CN112266632A - 环保型金属件锌铝涂层涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环保型金属件锌铝涂层涂料，由A、B双剂按5:1质量比组成，其中A剂的原料质量为：纳米级片状锌粉、浮型片状铝粉、乳化剂、分散剂、增稠剂、去离子水；B组份的原料质量为：硫代二乙二醇、乙醇、醋丁纤维素、去离子水。本发明还提供了其制备方法：按A剂中的配方，称取定量纳米级片状锌粉、浮型片状铝粉、乳化剂、分散剂、增稠剂、去离子水搅拌静置；按B剂中的配方，称取定量的硫代二乙二醇、乙醇、醋丁纤维素、去离子水搅拌静置；将静置后A剂和B剂按质量比5:1混合即得所述的涂料。本发明不含苯、二甲苯等有毒有机溶剂，具有涂层固化温度低、优异的耐蚀性、优良的抗冲击性能、与基体结合力强。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种环保型金属件锌铝涂层涂料及其制备方法。
背景技术
锌铝涂料具有耐腐蚀、无氢脆等特点，广泛应用于汽车、家电、船舶等领域。目前金属件锌铝涂料有了突破性进展，研制出来的涂层耐蚀性较好。但目前锌铝涂料对于涂覆工艺来说粘度过低的问题，最终直接影响涂装产品的质量和外观。
发明内容
为解决上述缺陷，本发明的目的是在于提供一种环保型金属件锌铝涂层涂料，由A、B双剂按5:1质量比组成，
所述A剂的原料质量百分比为：
纳米级片状锌粉：30-50%；
浮型片状铝粉：10-15%；
乳化剂：0.5-2%；
分散剂：5-10%；
增稠剂：0.05-0.5%；
去离子水：余量；
所述B组份的原料质量百分比为：
硫代二乙二醇：0.1-2%；
乙醇：1-5%；
醋丁纤维素:2-6%；
去离子水：余量；
其中，所述乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚中的一种或几种；
所述分散剂选自有机硅烷偶联剂KH550、二乙基二烯丙基氯化铵的一种或几种；
所述增稠剂选自羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或几种。
优选的，所述纳米级片状锌粉的厚度为0.1-0.2μm，片径为5-20μm，松装密度为0.5-1.5g/cm。
优选的，所述浮型片状铝粉的厚度为0.1-2μm，片径为5-20μm，松装密度为0.5-1.5g/cm。
本发明的环保型金属件锌铝涂层涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、配制A剂：按A剂中的配方，称取定量的乳化剂、分散剂、增稠剂加入去离子水中，然后在搅拌状态下缓慢加入纳米级片状锌粉、浮型片状铝粉搅拌2h后静置；
S2、配制N剂：按N剂中的配方，称取定量的醋丁纤维素缓慢加入到去离子水中搅拌，混合均匀后边搅拌边缓慢加入硫代二乙二醇和乙醇，持续搅拌2h后静置；
S3、混合：将静置后A剂和N剂按质量比5:1混合即得所述的涂料。
本发明的有益效果：不含苯、二甲苯等有毒有机溶剂，同时调整锌铝合金粉的各组分质量配比，获得了优异的粘性和耐冲击性能。具有涂层固化温度低、优异的耐蚀性、优良的抗冲击性能、与基体结合力强。
具体实施方式
下面给出本发明所述涂料配方配比的一些优选实施例、对比实施例及性能对比试验数据。
实施例1：
一种环保型金属件锌铝涂层涂料，由A、B双剂按5:1质量比组成，其中：A剂的原料质量百分比为：
所述A剂的原料质量百分比为：
纳米级片状锌粉：40%；
浮型片状铝粉：13%；
乳化剂：1.5%；
分散剂：7%；
增稠剂：0.25%；
去离子水：余量。
所述B组份的原料质量百分比为：
硫代二乙二醇：1%；
乙醇：3%；
醋丁纤维素:4%；
去离子水：余量。
其中，所述乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯。
所述分散剂选自有机硅烷偶联剂KH550、二乙基二烯丙基氯化铵。
所述增稠剂选自羟甲基纤维素、羟乙基纤维素。
其中，所述纳米级片状锌粉的厚度为0.1-0.2μm，片径为5-20μm，松装密度为0.5-1.5g/cm。
所述浮型片状铝粉的厚度为0.1-2μm，片径为5-20μm，松装密度为 0.5-1.5g/cm。
上述环保型金属件锌铝涂层涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、配制A剂：按A剂中的配方，称取定量的乳化剂、分散剂、增稠剂加入去离子水中，然后在搅拌状态下缓慢加入纳米级片状锌粉、浮型片状铝粉搅拌2h后静置；
S2、配制N剂：按N剂中的配方，称取定量的醋丁纤维素缓慢加入到去离子水中搅拌，混合均匀后边搅拌边缓慢加入硫代二乙二醇和乙醇，持续搅拌2h后静置；
S3、混合：将静置后A剂和N剂按质量比5:1混合即得所述的涂料。
实施例2：
一种环保型金属件锌铝涂层涂料，由A、B双剂按5:1质量比组成，其中：A剂的原料质量百分比为：
所述A剂的原料质量百分比为：
纳米级片状锌粉：30%；
浮型片状铝粉：10%；
乳化剂：0.5%；
分散剂：5%；
增稠剂：0.05%；
去离子水：余量。
所述B组份的原料质量百分比为：
硫代二乙二醇：0.1%；
乙醇：1%；
醋丁纤维素:2%；
去离子水：余量。
其中，所述乳化剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚。
所述分散剂选自二乙基二烯丙基氯化铵。
所述增稠剂选自羟乙基纤维素、羟丙基纤维素。
其中，所述纳米级片状锌粉的厚度为0.1-0.2μm，片径为5-20μm，松装密度为0.5-1.5g/cm。
所述浮型片状铝粉的厚度为0.1-2μm，片径为5-20μm，松装密度为 0.5-1.5g/cm。
制备方法同实施例1。
实施例3：
一种环保型金属件锌铝涂层涂料，由A、B双剂按5:1质量比组成，其中：A剂的原料质量百分比为：
所述A剂的原料质量百分比为：
纳米级片状锌粉：50%；
浮型片状铝粉：15%；
乳化剂：2%；
分散剂：10%；
增稠剂：0.5%；
去离子水：余量。
所述B组份的原料质量百分比为：
硫代二乙二醇：2%；
乙醇：5%；
醋丁纤维素:6%；
去离子水：余量。
其中，所述乳化剂选自脂肪酸聚氧乙烯酯。
所述分散剂选自有机硅烷偶联剂KH550。
所述增稠剂选自羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素。
其中，所述纳米级片状锌粉的厚度为0.1-0.2μm，片径为5-20μm，松装密度为0.5-1.5g/cm。
所述浮型片状铝粉的厚度为0.1-2μm，片径为5-20μm，松装密度为 0.5-1.5g/cm。
制备方法同实施例1。
对比例1：
一种环保型金属件锌铝涂层涂料，由A、B双剂按5:1质量比组成，其中：A剂的原料质量百分比为：
所述A剂的原料质量百分比为：
纳米级片状锌粉：30%；
浮型片状铝粉：10%；
乳化剂：0.5%；
增稠剂：0.05%；
去离子水：余量。
所述B组份的原料质量百分比为：
硫代二乙二醇：0.1%；
乙醇：1%；
醋丁纤维素:2%；
去离子水：余量。
其中，所述乳化剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚。
所述增稠剂选自羟乙基纤维素、羟丙基纤维素。
其中，所述纳米级片状锌粉的厚度为0.1-0.2μm，片径为5-20μm，松装密度为0.5-1.5g/cm。
所述浮型片状铝粉的厚度为0.1-2μm，片径为5-20μm，松装密度为 0.5-1.5g/cm。
制备方法同实施例1。
对比例2：
一种环保型金属件锌铝涂层涂料，由A、B双剂按5:1质量比组成，其中：A剂的原料质量百分比为：
所述A剂的原料质量百分比为：
纳米级片状锌粉：30%；
浮型片状铝粉：10%；
乳化剂：0.5%；
分散剂：5%；
去离子水：余量。
所述B组份的原料质量百分比为：
硫代二乙二醇：0.1%；
乙醇：1%；
醋丁纤维素:2%；
去离子水：余量。
其中，所述乳化剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚。
所述分散剂选自二乙基二烯丙基氯化铵。
其中，所述纳米级片状锌粉的厚度为0.1-0.2μm，片径为5-20μm，松装密度为0.5-1.5g/cm。
所述浮型片状铝粉的厚度为0.1-2μm，片径为5-20μm，松装密度为 0.5-1.5g/cm。
制备方法同实施例1。
对比例3：
一种环保型金属件锌铝涂层涂料，由A、B双剂按5:1质量比组成，其中：A剂的原料质量百分比为：
所述A剂的原料质量百分比为：
纳米级片状锌粉：30%；
浮型片状铝粉：10%；
乳化剂：0.5%；
分散剂：5%；
去离子水：余量。
所述B组份的原料质量百分比为：
硫代二乙二醇：0.1%；
乙醇：1%；
去离子水：余量。
其中，所述乳化剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚。
所述分散剂选自二乙基二烯丙基氯化铵。
其中，所述纳米级片状锌粉的厚度为0.1-0.2μm，片径为5-20μm，松装密度为0.5-1.5g/cm。
所述浮型片状铝粉的厚度为0.1-2μm，片径为5-20μm，松装密度为 0.5-1.5g/cm。
制备方法同实施例1。
本发明实施例1-3、对比例1-3的锌铝涂层涂料的性能对比试验数据：
采用材质35CrMo的合金钢板作为试验金属件，经同一常规磷化工艺处理后，用本发明实施例1-3、对比例1-3的锌铝涂层涂料在磷化膜基础上涂覆形成30±2μm厚的涂层，加热固化后于室内放置24h，然后进行如下加速腐蚀模拟试验、涂层耐冲击试验，所有试验平行重复三次，取平均值。
1、涂层的耐腐蚀性（采用中性盐雾试验和耐硝酸铵两种方法测试）：
1.1、中性盐雾试验按GB/T 1771-2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能测定》进行，试验条件为：氯化钠(50±5)g/L，pH：6.5-7.2，盐雾箱内温度：(35±2)℃，连续喷雾，同时记录试样表面腐蚀情况，当腐蚀面积超过5%即判定达到腐蚀寿命，记录时间。
1.2、耐硝酸铵试验的操作步骤如下：于烧杯中配制质量浓度20%的硝酸铵溶液，将烧杯放入恒温水浴中加热至(70±1)℃。(用温度计测量并控制水浴温度)，将要测试的样板全部浸渍其中，悬挂固定，并记录样板出现红锈的时间。
（2）涂层的耐冲击性
采用GB/T l732-1993《漆膜耐冲击测定法》判断涂层的耐冲击性。同一试板进行3次冲击试验。用4倍放大镜观察，判断漆膜有无裂纹、皱纹及剥落等现象。
测试结果见表1：
表1
| 中性盐雾腐蚀寿命 | 硝酸铵快速腐蚀寿命 | 涂层耐冲击性 | |
| 实施例1 | 大于2100小时 | 20小时 | 60N，合格 |
| 实施例2 | 大于2000小时 | 20小时 | 60N，合格 |
| 实施例3 | 大于1800小时 | 18小时 | 60N，合格 |
| 对比例1 | 小于1000小时 | 8小时 | 50N，不合格 |
| 对比例2 | 小于900小时 | 9小时 | 50N，不合格 |
| 对比例3 | 小于800小时 | 8小时 | 50N，不合格 |
通过上述对比试验的结果可知，相比于现有技术中的锌铝涂层涂料，实施例1-3的技术方案，获得了优异的粘性和耐冲击性能。具有涂层固化温度低、优异的耐蚀性、优良的抗冲击性能、与基体结合力强。尤其是实施例1的技术方案获得了最佳的技术效果。
Claims (4)
1.一种环保型金属件锌铝涂层涂料，由A、B双剂按5:1质量比组成，其特征在于：
所述A剂的原料质量百分比为：
纳米级片状锌粉：30-50%；
浮型片状铝粉：10-15%；
乳化剂：0.5-2%；
分散剂：5-10%；
增稠剂：0.05-0.5%；
去离子水：余量；
所述B组份的原料质量百分比为：
硫代二乙二醇：0.1-2%；
乙醇：1-5%；
醋丁纤维素:2-6%；
去离子水：余量；
其中，所述乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚中的一种或几种；
所述分散剂选自有机硅烷偶联剂KH550、二乙基二烯丙基氯化铵的一种或几种；
所述增稠剂选自羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或几种。
2. 根据权利要求1所述的环保型金属件锌铝涂层涂料，其特征在于：所述纳米级片状锌粉的厚度为0.1-0.2μm，片径为5-20μm，松装密度为 0.5-1.5g/cm。
3.根据权利要求1所述的环保型金属件锌铝涂层涂料，其特征在于：所述浮型片状铝粉的厚度为0.1-2μm，片径为5-20μm，松装密度为0.5-1.5g/cm。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的环保型金属件锌铝涂层涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：。
S1、配制A剂：按A剂中的配方，称取定量的乳化剂、分散剂、增稠剂加入去离子水中，然后在搅拌状态下缓慢加入纳米级片状锌粉、浮型片状铝粉搅拌2h后静置；
S2、配制N剂：按N剂中的配方，称取定量的醋丁纤维素缓慢加入到去离子水中搅拌，混合均匀后边搅拌边缓慢加入硫代二乙二醇和乙醇，持续搅拌2h后静置；
S3、混合：将静置后A剂和N剂按质量比5:1混合即得所述的涂料。
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|---|---|---|---|---|
| CN114016102A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-02-08 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种标准件的表面处理工艺 |
| CN114989651A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-02 | 吉林华顾时代新型材料科技有限公司 | 一种双组分强防腐高减震涂料及其制备和使用方法与应用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210126 |