CN110628257A - 自流平自修复锌铝涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自流平自修复锌铝涂料及其制备方法和应用，涂料为主要以纳米级片状锌粉、浮型片状铝粉配以润滑剂、防沉剂、偶联剂溶于去离子水制得的混合物，混合物中按比例添加有无机硅、醇类溶剂、活性剂等。本发明的锌铝涂料兼具较高的固含量和较低粘度，能够达到理想的涂覆效果，自流平效果好，涂覆于金属工件表面形成的涂层外观均匀无漏涂，遮盖率高，涂层中性盐雾试验480小时无红锈，防锈耐腐蚀效果好，且涂层附着力佳，与其它附加涂层间黏着性好，涂层再涂性能优越。

Description

自流平自修复锌铝涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，特别是涉及一种自流平自修复锌铝涂料及其制备方法和应用。
背景技术
达克罗涂层也称锌铬涂层，该技术是近十几年来在我国得到飞速发展的表面处理新技术。它的特点是：优异的耐蚀性能；涂层厚度5-8微米；中性盐雾试验基本可以达到480小时以上不出红锈，这是电镀锌所无法做到的；无氢脆；无污染废水排放。由于以上明显的优点，正逐步替代电镀锌工艺。但达克罗涂层也有明显的缺点，除常规的涂层表面硬度不高、不耐酸碱、外观颜色单一外，在涂覆生产过程中有一个明显的缺点就是几乎所有产品都必须经过两涂两烘才能达到技术要求，因为工件在涂覆生产过程中有一个或多个接触点。
锌铬涂层在浸涂、离心过程中，涂液的固含量和粘度是决定涂覆量的关键因素。粘度过高，虽然涂覆量提高了，但流动性却变差，对一涂工艺来说不理想；粘度过低，流动性好了，但涂覆量却降低了。从流体力学的角度考虑，只有低粘度的液体才会有极好的流平效果。因此，必须设计一种固含量高同时粘度低的涂料，才能达到理想的涂覆效果。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种自流平自修复锌铝涂料及其制备方法和应用，锌铝涂料兼具较高的固含量和较低粘度。
为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种自流平自修复锌铝涂料，其特征在于：包括以纳米级片状锌粉、浮型片状铝粉配以润滑剂、防沉剂、偶联剂溶于去离子水中制成的混合物，所述混合物中添加有无机硅、醇类溶剂和活性剂。
具体地，所述锌铝涂料主要由A组分、B组分和C组分混合而成，各组分分别包含的原料和质量百分比如下：
A组分：
B组分：
硝酸镍3％-10％ 二丙酮醇12.3％
OP-10乳化剂1％-3％ 氧化锌3％-5％
硼酸3％-10％ 正硅酸乙酯10％-23％
其余为去离子水；
C组分：羟乙基纤维素。
本发明还公开了上述自流平自修复锌铝涂料的制备方法，权利要求2所述自流平自修复锌铝涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)、将A组分、B组分按各自所述原料及所述质量百分比分别在两个容器内搅拌混合均匀，外部恒温至25±2℃；
步骤(2)、搅拌状态下，将B组分加入A组分的容器中得到A、B组分的混合液，A组分和B组分的比例为1:1，继续搅拌1-2小时，确认温度在25±2℃；
步骤(3)、选取一定量的C组分，并用一定量的去离子水去溶解C组分形成C组分溶解液，然后边搅拌A、B组分混合液边加C组分溶解液，加的量根据涂覆方式要求的粘度而定，在恒温25±2℃下，搅拌2～4小时，使溶液混合均匀，制成pH值为4.0～4.5锌铝涂液。C组分起调整粘度作用，其添加量视涂覆方式不同要求的粘度不同而定。
具体地，所述步骤(3)中C组分在采用去离子水溶解前，取用量按质量百分比占步骤(3)中待加入的A、B混合液总质量的0.1-0.2％。
具体地，所述步骤(3)中用质量为C组分重量的4-5倍的去离子水去溶解C组分形成C组分溶解液。
本发明还公开了所述自流平自修复锌铝涂料的应用，其特征在于：用于喷涂在金属工件的表面，包括如下操作步骤：将工件以清洗→干燥→抛丸→喷涂→烧结的顺序进行处理，喷涂工序中采用所述锌铝涂料，涂液粘度为35～40秒，粘度计量采用柴氏2#杯，烧结温度330～350℃，时间20～30分钟。
具体地，所述喷涂工序中喷涂一遍，金属工件表面膜层厚度达5-8μm。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下技术效果：
(1)、水性环保，VOC指数低；
(2)、一涂即可达到传统两涂的外观和效果，处理时间大大缩短，工效高；
(3)、涂层外观均匀无漏涂，遮盖率高，防锈效果好；
(4)、涂层中性盐雾试验480小时无红锈，耐腐蚀效果好；
(5)、涂层附着力佳，与其它附加涂层间黏着性好，涂层再涂性能优越。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明提供一种自流平自修复锌铝涂料，将纳米级片状锌粉、浮型片状铝粉配以润滑剂、防沉剂、偶联剂溶于蒸馏水中，并按比例加以无机硅、醇类溶剂、活性剂等。具体地，锌铝涂料主要由A组分、B组分和C组分混合而成，各组分分别包含的原料和质量百分比如下：
A组分：
B组分：
硝酸镍3％-10％ 二丙酮醇12.3％
OP-10乳化剂1％-3％ 氧化锌3％-5％
硼酸3％-10％ 正硅酸乙酯10％-23％
其余为去离子水；
C组分：羟乙基纤维素。
配制工艺：
(1)将A组分、B组分的各组分分别在两个容器内搅拌混合均匀，外部恒温至25±2℃；
(2)搅拌下，将B组分加入A组分的容器中，A组分和B组分的比例为1:1，继续搅拌1-2小时，确认温度在25±2℃；
(3)选取一定量的C组分，本实施例中为A、B混合液总质量的0.1-0.2％，并用质量为C组分重量的4-5倍的去离子水去溶解C组分形成C组分溶解液，然后边搅拌A、B组分混合液边加C组分溶解液，加的量根据涂覆方式要求的粘度而定，在恒温25±2℃下，搅拌2～4小时，使溶液混合均匀，制成pH值为4.0～4.5锌铝涂液。C组分起调整粘度作用，其添加量视涂覆方式不同要求的粘度不同而定。
具体实施时，可将所述锌铝涂料用于喷涂在金属工件的表面，如M30*485的双头螺栓。包括如下操作步骤：将双头螺栓以清洗→干燥→抛丸→喷涂→烧结的顺序进行处理，喷涂工序中采用所述锌铝涂料，涂液粘度为35～40秒，粘度计量采用柴氏2#杯，烧结温度330～350℃，时间20～30分钟，喷涂工序中喷涂一遍，金属工件表面膜层厚度达5-8μm。
本发明的自流平自修复锌铝涂料是一种具有较高的固含量同时较低粘度的涂料，能够达到理想的涂覆效果，自流平效果好。由于铝的密度较轻，一般容易漂浮于涂层的表面，涂料用铝粉有浮型和非浮型之分，浮型片状铝粉在漆膜表面附近定向排列形成一层不透明的银色膜，因此浮型片状铝粉的遮盖率比非浮型的好。本发明针对达克罗涂层中含有致癌的六价铬离子、涂覆生产周期时间长的缺陷，选用浮型片状铝粉来替代非浮型片状铝粉，制得的水性锌铝涂层，遮盖率及外观比之前的有大幅度提升，一涂基本上能达到二涂的效果，涂层厚度5-8μm，中性盐雾基本上可达到480h无红锈出现。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种自流平自修复锌铝涂料，其特征在于：包括以纳米级片状锌粉、浮型片状铝粉配以润滑剂、防沉剂、偶联剂溶于蒸馏水中制成的混合物，所述混合物中添加有无机硅、醇类溶剂和活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种自流平自修复锌铝涂料，其特征在于：所述锌铝涂料主要由A组分、B组分和C组分混合而成，各组分分别包含的原料和质量百分比如下：
A组分：
纳米级片状锌粉45％-60％ 浮型片状铝粉3％-7％
二丙二醇30％-40％ OP-10乳化剂1％-2％
硅烷偶联剂3％-5％ 纳米锌粉0.5％-1％
纳米硅溶胶0.5％-1％；
B组分：
硝酸镍3％-10％ 二丙酮醇12.3％
OP-10乳化剂1％-3％ 氧化锌3％-5％
硼酸3％-10％ 正硅酸乙酯10％-23％
其余为去离子水；
C组分为羟乙基纤维素。
3.权利要求2所述自流平自修复锌铝涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)、将A组分、B组分按各自所述原料及所述质量百分比分别在两个容器内搅拌混合均匀，外部恒温至25±2℃；
步骤(2)、搅拌状态下，将B组分加入A组分的容器中形成A、B组分混合液，A组分和B组分的比例为1:1，继续搅拌1-2小时，确认温度在25±2℃；
步骤(3)、选取一定量的C组分，并一定量的去离子水去溶解C组分形成C组分溶解液，然后边搅拌A、B组分混合液边加C组分溶解液，加的量根据涂覆方式要求的粘度而定，最后在恒温25±2℃下，搅拌2～4小时，使溶液混合均匀，制成pH值为4.0～4.5锌铝涂液。
4.权利要求3所述自流平自修复锌铝涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中C组分在采用去离子水溶解前，取用量按质量百分比占步骤(3)中待加入的A、B组分混合液总质量的0.1-0.2％。
5.权利要求3所述自流平自修复锌铝涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中用质量为C组分重量的4-5倍的去离子水去溶解C组分形成C组分溶解液。
6.权利要求1-5任意一项所述自流平自修复锌铝涂料的应用，其特征在于：用于喷涂在金属工件的表面，包括如下操作步骤：将工件以清洗→干燥→抛丸→喷涂→烧结的顺序进行处理，喷涂工序中采用所述锌铝涂料，涂液粘度为35～40秒，粘度计量采用柴氏2#杯，烧结温度330～350℃，时间20～30分钟。
7.权利要求6所述自流平自修复锌铝涂料的应用，其特征在于：所述喷涂工序中喷涂一遍，金属工件表面膜层厚度达5-8μm。
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