CN110655811A - 一种新型环保无铬锌铝涂料及其制备方法 - Google Patents

一种新型环保无铬锌铝涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型环保无铬锌铝涂料，包括A组分和B组分；所述A组分包括以下质量份数的组分：锌粉10‑15份、铝粉1‑3份、润湿分散剂2‑7份、A溶剂30‑50份和无机纳米粒子溶胶1‑10份；所述B组分包括以下质量份数的组分：双硅烷偶联剂3‑5份、B溶剂43‑68份、去离子水3‑5份和冰醋酸1‑2份。该无铬锌铝涂料不涉及含铬的化合物，对环境和人体无害，其中所含的双硅烷偶联剂相比一般的单硅烷偶联剂粘结性更好，可以更好地粘结锌铝粉末，提高无铬锌铝涂层致密性；无机纳米粒子溶胶中的无机纳米粒子一方面可以粘结锌铝粉末，进一步提升无铬锌铝涂层致密性，另一方面通过无机纳米粒子的特性可改善无铬锌铝涂层的力学性能。

Description

一种新型环保无铬锌铝涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种新型环保无铬锌铝涂料及其制备方法。
背景技术
在冰雪天气，车辆行驶在湿滑的路面上，容易引发交通事故，造成人员伤亡。人们为了加快路面冰雪的融化，通常会在路面撒上一定量的融雪剂。融雪剂虽然加速了道路积雪的融化速度，减少了交通拥堵，但是也带来了车辆腐蚀的问题，融雪剂中含有的大量氯离子会造成车辆零部件的腐蚀。针对这样的问题，20世纪60年代，达克罗涂料应运而生。达克罗涂层明显地改善了车辆零部件的腐蚀问题，比如制动盘、排气管、散热器等，其耐腐蚀性甚至超过了电镀涂层。此外，达克罗涂层还广泛应用于建筑、铁路、桥梁等许多行业。
达克罗涂层自出现以后，一直备受青睐。但是达克罗涂料的粘结剂采用了含有六价铬的化合物，六价铬具有钝化涂层以及赋予涂层自修复能力的作用，但具有致癌性，严重危害环境，损害人体健康。随着人们环保意识的日益增强，进入21世纪以来，各国相继制定了严格的法律法规限制六价铬的使用。因此，达克罗涂层的使用也受到限制。
介于达克罗涂料在环保政策压力下受到的限制，汽车、桥梁、建筑等行业迫切需要开发新型环保无铬锌铝涂料来取代达克罗涂料。因此，各国科研工作者都在积极开发新的可替代达克罗涂料的新型无铬锌铝涂料，以求在新环保形势下占据防腐蚀无铬锌铝涂料的市场。到目前为止，新型无铬锌铝涂料在耐腐蚀性方面与传统达克罗涂层相比仍然存在一定的差距。因此，亟需对无铬锌铝涂料进行进一步研究，提出新的方法，提升无铬锌铝涂料的耐腐蚀性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型环保无铬锌铝涂料及其制备方法，来解决以上问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型环保无铬锌铝涂料，包括A组分和B组分；
所述A组分包括以下质量份数的组分：锌粉10-15份、铝粉1-3份、润湿分散剂2-7份、A溶剂30-50份和无机纳米粒子溶胶1-10份；
所述B组分包括以下质量份数的组分：双硅烷偶联剂3-5份、B溶剂43-68份、去离子水3-5份和冰醋酸1-2份；
各组分均不含铬。
可选的，所述新型环保无铬锌铝涂料还包括增稠剂，所述增稠剂的质量为所述A组分和所述B组分质量之和的0.3％-0.5％；
所述新型环保无铬锌铝涂料还包括消泡剂，所述消泡剂的含量为10-20滴/100g无铬锌铝涂料。
可选的，所述双硅烷偶联剂为BTMSE、BTSE、BTESPT和BTSPA中的一种或多种。
可选的，所述无机纳米粒子溶胶为纳米二氧化硅溶胶、纳米二氧化锆溶胶、纳米氧化铝溶胶、纳米氧化钛溶胶、纳米氧化锌溶胶、纳米氧化铁溶胶和纳米氧化铈溶胶中的一种或多种。
可选的，所述润湿分散剂为正丁醇、丙三醇、二乙二醇、二丙二醇、二甘醇、吐温-10、吐温-20、OP-10、聚乙二醇200和聚乙二醇400中的一种或多种。
可选的，所述A溶剂为乙二醇，所述B溶剂为无水乙醇。
可选的，所述锌粉和所述铝粉均为鳞片状，片径不大于20微米。
可选的，所述增稠剂为羟乙基纤维素，所述消泡剂为异辛醇。
一种如前所述的新型环保无铬锌铝涂料的制备方法，包括以下步骤：
将所述锌粉和所述铝粉通过机械混合获得锌铝粉末；将所述润湿分散剂、所述锌铝粉末和所述无机纳米粒子溶胶在搅拌的条件下依次加入所述A溶剂中，获得所述A组分；
将所述双硅烷偶联剂、所述去离子水和所述冰醋酸在搅拌的条件下依次加入所述B溶剂中，获得所述B组分；将所述B组分静置；
将所述A组分和静置后的所述B组分通过搅拌混合，获得所述新型环保无铬锌铝涂料。
可选的，所述步骤：将所述A组分和静置后的所述B组分通过搅拌混合，获得新型环保无铬锌铝涂料，具体包括：
将所述A组分和静置后的所述B组分通过搅拌混合，再加入所述增稠剂和消泡剂，获得所述新型环保无铬锌铝涂料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的新型环保无铬锌铝涂料不涉及含铬的化合物，对环境和人体无害，保障了施工过程和使用过程的安全性。所述无铬锌铝涂料包括双硅烷偶联剂和无机纳米粒子溶胶，双硅烷偶联剂相比一般的单硅烷偶联剂粘结性更好，可以更好地粘结锌铝粉末，提高无铬锌铝涂层致密性，致密的无铬锌铝涂层具有更好的耐腐蚀性；无机纳米粒子溶胶中的无机纳米粒子一方面可以粘结锌铝粉末，进一步提升无铬锌铝涂层致密性，另一方面无机纳米粒子的硬度较高可改善无铬锌铝涂层的硬度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例1-4提供的无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的电镜图，图1a对应实施例1，图1b对应实施例2，图1c对应实施例3，图1d对应实施例4；
图2为本发明实施例1-4提供的无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的XRD图；
图3为本发明实施例1-4提供的无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的极化曲线图；
图4为本发明实施例1-4提供的无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的阻抗谱图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供了一种新型环保无铬锌铝涂料，包括A组分和B组分。所述A组分包括以下质量份数的组分：锌粉10-15份、铝粉1-3份、润湿分散剂2-7份、A溶剂30-50份和无机纳米粒子溶胶1-10份。所述B组分包括以下质量份数的组分：双硅烷偶联剂3-5份、B溶剂43-68份、去离子水3-5份和冰醋酸1-2份。以上各组分均不含铬。
本发明提供的新型环保无铬锌铝涂料不涉及含铬的化合物，对环境和人体无害，保障了施工过程和使用过程的安全性。所述无铬锌铝涂料包括双硅烷偶联剂和无机纳米粒子溶胶，双硅烷偶联剂相比一般的单硅烷偶联剂粘结性更好，可以更好地粘结锌铝粉末，提高无铬锌铝涂层致密性，致密的无铬锌铝涂层具有更好的耐腐蚀性；无机纳米粒子溶胶中的无机纳米粒子一方面可以粘结锌铝粉末，进一步提升无铬锌铝涂层致密性，另一方面无机纳米粒子的硬度较高可改善无铬锌铝涂层的硬度。
本发明所述的双硅烷偶联剂的单分子含有两个SiX3基团，X为可水解基团，因此，双硅烷偶联剂可以很好地粘结锌铝粉末。所述双硅烷偶联剂优选为BTMSE((H3CO)3Si(CH2)2Si(OCH3)3)、BTSE((H5C2O)3Si(CH2)2Si(OC2H5)3)、BTESPT((C2H5O)3Si(CH2)3S4(CH2)3Si(OC2H5)3)和BTSPA((H3CO)3Si(CH2)3NH(CH2)3Si(OCH3)3)中的一种或多种。
本发明所述冰醋酸可以促进双硅烷偶联剂的水解，使双硅烷偶联剂更好地粘结锌铝粉末。
本发明所述的无机纳米粒子溶胶为纳米二氧化硅溶胶、纳米二氧化锆溶胶、纳米氧化铝溶胶、纳米氧化钛溶胶、纳米氧化锌溶胶、纳米氧化铁溶胶和纳米氧化铈溶胶中的一种或多种。所述无机纳米粒子溶胶的溶剂优选为乙醇，无机纳米粒子溶胶中无机纳米粒子的含量优选为30％。无机纳米粒子溶胶中的无机纳米粒子可以粘结锌铝粉末，进一步提升无铬锌铝涂层致密性。无机纳米粒子的特性也可改善无铬锌铝涂层的力学性能。
本发明所述的润湿分散剂为正丁醇、丙三醇、二乙二醇、二丙二醇、二甘醇、吐温-10、吐温-20、OP-10、聚乙二醇200和聚乙二醇400中的一种或多种。
本发明所述的A溶剂为高沸点有机溶剂，优选为乙二醇。本发明所述的B溶剂为无水乙醇。
本发明所述锌粉和所述铝粉均为鳞片状，片径不大于20微米。所述片径指所述鳞片状结构的宽度或长度。
在本发明中，所述新型环保无铬锌铝涂料还包括增稠剂，增稠剂用于调节无铬锌铝涂料的粘度。所述增稠剂的质量为所述A组分和所述B组分质量之和的0.3％-0.5％。所述增稠剂为羟乙基纤维素。
在本发明中，所述新型环保无铬锌铝涂料还包括消泡剂，所述消泡剂的含量为10-20滴/100g无铬锌铝涂料。所述消泡剂为异辛醇。
本发明还提供了一种如上所述的新型环保无铬锌铝涂料的制备方法，包括以下步骤：
将锌粉和铝粉通过搅拌混合获得锌铝粉末；将润湿分散剂、锌铝粉末和无机纳米粒子溶胶在搅拌的条件下依次加入A溶剂中，获得A组分；
将双硅烷偶联剂、去离子水和冰醋酸在搅拌的条件下依次加入B溶剂中，获得B组分；将B组分静置；
将A组分和静置后的B组分通过搅拌混合，再加入增稠剂和消泡剂，获得新型环保无铬锌铝涂料。
本发明所述制备方法制备过程简单，制得的新型环保无铬锌铝涂料对环境和人体友好，且涂层致密性和力学性能良好。
本发明实施例首先制备锌铝粉末，具体包括：将锌粉和铝粉混合搅拌1h获得锌铝粉末。
本发明实施例接着制备A组分，具体包括：将润湿分散剂加入A溶剂中搅拌10min，再将锌铝粉末加入A溶剂中搅拌1h，之后将无机纳米粒子溶胶加入A溶剂中搅拌15min，获得A组分。其中，搅拌速率均为400r/min，无机纳米粒子溶胶需最后加入，润湿分散剂和锌铝粉末的加入顺序可以交换。
本发明实施例之后制备B组分，具体包括：将双硅烷偶联剂加入B溶剂中搅拌5min，再将去离子水加入B溶剂中搅拌5min，之后将冰醋酸加入B溶剂中搅拌5min，获得B组分。将B组分静置三日。其中，双硅烷偶联剂、去离子水和冰醋酸的加入顺序不可交换，该加入顺序可促进双硅烷偶联剂的水解。将B组分静置三日的作用是使双硅烷偶联剂尽可能的水解。
本发明实施例最后将A组分和B组分混合制备新型环保无铬锌铝涂料，具体包括：将B组分加入A组分中搅拌1.5h，获得AB混合涂料。采用涂4粘度杯测试AB混合涂料的粘度，向AB混合涂料中加入增稠剂调节AB混合涂料的粘度至25-30s，之后向AB混合涂料中加入消泡剂搅拌10min，获得新型环保无铬锌铝涂料。其中，加入增稠剂的质量为A组分和B组分质量之和的0.3％-0.5％。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本发明提供的一种新型环保无铬锌铝涂料和其制备方法进行具体地描述。本发明所采用的原料均可从市场购得或者在本领域常用。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
本实施例1提供了一种新型环保无铬锌铝涂料，由以下步骤制得：
1)制备A组分：
称取40g锌粉和8g铝粉进行机械搅拌混合，混粉时间为1h，获得锌铝粉末。
分别量取96g乙二醇、9.6g聚乙二醇-200和2.4g吐温-20，按照顺序依次加入细口瓶。具体包括：将聚乙二醇-200加入乙二醇中，搅拌10min；再将吐温-20加入聚乙二醇-200和乙二醇混合液中，搅拌10min。将锌铝粉末加入吐温-20、聚乙二醇-200和乙二醇混合液中，搅拌1h得到金属浆料。将3.555g30％的纳米二氧化硅乙醇溶胶加入金属浆料，搅拌15min获得159.555gA组分，以上搅拌速率均为400r/min。
2)制备B组分：
用量桶依次量取BTESPT、去离子水、无水乙醇和冰醋酸，确定四种物质的体积比为BTESPT：去离子水：无水乙醇：冰醋酸＝5：5：90：0.5。在细口瓶中首先加入无水乙醇，然后加入BTESPT搅拌5min，再加入去离子水搅拌5min，最后加入冰醋酸搅拌5min，获得B组分。将B组分静置3天待用。
3)称取B组分144.96g加入159.555gA组分中，机械搅拌1.5h，获得AB混合涂料。采用涂4粘度杯测试AB混合涂料的粘度，向AB混合涂料中加入羟乙基纤维素调节其粘度为27s，然后加入异辛醇搅拌10min得到新型环保无铬锌铝涂料。
实施例2
本实施例2提供了一种新型环保无铬锌铝涂料，由以下步骤制得：
1)制备A组分：
称取40g锌粉和8g铝粉进行机械搅拌混合，混粉时间为1h，获得锌铝粉末。
分别量取96g乙二醇、9.6g聚乙二醇-200和2.4g吐温-20，按照顺序依次加入细口瓶。具体包括：将聚乙二醇-200加入乙二醇中，搅拌10min；再将吐温-20加入聚乙二醇-200和乙二醇混合液中，搅拌10min。将锌铝粉末加入吐温-20、聚乙二醇-200和乙二醇混合液中，搅拌1h得到金属浆料。将7.11g30％的纳米二氧化硅乙醇溶胶加入金属浆料，搅拌15min获得163.11gA组分，以上搅拌速率均为400r/min。
2)制备B组分：
用量桶依次量取BTESPT、去离子水、无水乙醇和冰醋酸，确定四种物质的体积比为BTESPT：去离子水：无水乙醇：冰醋酸＝5：5：90：0.5。在细口瓶中首先加入无水乙醇，然后加入BTESPT搅拌5min，再加入去离子水搅拌5min，最后加入冰醋酸搅拌5min，获得B组分。将B组分静置3天待用。
3)称取B组分144.96g加入163.11gA组分中，机械搅拌1.5h，获得AB混合涂料。采用涂4粘度杯测试AB混合涂料的粘度，向AB混合涂料中加入羟乙基纤维素调节其粘度为27s，然后加入异辛醇搅拌10min得到新型环保无铬锌铝涂料。
实施例3
本实施例3提供了一种新型环保无铬锌铝涂料，由以下步骤制得：
1)制备A组分：
称取40g锌粉和8g铝粉进行机械搅拌混合，混粉时间为1h，获得锌铝粉末。
分别量取96g乙二醇、9.6g聚乙二醇-200和2.4g吐温-20，按照顺序依次加入细口瓶。具体包括：将聚乙二醇-200加入乙二醇中，搅拌10min；再将吐温-20加入聚乙二醇-200和乙二醇混合液中，搅拌10min。将锌铝粉末加入吐温-20、聚乙二醇-200和乙二醇混合液中，搅拌1h得到金属浆料。将10.665g30％的纳米二氧化硅乙醇溶胶加入金属浆料，搅拌15min获得166.665gA组分，以上搅拌速率均为400r/min。
2)制备B组分：
用量桶依次量取BTESPT、去离子水、无水乙醇和冰醋酸，确定四种物质的体积比为BTESPT：去离子水：无水乙醇：冰醋酸＝5：5：90：0.5。在细口瓶中首先加入无水乙醇，然后加入BTESPT搅拌5min，再加入去离子水搅拌5min，最后加入冰醋酸搅拌5min，获得B组分。将B组分静置3天待用。
3)称取B组分144.96g加入166.665gA组分中，机械搅拌1.5h，获得AB混合涂料。采用涂4粘度杯测试AB混合涂料的粘度，向AB混合涂料中加入羟乙基纤维素调节其粘度为27s，然后加入异辛醇搅拌10min得到新型环保无铬锌铝涂料。
实施例4
本实施例4提供了一种新型环保无铬锌铝涂料，由以下步骤制得：
1)制备A组分：
称取40g锌粉和8g铝粉进行机械搅拌混合，混粉时间为1h，获得锌铝粉末。
分别量取96g乙二醇、9.6g聚乙二醇-200和2.4g吐温-20，按照顺序依次加入细口瓶。具体包括：将聚乙二醇-200加入乙二醇中，搅拌10min；再将吐温-20加入聚乙二醇-200和乙二醇混合液中，搅拌10min。将锌铝粉末加入吐温-20、聚乙二醇-200和乙二醇混合液中，搅拌1h得到金属浆料。将14.22g30％的纳米二氧化硅乙醇溶胶加入金属浆料，搅拌15min获得170.22gA组分，以上搅拌速率均为400r/min。
2)制备B组分：
用量桶依次量取BTESPT、去离子水、无水乙醇和冰醋酸，确定四种物质的体积比为BTESPT：去离子水：无水乙醇：冰醋酸＝5：5：90：0.5。在细口瓶中首先加入无水乙醇，然后加入BTESPT搅拌5min，再加入去离子水搅拌5min，最后加入冰醋酸搅拌5min，获得B组分。将B组分静置3天待用。
3)称取B组分144.96g加入170.22gA组分中，机械搅拌1.5h，获得AB混合涂料。采用涂4粘度杯测试AB混合涂料的粘度，向AB混合涂料中加入羟乙基纤维素调节其粘度为27s，然后加入异辛醇搅拌10min得到新型环保无铬锌铝涂料。
测试样的制备：
将Q235钢基体分别浸入实施例1-4制得的新型环保无铬锌铝涂料中，浸泡时间20s，取出预烘干，先在80℃预烘干10min，然后在100℃烘干10min，之后进行高温烧结，烧结温度300℃，烧结时间30min，获得对应的无铬锌铝涂层。
测试例1
采用扫描电子显微镜观察实施例1-4中无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的表面微观形貌，结果如图1a-d所示。所有无铬锌铝涂层具有相似的微观形貌，都具有层片状结构，其中片状锌粉和铝粉交替叠加。从无铬锌铝涂层的微观形貌上可以观察到，在无铬锌铝涂层表面存在孔隙和空隙等缺陷，这些缺陷会影响无铬锌铝涂层的耐腐蚀性能。
随着加入纳米二氧化硅溶胶含量的变化，无铬锌铝涂层表面的缺陷是不同的。一方面，纳米二氧化硅溶胶中的无机纳米粒子可以与去离子水发生水解反应从而起到粘结锌铝粉末的作用，使无铬锌铝涂层更加致密，致密的无铬锌铝涂层可以具有更好的物理屏蔽作用；另一方面，无机纳米粒子可以起到改善无铬锌铝涂层力学性能的作用。实施例3无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的致密性好，说明纳米二氧化硅溶胶含量优选为10.665g。
测试例2
采用X射线衍射仪分析实施例1-4中无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的物相组成，结果如图2所示。从XRD图上可以发现，无铬锌铝涂层主要由Zn、Al相构成。无铬锌铝涂层烧结温度较高，在无铬锌铝涂层烧结过程中无铬锌铝涂层表层极有可能生成Al2O3和ZnO。从XRD图中并不能观察到双硅烷的衍射峰，说明在涂料制备过程中，双硅烷大部分水解，水解生成的硅醇与Zn、Al粉颗粒交联，经过烧结形成空间三维网络。
测试例3
采用上海辰华仪器有限公司生产的电化学工作站测试实施例1-4中无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的极化曲线，腐蚀液为3.5wt.％NaCl溶液，结果如图3所示。表1是根据极化曲线得到的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度结果。基体Q235钢的自腐蚀电位是最高的，无铬锌铝涂层的自腐蚀电位相对基体偏小，说明无铬锌铝涂层可以起到牺牲阳极的保护作用。无铬锌铝涂层和Q235钢基体的自腐蚀电流密度具有相同的数量级。采用实施例1、实施例2和实施例4的无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的自腐蚀电流密度比基体的大，采用实施例3的无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的自腐蚀电流密度和基体的自腐蚀电流密度是接近的，这说明随着纳米二氧化硅溶胶含量的增大，无铬锌铝涂层的耐腐蚀性能先增强后减弱。极化曲线的测试结果表明，纳米二氧化硅溶胶可以有效提高无铬锌铝涂层的耐腐蚀性能，提高无铬锌铝涂层的稳定性。
表1极化曲线的测试结果
Figure BDA0002246405250000101
Figure BDA0002246405250000111
测试例4
采用上海辰华仪器有限公司生产的电化学工作站测试实施例1-4中无铬锌铝涂料制备的无铬锌铝涂层的阻抗曲线，腐蚀液为3.5wt.％NaCl溶液，结果如图4所示。从阻抗谱图上可以发现，随着纳米二氧化硅溶胶含量的增大，容抗弧半径先增大后减小，说明涂层的耐腐蚀性能先增强后减弱。当纳米二氧化硅溶胶含量为10.665g时，容抗弧半径最大，无铬锌铝涂层的耐腐蚀性最好。阻抗谱的分析结果表明，纳米二氧化硅溶胶可以有效提高无铬锌铝涂层的耐腐蚀性能。
以上测试例说明加入纳米二氧化硅溶胶可以有效提高无铬锌铝涂层的耐腐蚀性能，并且纳米二氧化硅的含量对无铬锌铝涂层有影响，纳米二氧化硅溶胶过多或过少均会对无铬锌铝涂层造成负面影响。纳米二氧化硅溶胶过多对无铬锌铝涂层造成负面影响的原因可能与无机纳米粒子团聚以及无机纳米粒子与双硅烷偶联剂的水解产物反应有关，这会导致涂层孔隙增多，降低涂层的耐腐蚀性。
本发明提供的新型环保无铬锌铝涂料不涉及含铬的化合物，对环境和人体无害，保障了施工过程和使用过程的安全性。所述无铬锌铝涂料包括双硅烷偶联剂和无机纳米粒子溶胶，双硅烷偶联剂相比一般的单硅烷偶联剂粘结性更好，可以更好地粘结锌铝粉末，提高无铬锌铝涂层致密性，致密的无铬锌铝涂层具有更好的耐腐蚀性；无机纳米粒子溶胶一方面可以粘结锌铝粉末，进一步提升无铬锌铝涂层致密性，另一方面通过无机纳米粒子的特性可改善无铬锌铝涂层的力学性能。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种新型环保无铬锌铝涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；
所述A组分包括以下质量份数的组分：锌粉10-15份、铝粉1-3份、润湿分散剂2-7份、A溶剂30-50份和无机纳米粒子溶胶1-10份；
所述B组分包括以下质量份数的组分：双硅烷偶联剂3-5份、B溶剂43-68份、去离子水3-5份和冰醋酸1-2份；
各组分均不含铬。
2.根据权利要求1所述的新型环保无铬锌铝涂料，其特征在于，所述新型环保无铬锌铝涂料还包括增稠剂和消泡剂；
所述增稠剂的质量为所述A组分和所述B组分质量之和的0.3％-0.5％，所述消泡剂的含量为10-20滴/100g无铬锌铝涂料。
3.根据权利要求1所述的新型环保无铬锌铝涂料，其特征在于，所述双硅烷偶联剂为BTMSE、BTSE、BTESPT和BTSPA中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的新型环保无铬锌铝涂料，其特征在于，所述无机纳米粒子溶胶为纳米二氧化硅溶胶、纳米二氧化锆溶胶、纳米氧化铝溶胶、纳米氧化钛溶胶、纳米氧化锌溶胶、纳米氧化铁溶胶和纳米氧化铈溶胶中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的新型环保无铬锌铝涂料，其特征在于，所述润湿分散剂为正丁醇、丙三醇、二乙二醇、二丙二醇、二甘醇、吐温-10、吐温-20、OP-10、聚乙二醇200和聚乙二醇400中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的新型环保无铬锌铝涂料，其特征在于，所述A溶剂为乙二醇，所述B溶剂为无水乙醇。
7.根据权利要求1所述的新型环保无铬锌铝涂料，其特征在于，所述锌粉和所述铝粉均为鳞片状，片径不大于20微米。
8.根据权利要求2所述的新型环保无铬锌铝涂料，其特征在于，所述增稠剂为羟乙基纤维素，所述消泡剂为异辛醇。
9.一种如权利要求1-8任一权利要求所述的新型环保无铬锌铝涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述锌粉和所述铝粉通过机械混合获得锌铝粉末；将所述润湿分散剂、所述锌铝粉末和所述无机纳米粒子溶胶在搅拌的条件下依次加入所述A溶剂中，获得所述A组分；
将所述双硅烷偶联剂、所述去离子水和所述冰醋酸在搅拌的条件下依次加入所述B溶剂中，获得所述B组分；将所述B组分静置；
将所述A组分和静置后的所述B组分通过搅拌混合，获得所述新型环保无铬锌铝涂料。
10.根据权利要求9所述的新型环保无铬锌铝涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤：将所述A组分和静置后的所述B组分通过搅拌混合，获得新型环保无铬锌铝涂料，具体包括：
将所述A组分和静置后的所述B组分通过搅拌混合，再加入所述增稠剂和消泡剂，获得所述新型环保无铬锌铝涂料。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111647292A (zh) * 2020-06-19 2020-09-11 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种水性无机富铝耐高温涂料及其制备方法与应用
CN112266637A (zh) * 2020-09-30 2021-01-26 徐玲 纳米抗菌防腐水溶胶涂层组合物
CN112280040A (zh) * 2020-11-05 2021-01-29 重庆艾普防腐技术有限公司 一种新型绿色环保高防腐锌铝涂层
CN114410135A (zh) * 2022-01-26 2022-04-29 上海库曜新材料有限公司 一种耐火纳米防腐材料及其应用
CN115093734A (zh) * 2022-04-28 2022-09-23 广东工业大学 一种无铬Zn-Al涂料的制备方法
CN115181438A (zh) * 2022-08-04 2022-10-14 广东富多新材料股份有限公司 一种耐高温耐磨亲水无机涂料及其制备方法和应用
CN116426148A (zh) * 2023-04-25 2023-07-14 合肥微晶材料科技有限公司 一种基于硅钛复合石墨烯树脂的高效防腐达克罗涂料

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050031790A1 (en) * 2001-09-11 2005-02-10 Jackson Paul A Coating composition for metal substrates
CN104761936A (zh) * 2015-04-07 2015-07-08 泉州三欣新材料科技有限公司 一种水性无机隔热防腐涂料及其制备方法
CN107663385A (zh) * 2016-07-29 2018-02-06 叶氏化工研发（上海）有限公司 一种双组份耐磨涂料及由其制得的涂层

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050031790A1 (en) * 2001-09-11 2005-02-10 Jackson Paul A Coating composition for metal substrates
CN104761936A (zh) * 2015-04-07 2015-07-08 泉州三欣新材料科技有限公司 一种水性无机隔热防腐涂料及其制备方法
CN107663385A (zh) * 2016-07-29 2018-02-06 叶氏化工研发（上海）有限公司 一种双组份耐磨涂料及由其制得的涂层

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
廖嘉炜等: "以甲基三甲氧基硅烷为粘结剂的无铬锌铝涂层的制备及性能", 《电镀与涂饰》 *
张学敏等: "《涂料与涂装技术》", 31 January 2006, 北京：化学工业出版社 *
高波等: "热镀锌板双硅烷无铬钝化膜性能的研究", 《表面技术》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111647292A (zh) * 2020-06-19 2020-09-11 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种水性无机富铝耐高温涂料及其制备方法与应用
CN112266637A (zh) * 2020-09-30 2021-01-26 徐玲 纳米抗菌防腐水溶胶涂层组合物
CN112266637B (zh) * 2020-09-30 2021-09-07 徐玲 纳米抗菌防腐水溶胶涂层组合物
CN112280040A (zh) * 2020-11-05 2021-01-29 重庆艾普防腐技术有限公司 一种新型绿色环保高防腐锌铝涂层
CN114410135A (zh) * 2022-01-26 2022-04-29 上海库曜新材料有限公司 一种耐火纳米防腐材料及其应用
CN114410135B (zh) * 2022-01-26 2023-02-17 上海库曜新材料有限公司 一种耐火纳米防腐材料及其应用
CN115093734A (zh) * 2022-04-28 2022-09-23 广东工业大学 一种无铬Zn-Al涂料的制备方法
CN115181438A (zh) * 2022-08-04 2022-10-14 广东富多新材料股份有限公司 一种耐高温耐磨亲水无机涂料及其制备方法和应用
CN116426148A (zh) * 2023-04-25 2023-07-14 合肥微晶材料科技有限公司 一种基于硅钛复合石墨烯树脂的高效防腐达克罗涂料

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