CN115477877A - 一种电泳前处理涂层用组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电泳前处理涂层用组合物及其制备方法和应用,所述组合物包括复合粉体;所述复合粉体的材料包括石墨烯和氧化石墨烯;所述石墨烯和氧化石墨烯的质量比为(20~100):(1~30)。本发明提供的复合粉体,通过石墨烯和氧化石墨烯复配,并且二者在特定的配比下,形成的新前处理涂层能够替代传统的磷化和硅烷形成的前处理涂层,此涂层同时具有优异的防腐性能、耐老化性能以及高的附着力;并且复合粉体形成的前处理涂层可以进一步提高电泳漆膜的防腐性能和耐老化性能,且材料环保,制备工艺简单,适用于电泳涂装前处理工艺。
Description
技术领域
本发明属于电泳涂装技术领域,具体涉及一种电泳前处理涂层用组合物及其制备方法和应用。
背景技术
阴极电泳研究自开始以来,凭借其优良的性能已经广泛应用于汽车、工程设备、电子仪表等行业。为保证电泳的有效进行,电泳前必须要对基体进行前处理,目前常用的方法有磷化和硅烷化。一方面前处理可以给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;另一方面,前处理形成的膜具有多孔性,可以提高漆膜的附着力。
例如CN102140667A公开了一种金属阴极电泳前多金属氧酸稀土盐-硅烷化处理工艺,运用阴极电泳前稀土-硅烷化处理技术,即通过多金属氧酸盐合成技术与硅烷化处理技术成功融合,使得合成的硅钼杂多酸稀土镧盐与硅烷膜杂化,在金属表面形成硅烷-硅钼杂多酸稀土镧杂化膜。所述杂化膜具有耐腐蚀性能强,致密均匀,电阻小,附着力好,“自修复”性能好等优点。但是,所述杂化膜的耐盐雾老化性能有待进一步提高。
CN110983416A公开一种电泳漆涂漆工艺,所述工艺包括以下步骤:步骤一:将待涂漆的工件依次进行打磨、封孔、均化、除油;步骤二:将步骤一处理后的工件放入除锈剂中进行除锈;步骤三:将步骤二处理后的工件进行磷化处理;步骤四:将步骤三处理后的工件电泳涂漆。所述电泳漆涂漆工艺制备的漆面可以很好地应用于永磁体,漆面均匀光滑并且具有优异的耐蚀性。但是,所述漆膜的耐盐雾老化性能有待进一步提高,且磷化处理,不环保。
现有技术的普遍缺陷是,随着环保措施越来越严厉,人们逐渐发现磷化虽然效果好,但由于含磷环保处理要求高,由此带来的环保成本越来越高;硅烷虽然没有磷化的环保问题,但是硅烷前处理形成膜较薄,导致耐盐雾跟老化性能达不到更高要求。
因此,开发一种电泳漆膜耐盐雾老化性能优异,附着力好且环保的前处理涂层,是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种电泳前处理涂层用组合物及其制备方法和应用。所述组合物通过石墨烯和氧化石墨烯复配,并且所述石墨烯和氧化石墨烯在特定的配比范围内,使得所述电泳漆膜具有优异的防腐性能,耐老化性能且附着力高;同时,所述石墨烯和氧化石墨烯形成复合粉体,能够进一步提高电泳漆膜的防腐性能、耐老化性能和附着力,且环保,制备工艺简单。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种电泳前处理涂层用组合物,所述组合物包括复合粉体;所述复合粉体的材料包括石墨烯和氧化石墨烯;所述石墨烯和氧化石墨烯的质量比为(20~100):(1~30)。
本发明中,石墨烯形成前处理薄膜,相对于磷化,硅烷化处理方式,不仅能够有效的提升基材的防腐性能,同时石墨烯的多孔结构能够提升漆膜的附着力。而且,石墨烯在制备过程无污染物生成,无环保问题;但是石墨烯本身良好的导电性不利于防腐性能的发挥,所以,采用石墨烯与氧化石墨烯组成的复合粉体,能够有效降低导电性,防止金属基材表面微电池腐蚀的发生。
优选地,所述石墨烯和氧化石墨烯的质量比为(20~100):(1~30),其中,(20~100)中的具体取值例如可以为25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95等;(1~30)中具体取值例如可以为2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28等。
优选地,所述石墨烯的片层层数为5~30层,例如可以为6层、7层、8层、10层、12层、14层、16层、18层、20层、22层、24层、26层、28层等。
优选地,所述石墨烯片径为0.1~2μm,例如可以为0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm等。
本发明中,所述石墨烯的层数和片径在特定范围内,防止片层过大影响前处理膜层厚度,漆膜的附着力和防腐性能更优。
优选地,所述氧化石墨烯占石墨烯总质量的5~30%,例如可以为6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%等。
优选地,所述氧化石墨烯的含氧量为10~30%,例如可以为11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%等。
本发明中,所述氧化石墨烯的含氧量在特定范围内,既有助于提高漆膜的耐盐雾老化性能,还能够使得体系片层结构的破坏程度小;并且氧化石墨烯表面含有丰富的含氧官能团,还能提升石墨烯的分散性能,使得前处理薄膜均匀平整。
优选地,所述复合粉体采用如下方法进行制备,所述方法包括:
将氧化石墨烯与石墨烯混合分散,得到所述复合粉体。
优选地,所述氧化石墨烯以氧化石墨烯分散液的形式存在。
优选地,所述氧化石墨烯分散液中还包括分散剂。
优选地,所述分散剂与氧化石墨烯的质量比为1:(1~3),例如可以为1:1、1:1.5、1:2、1:2.5等。
本发明中,所述氧化石墨烯分散液的制备方法包括:将氧化石墨烯与溶剂混合,超声处理2~5h,得到所述氧化石墨烯分散液。
优选地,所述混合分散包括研磨分散和/或高压均质分散。
优选地,所述研磨分散的频率为10~30hz,例如可以为12hz、14hz、16hz、18hz、20hz、22hz、24hz、26hz、28hz等。
优选地,所述研磨分散的时间为1~3h,例如可以为1.5h、2h、2.5h等。
优选地,所述高压均质分散的压力为10~50MPa,例如可以为15MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa、45MPa等。
优选地,所述高压均质分散的时间为3~5h,例如可以为3.5、4、4.5h等。
优选地,所述混合分散后还包括干燥的步骤。
优选地,所述干燥的方法包括冷冻干燥。
本发明中,所述石墨烯和氧化石墨烯以复合粉体形式存在,使得氧化石墨烯包覆在石墨烯表面,有助于提高石墨烯的分散性,进而提高漆膜的耐盐雾腐蚀能力和附着力。
优选地,所述组合物还包括粘结剂和/或溶剂。
优选地,以质量百分含量计,所述组合物包括复合粉体6~20%(例如可以为7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%等),粘结剂1~5%(例如可以为2%、3%、4%、5%等),余量为溶剂。
本发明中,所述复合粉体的含量太少,漆膜附着力和防腐性能差;含量太多,分散性差,无法使用。
优选地,所述溶剂包括水和/或乙醇。
第二方面,本发明提供一种根据第一方面所述的电泳前处理涂层用组合物的制备方法,所述制备方法包括:
将所述复合粉体、粘结剂和溶剂混合,得到所述电泳前处理涂层用组合物。
第三方面,本发明提供一种电泳前处理涂层,所述电泳前处理涂层的材料包括如第一方面所述的组合物。
优选地,所述电泳前处理涂层的厚度为0.1~10μm,例如可以为0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm等。
优选地,所述电泳前处理涂层采用如下方法进行制备,所述方法包括:
在基材表面涂覆所述组合物,得到所述电泳前处理涂层。
优选地,所述基材的材料包括金属材料。
优选地,所述涂覆的方法包括旋涂。
优选地,所述旋涂的设备包括匀胶机。
优选地,所述涂覆前还包括对基材进行除油处理。
优选地,所述除油的方法包括:将基材放入除油剂中,超声处理、洗涤,得到除油处理后的基材。
优选地,所述超声处理的时间为10~30min,例如可以为15min、20min、25min等。
第四方面,本发明提供一种电泳涂层,所述电泳涂层包括如第一方面所述的组合物和/或如第三方面所述的电泳前处理涂层。
优选地,所述电泳涂层采用如下方法进行制备,所述方法包括:
将阴极基材放入电泳漆中,在阳极存在下进行电泳,得到所述电泳涂层;所述阴极基材表面涂覆有如第一方面所述的组合物或层叠有第三方面所述的电泳前处理涂层。
优选地,所述阳极包括不锈钢板。
优选地,所述电泳的电压为180~250V,例如可以为190V、200V、210V、220V、230V、240V等。
优选地,所述电泳的时间为20~150s,例如可以为30s、50s、80s、100s、120s、140s等。
优选地,所述电泳后还包括干燥的步骤。
优选地,所述干燥的温度为150~200℃,例如可以为160℃、170℃、180℃、190℃等。
优选地,所述干燥的时间为10~30min,例如可以为15min、20min、25min等。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值,还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提供的电泳前处理涂层用组合物,通过石墨烯和氧化石墨烯复配并且所述石墨烯和氧化石墨烯在特定的配比范围内,使得所述电泳漆膜具有优异的防腐性能,耐老化性能且附着力高;同时,所述石墨烯和氧化石墨烯形成复合粉体,能够进一步提高电泳漆膜的防腐性能、耐老化性能和附着力,所述电泳漆膜的防腐性能提升至850~1350h,老化性能提升至800~1300h,且环保,制备工艺简单。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
本发明所用材料如下:
粘结剂:聚乙烯醇;
分散剂:聚乙烯吡咯烷酮。
制备例1
一种石墨烯,所述石墨烯片层为20层,片径为1μm;所述石墨烯采用如下方法进行制备,所述方法包括:将鳞片石墨与分散剂十二烷基硫酸钠按照5:1配置成5%含量分散液(溶剂为水);将所述分散液加入到砂磨机中进行磨削剥离5h,离心、洗涤、干燥,得到所述石墨烯。
制备例2
一种石墨烯,所述石墨烯片层为10层,片径为0.5μm;所述石墨烯采用如下方法进行制备,所述方法与制备例1的区别仅在于,所述磨削剥离的时间为6h,其它原料、用量及步骤参数均与制备例1相同。
制备例3
一种石墨烯,所述石墨烯片层为30层,片径为2μm;所述石墨烯采用如下方法进行制备,所述方法与制备例1的区别仅在于,所述磨削剥离的时间为4h,其它原料、用量及步骤参数均与制备例1相同。
制备例4
一种氧化石墨烯,所述氧化石墨烯含氧量为20%;所述氧化石墨烯采用如下方法进行制备,所述方法包括:将20g石墨粉加入到250mL浓硫酸中,置于冰水浴中,充分搅拌混合后再加入高锰酸钾,控制水浴温度在10-15℃反应2h;移入35℃恒温水浴继续搅拌30min;然后向反应液中缓慢加入800mL去离子水并控制反应温度在80℃反应15min;然后加入一定量5%双氧水直至无气泡生成,水洗至中性并干燥成粉,得到所述氧化石墨烯。
制备例5
一种氧化石墨烯,所述氧化石墨烯含氧量为10%;所述氧化石墨烯采用如下方法进行制备,所述方法与制备例4的区别仅在于,所述石墨粉的质量为10g,其它原料、用量及步骤参数均与制备例4相同。
制备例6
一种氧化石墨烯,所述氧化石墨烯含氧量为30%;所述氧化石墨烯采用如下方法进行制备,所述方法与制备例4的区别仅在于,所述石墨粉的质量为30g,其它原料、用量及步骤参数均与制备例4相同。
制备例7
一种石墨烯,所述石墨烯片层为2层,片径为0.05μm;所述石墨烯采用如下方法进行制备,所述方法与制备例1的区别仅在于,所述磨削剥离的时间为10h,其它原料、用量及步骤参数均与制备例1相同。
制备例8
一种石墨烯,所述石墨烯片层为35层,片径为2.5μm;所述石墨烯采用如下方法进行制备,所述方法与制备例1的区别仅在于,所述磨削剥离的时间为2h,其它原料、用量及步骤参数均与制备例1相同。
制备例9
一种氧化石墨烯,所述氧化石墨烯含氧量为5%;所述氧化石墨烯采用如下方法进行制备,所述方法与制备例4的区别仅在于,所述石墨粉的质量为2g,其它原料、用量及步骤参数均与制备例4相同。
制备例10
一种氧化石墨烯,所述氧化石墨烯含氧量为35%;所述氧化石墨烯采用如下方法进行制备,所述方法与制备例4的区别仅在于,所述石墨粉的质量为40g,其它原料、用量及步骤参数均与制备例4相同。实施例1
本实施例提供一种电泳前处理涂层用组合物,以质量百分含量计,所述组合物包括7%复合粉体、2%粘结剂,余量为水;所述复合粉体中氧化石墨烯(制备例4)占石墨烯(制备例1)总质量的6.67%。
本实施例提供一种所述电泳前处理涂层用组合物的制备方法,所述方法包括以下步骤:
将所述复合粉体、粘结剂和水采用高速分散机混合均匀,得到所述组合物;所述复合粉体的制备方法包括:将氧化石墨烯、分散剂与水混合,超声处理3h后,向其中加入石墨烯,采用研磨机在30hz下处理2.5h,再用高压均质机在15MPa下处理4h,冷冻干燥,得到所述复合粉体。
实施例2
本实施例提供一种电泳前处理涂层用组合物,以质量百分含量计,所述组合物包括10%复合粉体、3%粘结剂,余量为水;所述复合粉体中氧化石墨烯(制备例5)占石墨烯(制备例2)总质量的10%。
本实施例提供一种所述电泳前处理涂层用组合物的制备方法,具体步骤与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种电泳前处理涂层用组合物,以质量百分含量计,所述组合物包括15%复合粉体、5%粘结剂,余量为乙醇;所述复合粉体中氧化石墨烯(制备例6)占石墨烯(制备例3)总质量的20%。
本实施例提供一种所述电泳前处理涂层用组合物的制备方法,具体步骤与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种电泳前处理涂层用组合物,以质量百分含量计,所述组合物包括18%复合粉体、6%粘结剂,余量为乙醇;所述复合粉体中氧化石墨烯(制备例4)占石墨烯(制备例2)总质量的25%。
本实施例提供一种所述电泳前处理涂层用组合物的制备方法,具体步骤与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种电泳前处理涂层用组合物,其与实施例1的区别仅在于,所述石墨烯选用制备例7提供的石墨烯,其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种电泳前处理涂层用组合物,其与实施例1的区别仅在于,所述石墨烯选用制备例8提供的石墨烯,其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种电泳前处理涂层用组合物,其与实施例1的区别仅在于,所述氧化石墨烯选用制备例9提供的氧化石墨烯,其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种电泳前处理涂层用组合物,其与实施例1的区别仅在于,所述氧化石墨烯选用制备例10提供的氧化石墨烯,其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种电泳前处理涂层用组合物,其与实施例1的区别仅在于,所述复合粉体中氧化石墨烯占石墨烯总质量的2%,其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种电泳前处理涂层用组合物,其与实施例1的区别仅在于,所述复合粉体中氧化石墨烯占石墨烯总质量的35%,其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种电泳前处理涂层用组合物,其与实施例1的区别仅在于,所述石墨烯和氧化石墨烯并非以复合粉体的形式存在,所述组合物的制备方法包括:将单独的石墨烯、氧化石墨烯、粘结剂和溶剂混合,采用研磨机在30hz下处理2.5h,再用高压均质机在15MPa下处理4h,得到所述组合物,组分用量及配比均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种电泳前处理涂层用组合物,其与实施例1的区别仅在于,将所述复合粉体替换为等量的石墨烯(制备例1),其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种电泳前处理涂层用组合物,其与实施例1的区别仅在于,将所述复合粉体替换为等量的氧化石墨烯(制备例4),其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种电泳前处理涂层用组合物,其与实施例1的区别仅在于,将所述复合粉体替换为等量的石墨烯-白炭黑复合粉体,所述石墨烯-白炭黑复合粉体的制备方法与实施例1相同,区别仅在于,将氧化石墨烯替换为等量的白炭黑;其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
测试例1
一种电泳前处理涂层,所述电泳前处理涂层的制备方法包括:将基材放入70℃除油剂(欧洋牌OY-28)中,超声处理20min,直至基材表面干净无任何油污;水洗基材,随后将实施例1~10、对比例1-4提供的组合物,加入到匀胶机中,通过旋涂的方法在基材表面形成一层石墨烯复合涂层,即得到所述电泳前处理涂层。
测试例2
一种电泳涂层,所述电泳涂层的制备方法包括:在电泳槽中加入2000mL的电泳漆(金力泰KNT831),将采用实施例1~10、对比例1-4提供的组合物预处理好的基材(材质:不锈钢),即表面涂覆有实施例1~10、对比例1-4提供的组合物的基材,或,将表面层叠有测试例1得到的电泳前处理涂层的基材,放入电泳漆中作为阴极,放入不锈钢板作为阳极进行电泳。槽液温度控制在32℃条件下,控制电压220V,电泳时间100s。将电泳好的板子在180℃下烘烤20min,得到所述电泳涂层。
性能测试
将电泳后的板子进行如下性能测试:
(1)耐防腐性能:1、对样板的周边作包边或者进行封蜡,于待检部分用价刀划叉。注意:必须穿透涂层至底材;2、将样件放到盐雾试验机的喷雾箱内。注意:放置角度一般为45度左右,上方不得有物品防碍盐雾降落。3、喷雾盐水浓度为5%,盐雾试验箱内温度为35度。4、试验中止时间:记录刻划线单侧扩蚀达到2mm时所用的时间;具体的详细要求请参考国标《GB-T10125-1997人造气氛腐蚀试验盐雾试验》。
(2)耐老化性能:具体测试方法参照GB/T14522-2008《机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候加速试验方法荧光紫外灯》。
(3)附着力:使用BYKGardnerA-5120划格仪以及3M公司的8981胶带进行测试,按脱落面积大小进行评级。标准要求为0级或1级,即脱落面积小于5%,脱落面积为5-15%为2级;脱落面积为15-35%为3级;脱落面积为35-65%为4级;脱落面积大于65%为5级。
具体测试结果如表1所示:
表1
由上表可知,本发明提供的电泳前处理涂层用组合物,通过石墨烯和氧化石墨烯以特定含量复配,并且所述石墨烯和氧化石墨烯以复合粉体的形式存在,有利于提高电泳涂层的防腐性能、耐老化性能和附着力,外观合格,电泳涂层表面无针孔、橘皮等不良现象;且材料环保,制备工艺简单。由实施例1~4可知,所述电泳涂层耐1200~1350h盐雾腐蚀,耐老化性能达到1200~1300h,附着力达到0级。
由实施例1与实施例5、6可知,所述石墨烯的片层数或片径不在特定范围内,所述电泳涂层耐盐雾腐蚀、耐老化性能以及附着力均降低。
由实施例1与实施例7、8可知,所述氧化石墨烯的含氧量不在特定范围内,所述电泳涂层耐盐雾腐蚀、耐老化性能以及附着力均降低。
由实施例1与实施例9、10可知,所述氧化石墨烯与石墨烯并非特定的配比,所述电泳涂层耐盐雾腐蚀、耐老化性能以及附着力均降低。
由实施例1与对比例1可知,所述氧化石墨烯与石墨烯并非以复合粉体的形式存在,所述电泳涂层耐盐雾腐蚀、耐老化性能以及附着力均降低。
由实施例1与对比例2~4可知,所述复合粉体的材料并非特定组合,所述电泳涂层耐盐雾腐蚀、耐老化性能以及附着力均降低。
综上所述,本发明提供的复合粉体,通过特定含量的石墨烯和氧化石墨烯复配,并且二者以复合粉体的形式存在,所述氧化石墨烯包覆在石墨烯表面,提高了石墨烯的分散性,并且避免了石墨烯导电性好导致的基材腐蚀,使得所述电泳漆膜的防腐性能、耐老化性能以及附着力提高,且材料环保,制备工艺简单,适用于电泳涂装前处理工艺中。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电泳前处理涂层用组合物,其特征在于,所述组合物包括复合粉体;
所述复合粉体的材料包括石墨烯和氧化石墨烯;
所述石墨烯和氧化石墨烯的质量比为(20~100):(1~30)。
2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述石墨烯的片层层数为5~30层;
优选地,所述石墨烯片径为0.1~2μm;
优选地,所述氧化石墨烯占石墨烯总质量的5~30%;
优选地,所述氧化石墨烯的含氧量为10~30%。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,所述复合粉体采用如下方法进行制备,所述方法包括:
将氧化石墨烯与石墨烯混合分散,得到所述复合粉体;
优选地,所述氧化石墨烯以氧化石墨烯分散液的形式存在;
优选地,所述氧化石墨烯分散液中还包括分散剂。
4.根据权利要求3所述的组合物,其特征在于,所述混合分散包括研磨分散和/或高压均质分散;
优选地,所述研磨分散的频率为10~30hz;
优选地,所述研磨分散的时间为1~3h;
优选地,所述高压均质分散的压力为10~50MPa;
优选地,所述高压均质分散的时间为3~5h;
优选地,所述混合分散后还包括干燥的步骤。
5.根据权利要求1~4任一项所述的组合物,其特征在于,所述组合物还包括粘结剂和/或溶剂;
优选地,以质量百分含量计,所述组合物包括复合粉体6~20%,粘结剂1~5%,余量为溶剂。
6.一种根据权利要求1~5任一项所述的电泳前处理涂层用组合物的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
将所述复合粉体、粘结剂和溶剂混合,得到所述电泳前处理涂层用组合物。
7.一种电泳前处理涂层,其特征在于,所述电泳前处理涂层的材料包括如权利要求1~5任一项所述的组合物。
8.根据权利要求7所述的电泳前处理涂层,其特征在于,所述电泳前处理涂层的厚度为0.1~10μm;
优选地,所述电泳前处理涂层采用如下方法进行制备,所述方法包括:
在基材表面涂覆所述组合物,得到所述电泳前处理涂层;
优选地,所述基材的材料包括金属材料;
优选地,所述涂覆前还包括对基材进行除油处理。
9.一种电泳涂层,其特征在于,所述电泳涂层包括如权利要求1~5任一项所述的组合物和/或如权利要求7或8所述的电泳前处理涂层。
10.根据权利要求9所述的电泳涂层,其特征在于,所述电泳涂层采用如下方法进行制备,所述方法包括:
将阴极基材放入电泳漆中,在阳极存在下进行电泳,得到所述电泳涂层;所述阴极基材表面涂覆有如权利要求1~5任一项所述的组合物或层叠有如权利要求7或8所述的电泳前处理涂层;
优选地,所述阳极包括不锈钢板;
优选地,所述电泳的电压为180~250V;
优选地,所述电泳的时间为20~150s;
优选地,所述电泳后还包括干燥的步骤。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116082917A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-05-09 | 湖州市吴兴区核源金属新材研究院 | 一种改性环氧阴极电泳漆及制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140011443A (ko) * | 2012-07-13 | 2014-01-28 | 한국기계연구원 | 스텐레스 스틸을 전기영동증착법을 이용하여 산화 그래핀 또는 환원된 산화 그래핀으로 코팅하는 방법 및 이에 의한 산화 그래핀 또는 환원된 산화 그래핀이 코팅된 스텐레스 스틸 |
KR20140092448A (ko) * | 2012-12-28 | 2014-07-24 | 주식회사 포스코 | 그래핀 화합물을 이용한 금속 표면 처리 방법 및 표면 처리 강판 |
CN104711654A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-06-17 | 上海交通大学 | 氧化石墨烯/电泳漆复合涂层及其电泳沉积制备方法 |
CN106867298A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 石墨烯类防腐涂料的制备方法 |
CN109112519A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-01 | 三达奥克化学股份有限公司 | 含有氧化石墨烯的铝合金型材无铬钝化剂及其制备方法 |
CN109608979A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-04-12 | 西南石油大学 | 一种氧化石墨烯/石墨烯纳米水性环氧复合涂层及其制备方法 |
CN111763470A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-13 | 广东金鸿泰化工新材料有限公司 | 一种三防漆及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-10-12 CN CN202211248937.1A patent/CN115477877B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140011443A (ko) * | 2012-07-13 | 2014-01-28 | 한국기계연구원 | 스텐레스 스틸을 전기영동증착법을 이용하여 산화 그래핀 또는 환원된 산화 그래핀으로 코팅하는 방법 및 이에 의한 산화 그래핀 또는 환원된 산화 그래핀이 코팅된 스텐레스 스틸 |
KR20140092448A (ko) * | 2012-12-28 | 2014-07-24 | 주식회사 포스코 | 그래핀 화합물을 이용한 금속 표면 처리 방법 및 표면 처리 강판 |
CN104711654A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-06-17 | 上海交通大学 | 氧化石墨烯/电泳漆复合涂层及其电泳沉积制备方法 |
CN106867298A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 石墨烯类防腐涂料的制备方法 |
CN109608979A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-04-12 | 西南石油大学 | 一种氧化石墨烯/石墨烯纳米水性环氧复合涂层及其制备方法 |
CN109112519A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-01 | 三达奥克化学股份有限公司 | 含有氧化石墨烯的铝合金型材无铬钝化剂及其制备方法 |
CN111763470A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-13 | 广东金鸿泰化工新材料有限公司 | 一种三防漆及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王庆国;王凯;王莎莎;: "石墨烯界膜剂在汽车防腐领域的推广应用", 上海涂料, vol. 55, no. 2, pages 152 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116082917A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-05-09 | 湖州市吴兴区核源金属新材研究院 | 一种改性环氧阴极电泳漆及制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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