钝化剂占涂料的质量分数百分比为0.05％-3％

进一步，所述的钝化剂为钼酸钠、磷钼酸钠、硝酸铈、硝酸镧。

进一步，于所述的增稠剂为羟乙基纤维素醚。

制备所述的水性无铬达克罗涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

组分A的制备：搅拌条件下，先将锌粉与硅烷偶联剂混合均匀，随后加入铝粉，持续搅拌1-2h后加入润湿分散剂，最后混合搅拌3-5h后获得A组分；

组分B的制备：先将有机溶剂、水、二氧化硅以及相关助剂混合均匀，然后在搅拌下以20-30滴/分钟的速度加入乳化剂，混合搅拌6-8h后获得B组分；

组分A与组分B的混合：将组分A与组分B混合后，加入增稠剂搅拌3-5h控制粘度为16～30s得到水性无铬达克罗涂料。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，以下通过实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明不仅限于以下实施例。

实施例1

(1)搅拌条件下，先将锌粉20g与KH560 7.5g混合均匀，随后加入铝粉2.5g，持续搅拌1h后加入丙二醇聚醚10g，最后混合搅拌4h后获得A组分；

(2)搅拌条件下，先将乙酸乙酯5g、水2.5g、二氧化硅0.1g以及0.4g消泡剂和0.3g钼酸钠混合均匀后，边搅拌边以30滴/分钟的速度加入壬基酚聚氧乙烯醚1.7g，最后混合搅拌6h后获得B组分；

(3)将组分A与组分B混合，加入0.3g羟乙基纤维素醚搅拌4h后，测其粘度为24.60秒，即可获得水性无铬达克罗涂料。

(4)先将上述涂料涂覆在处理好的马口铁板基体表面上，随后于100℃下预烘30min后，在转至300℃下继续烘烤固化20min，最后即可在马口铁板上获得耐腐蚀性能优异的无铬达克罗涂层。

实施例2

(1)搅拌条件下，先将锌粉17.5g与KH560 10g混合均匀，随后加入铝粉2.6g，持续搅拌1h后加入丙二醇聚醚10.25g，最后混合搅拌4h后获得A组分；

(2)搅拌条件下，先将乙酸乙酯5g、水2.5g、二氧化硅0.1g以及0.3g消泡剂和0.3g钼酸钠混合均匀后，边搅拌边以30滴/分钟的速度加入壬基酚聚氧乙烯醚1.45g，最后混合搅拌6h后获得B组分；

(3)将组分A与组分B混合，加入0.5g羟乙基纤维素醚搅拌4h后，测其粘度为22.30秒，即可获得水性无铬达克罗涂料。

(4)先将上述涂料涂覆在处理好的马口铁板基体表面上，随后于100℃下预烘30min后，在转至300℃下继续烘烤固化20min，最后即可在马口铁板上获得耐腐蚀性能优异的无铬达克罗涂层。

实施例3

(1)搅拌条件下，先将锌粉15g与KH560 12.5g混合均匀，随后加入铝粉2.7g，持续搅拌1h后加入丙二醇聚醚10.5g，最后混合搅拌4h后获得A组分；

(2)搅拌条件下，先将乙酸乙酯5g、水2.5g、二氧化硅0.1g以及0.2g消泡剂和0.3g钼酸钠混合均匀后，边搅拌边以30滴/分钟的速度加入壬基酚聚氧乙烯醚1.2g，最后混合搅拌6h后获得B组分；

(3)将组分A与组分B混合，加入0.7g羟乙基纤维素醚搅拌4h后，测其粘度为21.90秒，即可获得水性无铬达克罗涂料。

(4)先将上述涂料涂覆在处理好的马口铁板基体表面上，随后于100℃下预烘30min后，在转至300℃下继续烘烤固化20min，最后即可在马口铁板上获得耐腐蚀。性能优异的无铬达克罗涂层。

显然，上述实施例仅仅是为了更加清楚地说明本发明，并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里不再对实施方式做出穷举。在不脱离本发明原理的范围下，因此所引申产生的变化或变动都将落在本发明创造保护的范围之内。

实施例1-3样品测试结果

根据GB/T 18684-2002，对实施例1-3获得的无铬达克罗涂层，测试其性能指标如下表所示：

表实施例1-3之无铬达克罗涂层样品的性能指标

根据上表所列参数，可以得到无铬达克罗涂层所具备的性能指标为：涂层厚度：一涂一烘18～25μm。

外观：银灰色，涂层连续，无漏涂、气泡、剥落、裂纹、麻点、夹杂物等缺陷。

附着力：良好。

硬度：5H。

耐20％硝酸铵腐蚀实验：通过200min无锈点产生。

Claims (10)

1.一种水性无铬达克罗涂料，其特征在于：由以下组分组成：

A组分由锌粉、铝粉、润湿分散剂以及硅烷偶联剂组成；

B组分由有机溶剂、水、乳化剂、二氧化硅以及相关助剂组成；

质量分数百分比为：锌粉30％-40％、铝粉5％-8％、润湿分散剂20％-28％、硅烷偶联剂15％-25％、有机溶剂10％-20％、水5％-15％、乳化剂2.4％-3.4％、二氧化硅0.05％-3％、相关助剂0.1％-5％，上述质量百分数之和为100％；将组分A与组分B混合后，加入增稠剂控制粘度为16～30s，相关助剂为消泡剂和钝化剂。

2.根据权利要求1所述的水性无铬达克罗涂料，其特征在于所述的润湿分散剂为聚醚多元醇。

3.根据权利要求2所述的水性无铬达克罗涂料，其特征在于所述的聚醚多元醇为丙二醇聚醚。

4.根据权利要求1所述的水性无铬达克罗涂料，其特征在于所述的硅烷偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、KH550、KH560或KH570。

5.根据权利要求1所述的水性无铬达克罗涂料，其特征在于所述的有机溶剂为乙酸丁酯。

6.根据权利要求1所述的水性无铬达克罗涂料，其特征在于所述的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚。

7.根据权利要求1所述的水性无铬达克罗涂料，其特征在于所述的相关助剂为消泡剂和钝化剂，其中消泡剂占涂料的质量分数百分比为0.01％-2％，钝化剂占涂料的质量分数百分比为0.05％-3％。

8.根据权利要求7所述的水性无铬达克罗涂料，其特征在于所述的钝化剂为钼酸钠、磷钼酸钠、硝酸铈或硝酸镧。

9.根据权利要求1所述的水性无铬达克罗涂料，其特征在于所述的增稠剂为羟乙基纤维素醚。

10.制备如权利要求1-9任意一项所述的水性无铬达克罗涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)组分A的制备：搅拌条件下，先将锌粉与硅烷偶联剂混合均匀，随后加入铝粉，持续搅拌1-2h后加入润湿分散剂，最后混合搅拌3-5h后获得A组分；

2)组分B的制备：先将有机溶剂、水、二氧化硅以及相关助剂混合均匀，然后在搅拌下以20-30滴/分钟的速度加入乳化剂，混合搅拌6-8h后获得B组分；

3)组分A与组分B的混合：将组分A与组分B混合后，加入增稠剂搅拌3-5h控制粘度为16～30s得到水性无铬达克罗涂料。