CN111117323A - 用于金属材料表面处理的水性涂料、涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于金属材料表面处理的水性涂料、涂层及其制备方法。所述涂料包含络合剂、分散剂、PH调节剂、填料、缓蚀剂、无机成膜剂，其余部分包含去离子水。所述涂料PH值1~4，所述涂层由材料表面涂覆涂料经固化处理形成。本发明所述的水性涂料为水性单组分结构，不含易挥发有机物，无异味，制备简单，涂层人工固化后综合性能明显优于现有技术，硬度高，耐磨性优良，结合力和耐候性能优异，尤其适用于钕铁硼磁性材料和铸铁材料的表面防护处理，在其他钢铁材料的表面处理领域也有非常广阔的应用前景。

Description

用于金属材料表面处理的水性涂料、涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于金属材料表面处理的水性涂料、涂层及其制备方法，属于材料表面处理技术领域。

背景技术

在金属材料表面处理领域，使用防腐涂料在材料表面形成防腐涂层是材料防腐表面处理的重要手段，是提高材料耐蚀性能的主要方法，一般通过化学转化膜、金属镀层或有机涂层形成阻隔层，阻隔空气、水及其它腐蚀介质与材料基体的接触，从而达到延长材料使用寿命的目的。目前，常用的表面处理方式主要有磷化处理、电镀、电泳涂覆、油漆涂覆、有机涂料涂覆、特种涂料涂覆、达克罗涂覆等，各种处理方法均具各自的优点，也存在一定的不足，尤其是在一些特殊材料如稀土永磁材料和铸铁材料表面处理领域，仍存在不能满足使用要求的现象。

在稀土加工产业中，磁性材料是重要分支，特别是钕铁硼永磁材料应用最为广泛。钕铁硼磁体具有特殊的多相结构，不同的相之间相互接触，因电动势的差异形成众多的微电池，再加上磁体本身的多孔特性，因此钕铁硼本身的耐蚀性能较差，极易发生锈蚀、粉化，在高温高湿条件下腐蚀尤为明显。铸铁材料在材料和工艺方面与钕铁硼有较多相同之处，其防腐蚀手段与钕铁硼也较类似。所以，具多相结构、表面多孔特点的材料防腐蚀研究具有十分重要的意义。

目前，针对多相结构的材料如钕铁硼和铸铁的表面处理方法很多，主要有电泳、电镀、化学镀、真空蒸镀、溅射镀、离子镀、化学气相沉积、达克罗改性处理等多种工艺，但实际应用中存在工艺复杂、能耗高、处理质量参差不齐，而且会产生较多的废液和废弃物，对环境影响较大。近来，有针对钕铁硼表面处理的复合涂层研究，主要集中在电泳处理与其他前处理相结合的技术方案和传统达克罗工艺的改进升级方案。中国专利CN105368100A，用于磁性材料表面改性的涂覆液、涂层及其制备方法，主要采用达克罗工艺中的锌、铝金属粉结合钛粉、磷铁粉，硅溶胶作为成膜剂，再辅以络合剂、表面活性剂、硅烷偶联剂、润湿剂和PH调节剂、稀释剂等材料，再经适当的固化处理工序，解决传统达克罗处理的铬酸污染以及成膜问题，获得优异的耐蚀层，但其核心仍然是传统达克罗工艺的改进，对磁材前处理要求较高，使用部分环氧活性稀释剂具有一定的环境危害性。中国专利CN104894553B提高表面改性层性能的方法及其应用，通过在待处理材料表面涂覆无机富锌硅溶胶而形成打底层，再在打底层上涂覆锌铬涂覆液而形成锌铬膜，所用锌铬涂覆液由锌粉、铝粉、铬酐、硼酸、表面活性剂、PH调节剂以及去离子水等组成，通过打底层的过渡改善了锌铬膜与基体的结合力和耐磨能力，耐蚀性能也得到了较大程度的提高，其技术本质是传统达克罗工艺的改进，需要打底处理，且使用含铬涂覆液，具有一定的环境危害性。中国专利CN105420669B一种用于永磁体防腐处理的气相沉积方法，采用物理气相沉积技术在钕铁硼表面沉积纳米多层结构薄膜，再在该沉积膜表面进行电泳处理，采用气相沉积技术对钕铁硼表面进行前处理，替代磷化的方法，克服磷化工艺导致的钕铁硼磁性能损伤，与磁体结合性能优良，显著提高钕铁硼的耐蚀性能，是气相沉积技术与电泳的结合，但气相沉积技术复杂，对设备和工艺要求较高，推广应用较为困难。

由以上分析可知，在材料表面处理领域，现有处理方法和研究成果，均存在一定程度的不足。本发明经过大量的试验和组分筛选，针对钕铁硼材料和铸铁材料多孔结构材料特性，结合独特的组分组合，所得涂料在表面处理领域具有综合成本低、单组份结构、储存稳定性高、无易挥发性有机物排放、无污染，所得涂层硬度高、耐蚀性和耐高温性优良。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种用于金属材料表面处理的水性涂料、涂层及其制备方法。

为了实现发明的目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明一种用于金属材料表面处理的水性涂料，按重量百分比计，包含以下组分和含量：

络合剂 18~45%；

分散剂 2~25%；

PH调节剂 1~15%；

填料 0~15%；

缓蚀剂 0~6%；

无机成膜剂 0~20%；

其余部分含去离子水。

所述水性涂料通过PH调节剂调节PH值，使涂料PH值控制在1~4之间。

所述络合剂为单宁酸、没食子酸、磺基水杨酸中的任意一种或两种以上的混合物。

所述分散剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、异丙醇中的任意一种或两种以上的混合物。

所述PH调节剂为硼酸、磷酸、草酸、柠檬酸、植酸中的任意一种或两种以上的混合物。

所述填料为纳米TiO₂、纳米SiO₂、纳米Al₂O₃、石墨粉、MoS₂、WS₂、氮化硼、云母粉、磷酸锌、磷酸二氢铝、硫酸钡、碳酸钙、硅酸钙、滑石粉、蒙脱土、碳化硅、晶须硅中的任意一种或两种以上的混合物。

所述缓蚀剂为苯骈三氮唑、甲基苯骈三氮唑、巯基苯骈噻唑盐中的任意一种或两种以上的混合物。

所述无机成膜剂为酸性硅溶胶、酸性铝溶胶中的任意一种或两种的混合物。

所述其余部分包含去离子水。

所述其余部分还可以包含水溶性树脂、成膜助剂、表面活性剂、消泡剂。

本发明同时提供了上述金属材料表面处理的水性涂料的制备方法，包括：

将所述络合剂、分散剂、填料、缓蚀剂、无机成膜剂、去离子水混合均匀，在40℃~80℃条件下搅拌0.5~1小时后，再加入PH调节剂，搅拌至均匀稳定的混合液，控制PH值在1~4之间，即为所述水性涂料。

本发明另一方面同时提供了一种用于金属材料表面处理的涂层，由上述水性涂料涂覆至金属材料表面，经固化处理形成涂层。所述金属材料包括稀土永磁材料钕铁硼或铸铁；所述固化处理包括自然干燥固化或人工固化；所述人工固化条件包括：温度为240℃~320℃，时间为10分钟~60分钟。

本发明另一方面又同时提供了用于金属材料表面处理的涂层的制备方法，具体包括：

(1)金属材料的前处理

将待处理金属材料表面进行除油、脱脂、清洗、干燥；

(2)涂料的涂覆

将上述涂料涂覆到已进行前处理的金属材料表面；

(3)涂层的固化处理

将金属材料表面涂覆的水性涂料进行固化处理，得到单层涂层；

(4)多层涂层的制备

重复步骤(2)和步骤(3)，在金属材料表面制备得到多层涂层。

本发明所述的水性涂料系酸性涂料，控制PH值在1~4范围之内，水性涂料的制备和盛放容器均为耐酸材料制造，水性涂料的涂覆方式采用业内常规方式，包括刷涂、甩涂、喷涂、滚涂、浸涂，涂覆过程中使用耐酸材料制造的工具。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明所述的水性涂料为水性单组分结构，不含易挥发性有机物，无异味，原料易得、制备简单；所述涂层对前处理要求较低，处理成本低廉，涂层制备方法简易可靠；所述涂层人工固化后综合性能明显优于现有技术，结合力和耐候性能优异，铅笔硬度达到9H，耐5%盐水浸泡达到960小时，耐中性盐雾试验达到816小时，可替代传统电镀、电泳和达克罗处理工艺，尤其适用于钕铁硼磁性材料和铸铁材料的表面防护处理，在其他钢铁材料的表面处理领域也有非常广阔的应用前景。

具体实施方式

针对现有技术的不足，发明人经过长时间反复研究和大量试验，提出用于金属材料表面处理的水性涂料、涂层及其制备方法的技术方案。以下对技术方案作进一步的解释和说明，应当理解的是，具体实施方式仅用于解释和说明本发明，并不构成对本发明范围的限定。

在本发明中所披露的数值范围和端点值，应当理解为各数值范围和端点值为较为有效的试验数值，并非唯一有效的数值。

在本发明中所披露的组分是试验有效的组分，但不限于所披露的组分，应当理解为具有相同或相似性质和作用的同一类组分，并非对组分的具体限定，等效替换应视为在本发明中具体公开。

在本发明中所披露的制备方法应当理解为有效方法，而非唯一方法，各组分的添加顺序的重新组合与温度和时间的非实质性变换，只要不影响最终涂层的使用效果和性能，应视为在本发明中具体公开。

本发明中所述的组分含量如无特殊说明，均为重量百分比。

本发明中所述各种组分原料除另有说明外，均为业内公认的市售工业品，均可通过商业渠道获得。而通过特殊制备方法如将几种所述组分混合成一种新的组分或使用制备所述组分所需原料再结合制备所述组分的工艺方法进行替换所获得的与本发明所述组分原料性质和用途相近似的物质，应视为与本发明所披露的组分相一致，应视为在本发明中具体公开。

本发明一方面涉及一种金属材料表面处理的水性涂料，其包含：

络合剂 18~45%；

分散剂 2~25%；

PH调节剂 1~15%；

填料 0~15%；

缓蚀剂 0~6%；

无机成膜剂 0~20%；

其余部分包含去离子水。

所述水性涂料通过PH调节剂调节PH值，使其PH值控制在1~4之间。

所述络合剂为单宁酸、没食子酸、磺基水杨酸中的任意一种或两种以上的混合物，优选单宁酸，含量优选为25~45%，络合剂常温下能与铁、锰、锌、铬、铜等金属络合，形成稳定的螯合物，在材料表面形成致密的惰性层，能有效地从涂层内层控制腐蚀的发生，并能抑制腐蚀产物的生长，从而达到提高耐蚀性能的目的。

所述分散剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合物，优选为丙二醇，含量优选为2~10%，分散剂具有溶解缓蚀剂的能力，能有效分散缓蚀剂，同时可以起到防冻剂的作用，提高涂料低温流动性，另外具有一定的吸湿性，可调节涂层的表面干燥时间，增强涂层的附着力。

所述PH调节剂为硼酸、磷酸、草酸、柠檬酸、植酸中的任意一种或两种以上的混合物，磷酸的加入有利于提供合适的酸度，并能与络合剂协同在材料表面形成磷化层，在材料表面形成双层惰性保护层，从而阻止腐蚀的发生，耐腐蚀性能得到明显提高，草酸的加入有利于在弱酸性环境下沉淀稀土，在材料表面形成稳定的化合物，阻止活泼金属的化学反应，同时与碱土金属具有很强的配合作用，从而阻止腐蚀的发生，达到提高耐腐蚀的性能。

所述填料为纳米TiO₂、纳米SiO₂、纳米Al₂O₃、石墨粉、MoS₂、WS₂、氮化硼、云母粉、磷酸锌、磷酸二氢铝、硫酸钡、碳酸钙、硅酸钙、滑石粉、蒙脱土、碳化硅、晶须硅中的任意一种或两种以上的混合物，含量优选为4~10%，所述填料均为非活性物质，不使用金属粉，在弱酸性环境中稳定，纳米材料粒径优选为1~150nm，其他材料粒径优选为2000~8000目，优选组合为纳米二氧化钛、云母粉、石墨粉、磷酸锌的混合物，填料的组合加入，通过各种粒径的有效组合，有利减缓涂料贮存时的沉降，使所得涂层致密度高，并能有效提高涂层的硬度，所得涂层为绝缘涂层，有效阻止电化学腐蚀的发生，选用具有自润滑性质的填料加入，除提高涂料的耐水性外，同时保持涂层的自润滑性，尤其是高温耐磨性更佳，耐温变性能更优。

所述缓蚀剂为苯骈三氮唑、甲基苯骈三氮唑、巯基苯骈噻唑盐中的任意一种或两种以上的混合物，优选为苯骈三氮唑，缓蚀剂能够与多种金属离子形成链状聚合物和不溶性配合物，缓蚀剂的加入能够有效络合具有加速腐蚀能力的铜离子和锌离子，具有吸收紫外线的作用，从而达到提高耐蚀性能和耐候性的目的。

所述无机成膜剂选自酸性硅溶胶、酸性铝溶胶中的任意一种或两种的混合物，酸性硅溶胶、酸性铝溶胶均以水为溶剂，其PH值、粒径及固含量均为市售工业品常规参数。优选无机成膜剂为酸性硅溶胶与酸性铝溶胶的混合物，两者比例优选为所含固体物含量比1:1~3，所成膜耐高温性能更好，且有一定的韧性，克服单一组分的缺陷，抗龟裂效果更佳，成膜硬度较高。

所述其余部分包含去离子水，用以溶解络合剂、润湿填料、调节涂料的粘稠度。

所述其余部分还可以包含水溶性树脂、成膜助剂、表面活性剂、消泡剂，水溶性树脂选用在酸性条件下不发生聚合反应或沉淀的树脂。成膜助剂为业内公知的成膜助剂。消泡剂为水性有机硅消泡剂。

另一方面，本发明同时提供了上述金属材料表面处理的水性涂料的制备方法，包括将所述络合剂、分散剂、填料、缓蚀剂、无机成膜剂、去离子水混合均匀，在40℃~80℃条件下搅拌0.5~1小时后，再加入PH调节剂，搅拌至均匀稳定的混合液，控制PH值在1~4之间，即为所述水性涂料。

所述制备方法还可以将所有组分一起加入混合均匀后一起加热到40℃~80℃，搅拌均匀，无不溶物和明显结块物即可得所述涂料。

本发明另一方面同时提供了一种用于金属材料表面处理的涂层，由上述水性涂料涂覆至金属材料表面，经固化处理形成涂层。所述金属材料包括稀土永磁材料钕铁硼或铸铁；所述固化处理包括自然干燥固化或人工固化；所述人工固化条件包括：温度为240℃~320℃，时间为10分钟~60分钟。

同时，本发明另外还提供了用于金属材料表面处理的涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)金属材料的前处理

将待处理金属材料表面进行除油、脱脂、清洗、干燥；

(2)涂料的涂覆

将上述涂料涂覆到已进行前处理的金属材料表面；

(3)涂层的固化处理

将金属材料表面涂覆的水性涂料进行固化处理，得到单层涂层；

(4)多层涂层的制备

重复步骤(2)和步骤(3)，在金属材料表面制备得到多层涂层。

所述涂层的制备依据使用场合和耐蚀性要求选择性使用单层涂层或多层涂层，涂覆方式依据工艺要求可选择使用刷涂、甩涂、喷涂、滚涂、浸涂。

本发明所述水性涂料能络合多种金属元素，为弱酸性单组分结构，不使用常规成膜剂，利用特殊组分组合就可固化成膜，无须使用稀释剂和固化剂，可长时间稳定贮存，且所得涂层耐磨性、抗腐蚀性优异，前处理简单，无需酸洗除锈，可用于一般钢铁材料表面防护，更适用于多孔结构材料钕铁硼和铸铁表面处理，下面结合实施例对本发明技术方案进一步详细说明。

以下为实施例涂层制备所需试验材料：

试样A

材料：球墨铸铁QT600-3；

规格：150mm×75mm×8mm；

前处理方式：倒角、磨光、脱脂除油、清洗、干燥；

数量：32；

试样B

材料：烧结钕铁硼，N35；

规格：35mm×18mm×2.5mm；

前处理方式：倒角、磨光、脱脂除油、水洗、干燥；

数量：32。

以下为实施例涂层制备所得试样性能测试标准和方法：

(1)耐盐雾性试验：

按GB/T10125-2012测试标准进行，试样进行封边处理，每间隔24小时观察一次，以出现红锈点为测试结束时间计算时长；

(2)耐盐水性试验：

将试样进行封边处理，半浸方式放入5%Nacl水溶液浸泡，常温加盖密封，每间隔24小时观察一次，以出现红锈点为测试结束时间计算时长；

(3)耐湿热性试验：

将试样进行封边处理，湿热箱温度设定为40℃±2℃，相对湿度为95%±3%，试样垂直悬挂于湿热箱中，每间隔24h观察一次，以出现红锈点为测试结束时间计算时长；

(4)铅笔硬度测试：

按GB/T6379-1966测试标准进行；

(5)涂层厚度测试：

使用测厚仪测试；取试样A测试数据作为代表数据；

(6)附着力测试：

按GB/T9286-1998测试标准进行。试样经220℃保温16h后清洗表面后干燥。

实施例1：

(1)水性涂料的制备

取没食子酸18%（重量百分比，以下若非特别说明均表明为重量百分比）、乙二醇2%，加入到79%去离子水中搅拌均匀，加热到80℃，搅拌0.5h，再加入硼酸1%，继续搅拌至无不溶物和颗粒物的均匀混合物，即得到PH值为4的水性涂料；

(2)涂层的制备

将(1)所得水性涂料用浸涂的方法涂覆到试样A、B表面，自然条件下干燥24h，得到单层涂层试样A11、A12、A13、A14、B11、B12、B13、B14；

(3)涂层性能测试

测试结果见表1。

实施例2：

(1)水性涂料的制备

取单宁酸8%、磺基水杨酸10%、乙二醇5%、丙二醇5%、丙三醇10%、异丙醇5%、云母粉5%、磷酸锌5%、碳化硅3%、晶须硅2%、磷酸1%（含量为85%，以下若非特别说明，则均表明为含量为85%的磷酸）、草酸1%、柠檬酸1%、苯骈三氮唑0.5%、甲基苯骈三氮唑0.5%，加入到38%的去离子水中搅拌均匀，加热到60℃继续搅拌1小时，至无不溶物和颗粒物的均匀混合物，即得到PH值为3的水性涂料；

(2)涂层的制备

将(1)所得涂料用刷涂方式涂覆到试样A、B表面，240℃条件下烘干60分钟后，再在所得涂层表面刷涂(1)所得涂料，320℃条件下烘干10分钟，得到双层涂层试样A21、A22、A23、A24、B21、B22、B23、B24；

(3)涂层性能测试

测试结果见表1。

实施例3：

(1)水性涂料的制备

取单宁酸45%、丙二醇5%、云母粉2%、酸性硅溶胶5%（含量为20%，以下若非特别说明，则均表明酸性硅溶胶的含量为20%）、酸性铝溶胶5%（含量为10%，以下若非特别说明，则均表明酸性铝溶胶的含量为10%）、有机硅消泡剂0.5%、苯骈三氮唑0.5%，加入到34%的去离子水中，搅拌均匀，加热到40℃，搅拌1小时，再加入草酸3%，继续搅拌至无不溶物和颗粒物的均匀混合物，即得到PH值为2.5的水性涂料；

(2)涂层的制备

将(1)所得水性涂料用喷涂的方法涂覆到试样A、B表面，280℃条件下烘干20分钟后，得到单层涂层试样A31、A32、A33、A34、B31、B32、B33、B34；

(3)涂层性能测试

测试结果见表1。

实施例4：

(1)水性涂料的制备

取单宁酸25%、乙二醇3%、石墨粉1%、云母粉1%、固体磷酸二氢铝3%、酸性硅溶胶10%、酸性铝溶胶10%、苯骈三氮唑1%，加入到31%去离子水中，搅拌均匀，加热到55℃，搅拌1小时，再加入植酸10%（含量为50%，以下若非特别说明，则均表明植酸的含量为50%）、磷酸3%、草酸2%，继续搅拌至无不溶物和颗粒物的均匀混合物，即得到PH值为1的水性涂料；

(2)涂层的制备

将(1)所得水性涂料用甩涂的方法，涂覆到试样A、B表面，300℃烘干30分钟后，再用浸涂的方法涂覆(1)所得水性涂料，再用260℃烘干30分钟后，再在其试样表面刷涂(1)所得水性涂料，再用240℃烘干1小时，得到三层涂层的试样A41、A42、A43、A44、B41、B42、B43、B44；

(3)涂层性能测试

测试结果见表1。

实施例5：

(1)水性涂料的制备

取磺基水杨酸10%、单宁酸20%、丙三醇10%、纳米TiO₂1%、纳米SiO₂1%、纳米Al₂O₃1%、云母粉1%、磷酸锌1%、硫酸钡1%、晶须硅1%、苯骈三氮唑6%，加入到40%去离子水中，搅拌均匀，加热到62℃，搅拌40分钟，再加入磷酸5%、植酸2%，继续搅拌至无不溶物和颗粒物的均匀混合物，即得到PH值为2的水性涂料；

(2)涂层的制备

将(1)所得的水性涂料用喷涂的方法涂覆到试样A、B表面，290℃烘干20分钟后，即得单层涂层试样A51、A52、A53、A54、B51、B52、B53、B54；

(3) 涂层性能测试

测试结果见表1。

实施例6：

(1)水性涂料的制备

取单宁酸27%、异丙醇10%、纳米TiO₂1%、云母粉5%、MoS₂粉体2%、苯骈三氮唑3%、酸性硅溶胶4%、酸性铝溶胶6%，加入到35%去离子水中，搅拌均匀，加热到60℃，搅拌30分钟，再加入磷酸5%、草酸2%，继续搅拌至无不溶物和颗粒物的均匀混合物，即得到PH值为1.8的水性涂料；

(2)涂层的制备

将(1)所得的水性涂料用刷涂的方法涂覆到试样A、B表面，290℃烘干30分钟，再在所得涂层表面继续刷涂(1)所得的水性涂料，再在310℃烘干30分钟后，即得到双层涂层试样A61、A62、A63、A64、B61、B62、B63、B64；

(3)涂层性能测试

测试结果见表1。

对比例1：

(1)水性涂料的制备

取磺基水杨酸10%、没食子酸5%、单宁酸10%、乙二醇5%、丙二醇5%、纳米SiO₂1%、纳米Al₂O₃1%、云母粉10%、石墨粉3%、苯骈三氮唑3%、酸性硅溶胶5%、酸性铝溶胶5%，加入到37%去离子水中，搅拌均匀，加热到60℃继续搅拌30分钟，至无不溶物和颗粒物的均匀混合物，即得到PH值为5的水性涂料；

(2)涂层的制备

将(1)所得的水性涂料用刷涂的方法涂覆到试样A、B表面，290℃烘干30分钟，再在所得涂层表面继续刷涂(1)所得的水性涂料，再在310℃烘干30分钟后，即得到双层涂层试样A71、A72、A73、A74、B71、B72、B73、B74；

(3)涂层性能测试

测试结果见表1。

对比例2：

(1)达克罗涂料

市售达克罗涂料，购自常州君合科技股份有限公司，型号JH9390达克罗涂料，锌铝体系；

(2)涂液配制和涂层制备

按使用说明书配制、施涂、固化，2涂2烤后获得比较例试样A81、A82、A83、A84、B81、B82、B83、B84；

(3)涂层性能测试

测试结果见表1。

表1：

从表1测试结果可以看出，使用本发明单组分水性涂料所得涂层附着力优良，耐蚀性好，硬度高，涂层厚度较薄，综合使用性能优良。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的实质原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应视为等效置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于金属材料表面处理的水性涂料，其特征在于：所述涂料按重量百分比计，包含以下组分和含量：

络合剂 18~45%；

分散剂 2~25%；

PH调节剂 1~15%；

填料 0~15%；

缓蚀剂 0~6%；

无机成膜剂 0~20%；

其余部分包含去离子水；

所述涂料PH值1-4。

2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述络合剂为单宁酸、没食子酸、磺基水杨酸中的任意一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述分散剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、异丙醇中的任意一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述PH调节剂为硼酸、磷酸、草酸、柠檬酸、植酸中的任意一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述填料为纳米TiO₂、纳米SiO₂、纳米Al₂O₃、石墨粉、MoS₂、WS₂、氮化硼、云母粉、磷酸锌、磷酸二氢铝、硫酸钡、碳酸钙、硅酸钙、滑石粉、蒙脱土、碳化硅、晶须硅中的任意一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述缓蚀剂为苯骈三氮唑、甲基苯骈三氮唑、巯基苯骈噻唑盐中的任意一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述无机成膜剂为酸性硅溶胶、酸性铝溶胶中的任意一种或两种的混合物。

8.一种如权利要求1~7任一项所述的水性涂料的制备方法，其特征在于，包括：

将所述络合剂、分散剂、填料、缓蚀剂、无机成膜剂、去离子水混合均匀，在40℃~80℃条件下搅拌0.5~1小时后，再加入PH调节剂，搅拌至均匀稳定的混合液，控制PH值在1~4之间，即为所述水性涂料。

9.一种用于金属材料表面处理的涂层，其特征在于包含由权利要求1~7任一项所述的水性涂料涂覆至金属材料表面，经固化处理形成的涂层；

所述金属材料包括稀土永磁材料钕铁硼或铸铁；

所述固化处理包括自然干燥固化或人工固化；

所述人工固化条件包括：温度为240℃~320℃，时间为10分钟~60分钟。

10.根据权利要求9所述的涂层制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

⑴金属材料的前处理

将待处理金属材料表面进行除油、脱脂、清洗、干燥；

⑵水性涂料的涂覆

将权利要求1~7任一项水性涂料涂覆到已进行前处理的金属材料表面；

⑶涂层的固化处理

将金属材料表面涂覆的水性涂料进行固化处理，得到单层涂层；

⑷多层涂层的制备

重复步骤⑵和步骤⑶，在金属材料表面制备得到多层涂层。