CN113088186A - 一种防腐耐蚀处理剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属防腐技术领域，尤其是涉及一种可广泛应用于汽车、摩托车、建筑、电力、化工、海洋、家电、铁路、造船、航空、军工等各个行业的防腐耐蚀处理剂。它含有的组份及重量份数为：颗粒金属粉末10～40、硅烷粘结剂10～30、钒0.1～10和水20～60。本发明在生产过程中无废水排放及其它污染物产生；使用过程中无环境污染，无公害；耐腐蚀性能优异，中性盐雾试验可达1000小时以上；镉，铅，汞，六价铬均未检出，不含欧盟制定的强制性标准《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(RoHS)限定的重金属元素，粘结性能优异，有机挥发物(VOC)含量符合国家标准。

Description

一种防腐耐蚀处理剂
技术领域
本发明涉及金属防腐技术领域，尤其是涉及一种可广泛应用于汽车、摩托车、建筑、电力、化工、海洋、家电、铁路、造船、航空、军工等各个行业的防腐耐蚀处理剂。
背景技术
目前以六价铬为原料的防腐耐蚀涂料因为重金属对环境的污染已面临淘汰，而性能优良的不含六价铬的防腐蚀处理涂料的开发和研究已经被市场和环保政策倒逼，国家标准GB24409-2020，GB30981-2020，GB/T38597-2020同时对各类涂料中的重金属含量和有机挥发物VOC的含量也做出了限定。但迄今为止国内已申请的专利和公开的技术基本上都无法投入市场用于实际生产，其原因是存在诸多不足，主要问题有1、所公开的技术其性能不尽人意，无法应用于实际生产之中，为市场所不能接受；2、涂料的稳定性很差仅能在实验室操作根本无法用于大规模的工业化生产；3、生产工艺过于复杂成本很高无法市场化；4、有机挥发物VOC含量大大超过了国家标准规定的要求，其使用受到极大的限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种克服现有技术不足的，涂料储存性能稳定，不含欧盟制定的强制性标准《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(RoHS)限定的重金属元素，粘结性能优异，有机挥发物(VOC)含量符合国家标准，极大的提高防腐耐蚀性能的防腐耐蚀处理剂。本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种防腐耐蚀处理剂，它含有的组份及重量份数为：颗粒金属粉末10～40、硅烷粘结剂10～30、钒0.1～10和水20～60。本发明所要解决的技术问题还可进一步通过如下技术方案加以解决：它还含有有机溶剂5～30；它还含有增稠剂0.001～0.01；它还含有表面活性剂1～4；颗粒金属粉末为片状锌和片状铝的混合物，其中片状锌占颗粒金属粉末重量份数10～40的80～98％，片状铝占颗粒金属粉末重量份数10～40的2～20％；硅烷粘结剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷；钒是氧化钒、钒酸盐或钒酸；有机溶剂为聚乙二醇、二丙二醇、丙二醇、聚丙二醇、乙二醇或丙二醇甲醚；增稠剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基纤维素或羟丙基甲基纤维素；表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。本发明中的水为去离子水。
本发明中的片状锌具有比铁更负的电位，主要起阳极牺牲作用、片状铝具有较高的径厚比、二维平面结构，起到了良好的屏蔽作用。本发明中的颗粒金属粉末为片状锌和片状铝的混合物，这些颗粒金属粉末在本发明中起到了阳极牺牲和屏蔽的作用，被用于保护被涂覆金属基材不受腐蚀，采用片状结构的金属粉末是为了提高涂层的致密性，而片状锌粉末与片状铝粉末的混合使用是为了平衡整个涂层的电位差。
本发明中的3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷具有保护颗粒金属粉末在水中的稳定性以及成膜作用，使本发明与金属基材表面能有效的结合。
本发明中的氧化钒、钒酸盐和钒酸具有优异的增强耐腐蚀性能，钒在溶液中有不同的价态，高价态时具有氧化性能，低价态时具有还原性能，在本发明中钒起到了两个方面的作用，一方面高价态的钒钝化了片状锌和片状铝，同时其自身也由高价态的钒转化为低价态的钒，另一方面当本发明被涂覆于金属基材表面时，低价态的钒沉积于金属基材表面形成了呈层状结构的转化膜，该转化膜不仅使金属基材表面的电化学阻抗和极化电阻增大，腐蚀电流密度减小，同时具有较低的孔隙率和较好的疏水性。本发明正是应用了钒的多价态的特性在极大的提高了金属基材表面所形成的涂层的耐腐蚀性能的同时也使其具有优异的自修复能力。
本发明中的去离子水作为稀释溶剂被用于稀释其它组分。
本发明中的聚乙二醇、二丙二醇、丙二醇、聚丙二醇、乙二醇和丙二醇甲醚用于本发明中起到了助溶剂的作用使整个分散体系稳定。
本发明中的羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素使本发明更易涂覆于金属基材表面。
本发明中的烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚用于本发明中使颗粒金属粉末能均匀分散。
本发明将颗粒金属粉末、硅烷粘结剂和钒组合在一起应用在水性体系中，不但可以防止颗粒金属粉末与水发生反应，而且使本发明的抗腐蚀性能有了极大的提高，特别是抗白锈(金属锌铝腐蚀的产物)性能几乎与抗红锈(钢铁基材腐蚀的产物)性能相当，迄今为止这一点还并不为人所知。
本发明中的所有组分均可在中国国内的化学试剂商店购得。本发明的制备方法为均匀搅拌，使用方法为对金属表面予以浸涂、均匀刷涂或均匀喷涂，然后放入烘箱中从温度120℃开始加热逐渐升温至350℃，并保持350℃恒温30分钟使涂层固化(该使用方法为现有技术)。本发明由于采用上述技术方案，具有如下有益效果：1、本发明在生产过程中无废水排放及其它污染物产生；2、本发明在使用过程中无环境污染，无公害；3、本发明组合的耐腐蚀性能优异，尤其是将钒应用于本发明中使本发明所形成的耐蚀涂层的防腐性能有了极大的提高，本发明经申请人试用中性盐雾试验可达1000小时以上；4、本发明经通标标准技术服务(上海)有限公司检测，其镉，铅，汞，六价铬均为ND(未检出)，指标达到RoHS指令2011/65EU附录II的修正指令(EU)2015/863规定的镉限值100mg/kg，铅，汞，六价铬限值1000mg/kg的技术参数。
具体实施方式
本发明中所有组分重量份数的计量单位均为Kg。本发明所称的颗粒金属粉末是指片状锌和片状铝的混合物，其在下列实施例中片状锌与片状铝在同一重量份数中所取的百分比之和均为100％，例如片状锌取重量份数10的80％(即8Kg)，则片状铝应取重量份数10的20％(即2Kg)、例如片状锌取重量份数40的80％(即32Kg)，则片状铝应取重量份数40的20％(即8Kg)，其它片状锌与片状铝所取重量份数的百分比以此类推。
Figure BSA0000238285980000041
Figure BSA0000238285980000051
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Figure BSA0000238285980000063
Figure BSA0000238285980000071
上述实施例是对本发明所作出的进一步详细说明，不应认为上述实施例已穷尽了本发明的全部实施例。对于本发明所属技术领域的技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演、替换、互换，都应当视为属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种防腐耐蚀处理剂，其特征是它含有的组份及重量份数为：颗粒金属粉末10～40、硅烷粘结剂10～30、钒0.1～10和水20～60。
2.根据权利要求1所述的一种防腐耐蚀处理剂，其特征是：它还含有有机溶剂5～30。
3.根据权利要求1或2所述的一种防腐耐蚀处理剂，其特征是：它还含有增稠剂0.001～0.01。
4.根据权利要求3所述的一种防腐耐蚀处理剂，其特征是：它还含有表面活性剂1～4。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种防腐耐蚀处理剂，其特征是：颗粒金属粉末为片状锌和片状铝的混合物，其中片状锌占颗粒金属粉末重量份数10～40的80～98％，片状铝占颗粒金属粉末重量份数10～40的2～20％。
6.根据权利要求1所述的一种防腐耐蚀处理剂，其特征是：硅烷粘结剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述一种的防腐耐蚀处理剂，其特征是：钒是氧化钒、钒酸盐或钒酸。
8.根据权利要求2所述的防腐耐蚀处理剂，其特征是：有机溶剂为聚乙二醇、二丙二醇、丙二醇、聚丙二醇、乙二醇或丙二醇甲醚。
9.根据权利要求3所述的一种防腐耐蚀处理剂，其特征是：增稠剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基纤维素或羟丙基甲基纤维素。
10.根据权利要求4所述的一种防腐耐蚀处理剂，其特征是：表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。
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