CN115141501A - 防脱落无铬达克罗涂料、制备及在螺栓表面的涂覆工艺 - Google Patents

防脱落无铬达克罗涂料、制备及在螺栓表面的涂覆工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及金属防腐技术领域，具体公开了一种防脱落无铬达克罗涂料、制备及在螺栓表面的涂覆工艺，一种防脱落无铬达克罗涂料，其包括底涂层和面涂层；所述底涂层包括组分A和组分B；所述组分A包括如下原料：金属粉、聚丙烯酸酯乳液、改性聚氨酯乳液、丙二醇嵌段聚醚、γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚和钼酸钠；所述组分B包括如下原料：纳米二氧化硅、壬基酚聚氧乙烯醚、乙醇和水；所述面涂层包括如下原料：环氧树脂、活性炭、脂肪醇聚氧乙烯醚和去离子水。本申请得到的无铬达克罗涂料涂层的盐雾性能和硬度最高为800h和8H，附着力为0级，脱落率仅为1%，具有较高的耐腐蚀性和附着力。

Description

防脱落无铬达克罗涂料、制备及在螺栓表面的涂覆工艺
技术领域
本申请涉及金属防腐领域，更具体地说，它涉及一种防脱落无铬达克罗涂料、制备及在螺栓表面的涂覆工艺。
背景技术
金属的腐蚀现象十分普遍，给国民经济带来的损失十分巨大。达克罗技术是近年发展起来的一种金属表面防腐新技术，达克罗又称锌铬涂层，是一种以锌粉、铝粉、铬酸和去离子水为主要成分的高防腐蚀性的涂料，因其具有无氢脆，良好的耐候性和耐蚀性而被广泛使用。
达克罗涂层的最大优点就是具有极佳的防腐蚀能力，其耐蚀性能与传统的镀锌表面处理工艺相比可提高7-10倍。但由于钝化和粘结的需要，达克罗涂料中含有一定成分的铬元素，铬元素具有一定的毒性且对人体有致癌作用，同时对农作物和微生物也有很大的毒害作用。因此，人们研究出了无铬达克罗涂料，去除了铬对环境的污染。但在螺栓表面采用底涂层和面涂层的多层涂覆方式涂覆无铬达克罗涂料后，面涂层易脱落，影响无铬达克罗涂料的涂覆质量。
发明内容
为了提高无铬达克罗涂料的涂覆质量，本申请提供了一种防脱落无铬达克罗涂料、制备及在螺栓表面的涂覆工艺。
第一方面，本申请提供一种防脱落无铬达克罗涂料，其采用如下技术方案：
一种防脱落无铬达克罗涂料，其包括底涂层和面涂层；所述底涂层包括组分A和组分B，组分A与组分B按质量比1：(2-4)混合均匀；所述组分A包括如下重量份的原料：金属粉20-40份、聚丙烯酸酯乳液15-30份、改性聚氨酯乳液1-3份、丙二醇嵌段聚醚15-25份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷10-15份、烷基酚聚氧乙烯醚1-3份和钼酸钠4-7份；所述改性聚氨酯乳液为非离子表面活性剂改性处理而得；
所述组分B包括如下重量份的原料：二氧化硅2-4份、乳化剂1-3份、乙醇5-10份和水30-40份；
所述面涂层包括如下重量份原料：环氧树脂50-70份、活性炭20-40份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5-1份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1-0.3份和去离子水80-100份。
通过采用上述技术方案，在组分A中加入金属粉，使无铬达克罗涂料具有较高的耐腐蚀性；另外，锌的腐蚀产物与空气中的二氧化碳反应，生成不溶于水的碳酸锌，不断恢复其机械阻挡功能，能在零件表面形成良好的机械屏蔽层，使介质很难找到进入金属基体的通道。
聚丙烯酸酯乳液作为粘结剂加入，能够提高无铬达克罗涂料的附着力。改性聚氨酯乳液作为附着促进剂加入，具有较好特性粘数和熔融指数，可提高无铬达克罗涂料的附着能力。丙二醇嵌段聚醚作为润湿分散剂，可分散金属粉，使无铬达克罗涂料分散更加均匀，从而提高无铬达克罗涂料的防腐蚀性。
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷通过烷基化能够与金属粉等基层表面的离子反应形成化合物和锌离子反应，形成一层坚硬的膜包覆在金属离子的表面，从而与螺栓基层粘结在一起，大大提高了无铬达克罗涂层在螺栓表面的附着力。
烷基酚聚氧乙烯醚作为分散剂加入，其分子结构中含有亲水基团和疏水基团，具有良好的乳化、润湿、渗透性，可提高无铬达克罗涂料各原料的分散均匀性。钼酸钠作为钝化剂加入，其自腐蚀的电流较小，降低金属粉的反应活性，减少阳极反应速率，提高涂料的耐蚀性。
在组分B中加入纳米二氧化硅，可提高无铬达克罗涂料的附着力、防腐蚀性和耐候性；另外，纳米二氧化硅可以明显增强无铬达克罗涂料的炭质层强度、柔韧性。壬基酚聚氧乙烯醚作为乳化剂加入，可降低组分B中各原料的界面张力，阻止微滴彼此聚集，而保持均匀的乳状液。
在面涂层中加入环氧树脂，提高无铬达克罗涂料的耐化学性，和附着力，同时还可提高无铬达克罗涂料的保色性。活性炭作为黑色颜料加入，带有电荷，具有一定的导电率，导致黑色颜料的电极点位与锌、铝接近，使涂覆无铬达克罗涂料的螺栓表面涂层经高温烘烤时，反应温度降低，缩短反应时间，降低能耗，并在降低能耗的同时，保持面涂层与底涂层的附着力，使面涂层更紧密附着在底涂层上而不易脱落，提高了涂覆质量。脂肪醇聚氧乙烯醚作为分散剂，提高面涂层各原料的分散均匀性。
作为优选：一种防脱落无铬达克罗涂料，所述组分A包括如下重量份的原料：金属粉25-35份、聚丙烯酸酯乳液18-25份、改性聚氨酯乳液1.5-2.5份、丙二醇嵌段聚醚18-23份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷12-14份、烷基酚聚氧乙烯醚1.5-2.5份和钼酸钠4.5-6.5份；所述改性聚氨酯乳液为非离子表面活性剂改性处理而得；
所述组分B包括如下重量份的原料：二氧化硅2.5-3.5份、乳化剂1.5-2.5份、乙醇7-9份和水34-38份；
所述面涂层包括如下重量份原料：环氧树脂55-65份、活性炭25-35份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.15-0.25份和去离子水85-95份。
作为优选：所述金属粉为片状锌粉和片状铝粉的混合物；所述片状铝粉与片状锌粉的重量份配比为1：(5-7)。
通过采用上述技术方案，金属粉为片状锌粉和片状铝粉，在涂层中可平行于涂层表面排列，且互相重叠和交错，大大增加了水和腐蚀介质渗透过涂层的距离，从而提高了无铬达克罗涂料的防腐蚀能力。
作为优选：所述改性聚氨酯乳液的具体制备方法为：将聚乙二醇单辛醚和异氟尔酮二胺以质量比1:(3-5)的比例混合，搅拌均匀，在100-110℃真空脱水，降温至70-80℃，加入异氟尔酮二胺用量2倍的异氟尔酮二异氰酸酯，升温至95-100℃，在氮气保护下，保温2-3h，降温至40-50℃，高速剪切，得到分散物A；
乙二胺与水按质量比1：(9-11)的比例混合，得到混合液B；
将混合液B滴加至分散物A中，搅拌至异氰酸根质量分数为0，加入分散物A用量30％的环氧磷酸酯混合均匀，得到改性聚氨酯乳液。
通过采用上述技术方案，通过对聚氨酯乳液进行改性，提高了聚氨酯乳液的附着性能，从而提高无铬达克罗涂料的附着力。
作为优选：所述组分A还包括如下百分含量的原料：三氧化二钇0.5-1份。
通过采用上述技术方案，三氧化二钇可增加环氧磷酸酯的活性，其本身具有催化剂的作用，进一步提高涂层与金属的附着力。
作为优选：所述三氧化二钇与改性聚氨酯乳液的重量份配比为1：(2-5)。
通过采用上述技术方案，调节三氧化二钇与改性聚氨酯乳液的重量份配比，可进一步提高环氧磷酸酯的活性，从而提高改性聚氨酯乳液提高无铬达克罗涂料的作用。
作为优选：所述面涂层还包括如下重量份的原料：二硅化钼1.5-2份和碳化硅微粉2.5-4份。
通过采用上述技术方案，二硅化钼在在高温下表面能形成二氧化硅钝化层以阻止无铬达克罗涂料氧化；另外，二硅化钼可提高无铬达克罗涂料的强度和附着力。
碳化硅微粉的化学性能稳定，导热系数高，热膨胀系数小、耐磨性能好，其加入可起到填充增容，增稠消光的作用，有助于提高无铬达克罗涂料的抗腐蚀性和附着力。
第二方面，本申请提供一种上述任一项防脱落无铬达克罗涂料的制备方法，具体通过以下技术方案得以实现：
一种防脱落无铬达克罗涂料的制备方法，其包括以下操作步骤：
将金属粉加至聚丙烯酸酯乳液中，搅拌30-40min，加入丙二醇嵌段聚醚和其他原料，搅拌2-3h，得到组分A；
将乙醇与水混合均匀，加入二氧化硅，滴加乳化剂，搅拌5-6h，得到组分B；
将组分A与组分B混合，搅拌3-4h，调节pH值为3.5-5.5，得到底涂层涂料。
第三方面，本申请提供一种上述任一项防脱落无铬达克罗涂料在螺栓表面的涂覆工艺，包括以下操作步骤：
清洗螺栓除油，烘干，抛丸除锈，喷砂，备用；
采用高压无空气喷涂法在螺栓表面涂覆无铬达克罗涂料，喷涂底涂层，烘干，底涂层二次喷涂，烘干，喷涂面涂层，烘干，面涂层二次喷涂，烘烤，冷却。
作为优选：所述烘烤操作为逐级升温烘烤，具体为：先于120-150℃烘烤10-15min，随后于160-200℃烘烤5-10min，再于340-360℃烘烤20-40min。
通过采用上述技术方案，将烘烤分为三个温度阶段，120-150℃利于涂层内的水分全部挥发，避免存有水分进入下一阶段，影响铝片和芯片排列，涂层经过流平后固定在螺栓表面，便于涂料在螺栓表面涂覆均匀；160-200℃下烘烤，有利于聚乙二醇单辛醚等其他助剂挥发分解；340-360℃下烘烤，改善锌铝间的网状结构，使无铬达克罗涂料的炭化更加充分，使面涂层更紧密附着在底涂层上，避免涂覆面涂层后漏出底涂层，提高无铬达克罗涂料的附着力。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
(1)本申请通过控制无铬达克罗各原料的种类和掺量，使无铬达克罗涂料盐雾性能和硬度分别为898h和7H，附着力为1级，且脱落率为6％，具有较高的耐腐蚀性和附着力。
(2)本申请通过在底涂层原料中加入三氧化二钇，并控制三氧化二钇与改性聚氨酯乳液的重量份配比，使无铬达克罗涂料的盐雾性能和硬度为915h和8H，附着力为0级，且脱落率为3％，具有较高的附着力。
(3)本申请通过在面涂层原料中加入二氧化硅和碳化硅，并控制其掺量，使无铬达克罗涂料的盐雾性能和硬度为952h和8H，附着力为0级，脱落率为1％，进一步提高了附着力。
(4)本申请得到的无铬达克罗涂料的耐磨性最高可达到197次以上见基底，具有较高的耐磨性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请中的如下各原料均为市售产品，具体为：聚丙烯酸酯乳液，有效物质含量为99％；丙二醇嵌段聚醚，型号为L-61；烷基酚聚氧乙烯醚，型号为乳化剂OP-10；钼酸钠，有效物质含量为99％；纳米二氧化硅，5-20nm；壬基酚聚氧乙烯醚，型号为乳化剂NP-10；环氧树脂，型号LY201451；活性炭，粒径为3-5mm；脂肪醇聚氧乙烯醚，型号为AEO-9；环氧磷酸酯，型号为RKZ3008；三氧化二钇，；二硅化钼，粒径为300目；碳化硅，粒径为325目。
以下为改性聚氨酯乳液的制备例
制备例1
制备例1的改性聚氨酯乳液的具体制备方法为：将200g聚乙二醇单辛醚和800g异氟尔酮二胺混合，搅拌均匀，在110℃真空脱水，降温至80℃，加入1600g异氟尔酮二异氰酸酯，升温至100℃，在氮气保护下，保温3h，降温至50℃，高速剪切，得到分散物A；100g乙二胺与1L水混合，得到混合液B；
将混合液B滴加至分散物A中，搅拌至异氰酸根质量分数为0，加入分散物A用量30％的环氧磷酸酯混合均匀，得到改性聚氨酯乳液。
实施例1
一种防脱落无铬达克罗涂料，其通过如下操作步骤制备得到：
按照表1的掺量，将片状锌粉加至聚丙烯酸酯乳液中，搅拌40min，加入丙二醇嵌段聚醚、制备例1制备的改性聚氨酯乳液、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚和钼酸钠，搅拌2-3h，得到组分A；将乙醇与水混合均匀，加入纳米二氧化硅，滴加壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌6h，得到组分B；将组分A与组分B按质量比1：3混合，搅拌4h，调节pH值为4，得到底涂层涂料；
按照表2的掺量，将环氧树脂、活性炭、脂肪醇聚氧乙烯醚加至去离子水中混合，搅拌均匀，得到面涂层涂料；
所述底涂层涂料和面涂层涂料，即为防脱落无铬达克罗涂料。
实施例2
一种防脱落无铬达克罗涂料，其通过如下操作步骤制备得到：
按照表1的掺量，将片状锌粉和片状铝粉加至聚丙烯酸酯乳液中，搅拌40min，加入丙二醇嵌段聚醚、制备例1制备的改性聚氨酯乳液、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚和钼酸钠，搅拌2-3h，得到组分A；将乙醇与水混合均匀，加入纳米二氧化硅，滴加壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌6h，得到组分B；将组分A与组分B按质量比1：3混合，搅拌4h，调节pH值为4，得到底涂层涂料；
按照表2的掺量，将环氧树脂、活性炭、脂肪醇聚氧乙烯醚加至去离子水中混合，搅拌均匀，得到面涂层涂料；
所述底涂层涂料和面涂层涂料，即为防脱落无铬达克罗涂料。
实施例3-4
实施例3-4的防脱落无铬达克罗涂料与实施例1的制备方法及原料种类完全相同，区别在于各原料掺量不同，具体详见表1所示。
表1 实施例1-4的防脱落无铬达克罗涂料底涂层的各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003753388970000061
表2 实施例1-4的防脱落无铬达克罗涂料面涂层的各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003753388970000062
Figure BDA0003753388970000071
实施例5-8
实施例5-8的防脱落无铬达克罗涂料与实施例3的制备方法及原料种类完全相同，区别在于各原料掺量不同，具体详见表3所示。
表3 实施例5-8的防脱落无铬达克罗涂料底涂层的各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003753388970000072
实施例9-10
实施例9-10的防脱落无铬达克罗涂料与实施例6的制备方法及原料种类完全相同，区别在于各原料掺量不同，具体详见表4所示。
表4 实施例9-10的防脱落无铬达克罗涂料面涂层的各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003753388970000073
实施例11-14
实施例11-14的防脱落无铬达克罗涂料与实施例9的制备方法及原料种类完全相同，区别在于各原料掺量不同，具体详见表5所示。
表5 实施例11-14的防脱落无铬达克罗涂料底涂层的各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003753388970000081
实施例15-19
实施例15-19的防脱落无铬达克罗涂料与实施例12的制备方法及原料种类完全相同，区别在于各原料掺量不同，具体详见表6所示。
表6 实施例15-19的防脱落无铬达克罗涂料面涂层的各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003753388970000082
Figure BDA0003753388970000091
对比例1
对比例1的防脱落无铬达克罗涂料与实施例1的制备方法完全相同，区别在于：防脱落无铬达克罗涂料底涂层组分A原料中未添加改性聚氨酯乳液，其余原料种类及掺量与实施例1相同。
对比例2
对比例2的防脱落无铬达克罗涂料与实施例1的制备方法完全相同，区别在于：防脱落无铬达克罗涂料底涂层组分A原料中的改性聚氨酯乳液未进行改性处理，其余原料种类及掺量与实施例1相同。
对比例3
对比例3的防脱落无铬达克罗涂料与实施例1的制备方法完全相同，区别在于：将防脱落无铬达克罗涂料底涂层面涂层原料中的活性炭等量替换为氧化铁黑粉，其余原料种类及掺量与实施例1相同。
不同无铬达克罗涂料性能检测
采用GB/T 1768-2006《色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》检测实施例1-19和对比例1-3得到的无铬达克罗涂料的耐磨性能，测试结果详见表7所示。
表7 不同防脱落无铬达克罗涂料的性能检测结果
Figure BDA0003753388970000092
Figure BDA0003753388970000101
由表7无铬达克罗涂料的性能检测结果可知，本申请得到的无铬达克罗涂料的耐磨性最高可达到197次以上见基底，具有较高的耐磨性。且结合对比例1-3的性能检测数据发现，对比例1-3无铬达克罗涂料耐磨性仅为147-159次，均低于实施例1-19的无铬达克罗涂料的耐磨性，表明在原料中加入改性聚氨酯乳液和活性炭可提高无铬达克罗涂料的耐磨性。
以下是防脱落无铬达克罗涂料在在螺栓表面的应用
应用例1
本申请应用例1防脱落无铬达克罗涂料在螺栓表面的涂覆工艺，包括以下操作步骤：
清洗螺栓除油，烘干，抛丸除锈，喷砂，备用；
采用高压无空气喷涂法在螺栓表面涂覆无铬达克罗涂料，喷涂底涂层，烘干，底涂层二次喷涂，烘干，喷涂面涂层，烘干，面涂层二次喷涂，烘干，80℃烘烤15min，340℃烘烤1h，冷却。
应用例2
应用例2防脱落无铬达克罗涂料的涂覆工艺与应用例1区别在于烘烤在120℃烘烤10min，在160℃烘烤5min，在340℃烘烤20min。
应用例3-20
应用例3-20防脱落无铬达克罗涂料的涂覆工艺与应用例1相同，区别在于选用实施例2-19得到的防脱落无铬达克罗涂料。
应用对比例1-3
应用对比例1-3防脱落无铬达克罗涂料的涂覆工艺与应用例1相同，区别在于选用对比例1-3得到的防脱落无铬达克罗涂料。
性能检测
本申请中底涂层颜色为银灰色，面涂层为黑色，因此当面涂层脱落后会使底涂层的银灰色裸露而出现露白。基于此，通过如下检测方法来检测面涂层的防脱性能：
选取螺栓直径10mm、螺纹间距1.5mm、螺栓有效面积58mm2的螺栓，观察应用例1-20和应用对比例1-3涂覆有无铬达克罗涂料的螺栓表面是否出现面涂层脱落露白的现象，每个应用方法涂覆100个螺栓，涂覆后记录螺栓表面涂层的脱落情况，通过如下公式计算面涂层脱落率：脱落率＝存在露白的螺栓个数/100*100％，检测结果详见表8所示。
表8 不同防脱落无铬达克罗涂料的性能检测结果
Figure BDA0003753388970000111
Figure BDA0003753388970000121
由表8的检测结果表明，本申请得到的无铬达克罗涂料涂层的脱落率最低仅为1％，有效提高了面涂层与底涂层的附着力，改善涂覆后零件表面的面涂层脱落露白现象。另外，结合应用对比例1-3可知，在面涂层原料中加入活性炭作为黑色颜料，带有电荷，具有一定的导电率，导致黑色颜料的电极点位与锌、铝接近，提高了面涂层的附着力，可有效防止无铬达克罗涂料脱落。
应用例1-5中，应用例4螺栓表面涂层的脱落率为8％，均低于应用例1-3和应用例5，可能与改性聚氨酯乳液作为附着促进剂加入，具有较好特性粘数和熔融指数，可提高无铬达克罗涂料的附着能力有关。
应用例6-9中，应用例7螺栓表面涂层的脱落率为7％，均低于应用例6和应用例8-9，表明当片状铝粉与片状锌粉的重量份配比为1：(5-7)范围内，提高了涂层的防脱落性，可能与片状铝粉与片状锌粉在涂层中可平行于涂层表面排列，且互相重叠和交错有关。
结合应用例7和应用例10-11性能检测数据发现，应用例10螺栓表面涂层的脱落率为6％，均低于应用例7和应用例11，表明当实施例9面涂层活性炭的掺量较为合适，可能与活性炭带有电荷，具有一定的导电率，导致颜料的电极点位与锌、铝接近有关。
应用例12-15中，应用例13螺栓表面涂层的脱落率为3％，均低于应用例12和应用例14-15，表明当三氧化二钇与改性聚氨酯乳液的重量份配比为1：3.5较为合适，提高了无铬达克罗涂料的附着力，可能与三氧化二钇可增加环氧磷酸酯的活性，其本身具有催化剂的作用，进一步提高涂层与金属的附着力有关。
应用例16-20中，应用例19螺栓表面涂层的脱落率为1％，均低于应用例16-18和应用例20，可能与表明在面涂层中加入二氧化硅和碳化硅，提高了无铬达克罗涂料的附着力，可能是与二硅化钼在在高温下表面能形成二氧化硅钝化层以阻止无铬达克罗涂料氧化有关。
采用如下检测标准或方法分别对不同的应用例1-20和应用对比例1-3得到的螺栓表面的无铬达克罗涂料进行性能检测，检测结果详见表9所示。
盐雾性能：根据GB/T 10125《人造气氛腐蚀试验》检测螺栓表面的无铬达克罗涂料的盐雾性能；
厚度：根据GB/T6462《金属和氧化物覆盖层》检测螺栓表面的无铬达克罗涂料的涂层厚度；附着力：根据GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》测量涂层的附着力，根据涂膜脱落面积情况进行等级评定。
硬度：采用GB/T 26110-2010《锌铝涂层技术条件》检测螺栓表面的无铬达克罗涂料涂层的硬度。
耐强腐蚀性：将涂覆无铬达克罗涂料的螺栓浸没在质量分数为20％的硝酸铵中，溶液温度为80℃，记录没有锈点至出现锈点的时长。
耐水性：GB/T 26110-2010《锌铝涂层技术条件》检测螺栓表面的无铬达克罗涂料涂层的耐水性。
耐湿热性：GB/T 26110-2010《锌铝涂层技术条件》检测螺栓表面的无铬达克罗涂料涂层的耐湿热型。
表9 不同防脱落无铬达克罗涂料的性能检测结果
Figure BDA0003753388970000131
Figure BDA0003753388970000141
Figure BDA0003753388970000151
由表9的检测结果表明，本申请得到的无铬达克罗涂料涂层厚度为8μm，盐雾性能、耐强腐蚀性和硬度最高为800h、270min和8H，具有较高的耐腐蚀性；且经附着力测试后无铬达克罗涂料涂层可达到0级，切割边缘平滑，无一格脱落，提高了无铬达克罗涂料的附着力；另外，本申请得到的无铬达克罗涂料经耐水性测试后，涂层均无剥落或露底，经耐湿热性测试后，涂层均无变色、气泡、剥落及露底，具有较高的耐水性和耐湿热性。
应用例1-5得到的无铬达克罗涂料盐雾性能、耐强腐蚀性和硬度分别为872-887h、210-218min和6H，附着力为1级，具有较高的耐腐蚀性和附着力。可能与改性聚氨酯乳液作为附着促进剂加入，具有较好特性粘数和熔融指数，可提高无铬达克罗涂料的附着能力有关。
应用例6-9中，应用例9得到的无铬达克罗涂料的盐雾性能和耐强腐蚀性分别为890h和221min，均低于应用例6-8，表明当片状铝粉与片状锌粉的重量份配比为1：(5-7)范围内，可提高无铬达克罗涂料的耐腐蚀性，可能与片状铝粉与片状锌粉在涂层中可平行于涂层表面排列，且互相重叠和交错，大大增加了水和腐蚀介质渗透过涂层的距离，从而提高了无铬达克罗涂料的防腐蚀能力有关。
结合应用例6-9和应用例10-11无铬达克罗涂料性能检测结果可知，应用例10-11得到的无铬达克罗涂料的硬度为7H，不低于应用例6-9，表明当实施例9面涂层活性炭的掺量较为合适，提高无铬达克罗涂料的耐腐蚀性，可能与活性炭带有电荷，具有一定的导电率，导致颜料的电极点位与锌、铝接近，使涂覆无铬达克罗涂料的螺栓表面涂层经高温烘烤时，反应温度降低，缩短反应时间，降低能耗，并在降低能耗的同时，保持面涂层的附着力有关。
应用例12-15中，应用例13得到的无铬达克罗涂料的盐雾性能、耐强腐蚀性和硬度为915h、259min和8H，附着力为0级，均优于应用例12和应用例14-15，表明当三氧化二钇与改性聚氨酯乳液的重量份配比为1：3.5较为合适，提高了无铬达克罗涂料的附着力，可能是与加入三氧化二钇可增加环氧磷酸酯的活性，其本身具有催化剂的作用，进一步提高涂层与金属的附着力有关。
应用例16-20中，应用例19得到的无铬达克罗涂料的盐雾性能耐强腐蚀性和硬度为952h、270min和8H，附着力为0级，均优于应用例16-18和应用例20，表明在面涂层中加入二氧化硅和碳化硅，提高了无铬达克罗涂料的附着力，可能是与二硅化钼在在高温下表面能形成二氧化硅钝化层以阻止无铬达克罗涂料氧化；另外，二硅化钼可提高无铬达克罗涂料的强度和附着力有关。
另外，结合对比例1-3和实施例1的各项指标数据发现，本申请在饲料添加剂原料中加入改性聚氨酯乳液和活性炭，均可不同程度提高达克罗涂料的附着力。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种防脱落无铬达克罗涂料，其特征在于，其包括底涂层和面涂层；所述底涂层涂料包括组分A和组分B，组分A与组分B按质量比1：（2-4）混合均匀；所述组分A包括如下重量份的原料：金属粉20-40份、聚丙烯酸酯乳液15-30份、改性聚氨酯乳液1-3份、丙二醇嵌段聚醚15-25份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷10-15份、烷基酚聚氧乙烯醚1-3份和钼酸钠4-7份；所述改性聚氨酯乳液为非离子表面活性剂改性处理而得；
所述组分B包括如下重量份的原料：纳米二氧化硅2-4份、壬基酚聚氧乙烯醚1-3份、乙醇5-10份和水30-40份；
所述面涂层包括如下重量份原料：环氧树脂50-70份、活性炭20-40份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1-0.3份和去离子水80-100份。
2.根据权利要求1所述的防脱落无铬达克罗涂料，其特征在于，所述组分A包括如下重量份的原料：金属粉25-35份、聚丙烯酸酯乳液18-25份、改性聚氨酯乳液1.5-2.5份、丙二醇嵌段聚醚18-23份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷12-14份、烷基酚聚氧乙烯醚1.5-2.5份和钼酸钠4.5-6.5份；所述改性聚氨酯乳液为非离子表面活性剂改性处理而得；
所述组分B包括如下重量份的原料：二氧化硅2.5-3.5份、乳化剂1.5-2.5份、乙醇7-9份和水34-38份；
所述面涂层包括如下重量份原料：环氧树脂55-65份、活性炭25-35份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.15-0.25份和去离子水85-95份。
3.根据权利要求1所述的防脱落无铬达克罗涂料，其特征在于：所述金属粉为片状锌粉和片状铝粉的混合物；所述片状铝粉与片状锌粉的重量份配比为1：（5-7）。
4.根据权利要求1所述的防脱落无铬达克罗涂料，其特征在于，所述改性聚氨酯乳液的具体制备方法为：将聚乙二醇单辛醚和异氟尔酮二胺以质量比1:（3-5）的比例混合，搅拌均匀，在100-110℃真空脱水，降温至70-80℃，加入异氟尔酮二胺用量2倍的异氟尔酮二异氰酸酯，升温至95-100℃，在氮气保护下，保温2-3h，降温至40-50℃，高速剪切，得到分散物A；
乙二胺与水按质量比1：（9-11）的比例混合，得到混合液B；
将混合液B滴加至分散物A中，搅拌至异氰酸根质量分数为0，加入分散物A用量30%的环氧磷酸酯混合均匀，得到改性聚氨酯乳液。
5.根据权利要求1所述的防脱落无铬达克罗涂料，其特征在于，所述组分A还包括如下百分含量的原料：三氧化二钇0.5-1份。
6.根据权利要求5所述的防脱落无铬达克罗涂料，其特征在于：所述三氧化二钇与改性聚氨酯乳液的重量份配比为1：（2-5）。
7.根据权利要求1所述的防脱落无铬达克罗涂料，其特征在于：所述面涂层还包括如下重量份的原料：二硅化钼1.5-2份和碳化硅2.5-4份。
8.一种权利要求1-7任一所述的防脱落无铬达克罗涂料的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
将金属粉加至聚丙烯酸酯乳液中，搅拌30-40min，加入丙二醇嵌段聚醚和其他原料，搅拌2-3h，得到组分A；将乙醇与水混合均匀，加入二氧化硅，滴加乳化剂，搅拌5-6h，得到组分B；将组分A与组分B混合，搅拌3-4h，调节pH值为3.5-5.5，得到底涂层涂料；
将面涂层各原料混合，搅拌均匀，得到面涂层涂料；
所述底涂层涂料和面涂层涂料，即为防脱落无铬达克罗涂料。
9.一种权利要求1-7任一所述的防脱落无铬达克罗涂料在螺栓表面的涂覆工艺，其特征在于，包括以下操作步骤：
清洗螺栓除油，烘干，抛丸除锈，喷砂，备用；
采用高压无空气喷涂法在喷砂后的螺栓表面涂覆无铬达克罗涂料，喷涂底涂层，烘干，底涂层二次喷涂，烘干，喷涂面涂层，烘干，面涂层二次喷涂，烘烤，冷却。
10.根据权利要求9所述的防脱落无铬达克罗涂料在螺栓表面的涂覆工艺，其特征在于：所述烘烤操作为逐级升温烘烤，具体为：先于120-150℃烘烤10-15min，随后于160-200℃烘烤5-10min，再于340-360℃烘烤20-40min。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5868819A (en) * 1996-05-20 1999-02-09 Metal Coatings International Inc. Water-reducible coating composition for providing corrosion protection
CN1670089A (zh) * 2005-04-29 2005-09-21 北京永泰和金属防腐技术有限公司 一种耐蚀性能提高了的金属防腐涂料
CN1786091A (zh) * 2005-11-14 2006-06-14 长春吉大化学有限公司 镁合金无铬达克罗溶液涂料及其生产方法
CN203427394U (zh) * 2013-08-07 2014-02-12 永星化工(上海)有限公司 一种碳钢基材上无铬锌铝涂料复合涂层结构
CN109135511A (zh) * 2018-08-31 2019-01-04 吉力水性新材料科技（珠海）有限公司 一种新型水性环氧树脂防腐涂料及防腐工艺
CN112063252A (zh) * 2020-08-28 2020-12-11 宁波经济技术开发区达克罗涂复有限公司 无铬达克罗涂覆液制备方法及在金属卡子表面的涂覆工艺与金属卡子

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5868819A (en) * 1996-05-20 1999-02-09 Metal Coatings International Inc. Water-reducible coating composition for providing corrosion protection
CN1670089A (zh) * 2005-04-29 2005-09-21 北京永泰和金属防腐技术有限公司 一种耐蚀性能提高了的金属防腐涂料
CN1786091A (zh) * 2005-11-14 2006-06-14 长春吉大化学有限公司 镁合金无铬达克罗溶液涂料及其生产方法
CN203427394U (zh) * 2013-08-07 2014-02-12 永星化工(上海)有限公司 一种碳钢基材上无铬锌铝涂料复合涂层结构
CN109135511A (zh) * 2018-08-31 2019-01-04 吉力水性新材料科技（珠海）有限公司 一种新型水性环氧树脂防腐涂料及防腐工艺
CN112063252A (zh) * 2020-08-28 2020-12-11 宁波经济技术开发区达克罗涂复有限公司 无铬达克罗涂覆液制备方法及在金属卡子表面的涂覆工艺与金属卡子

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