專利名稱：一種水性防腐涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵的腐蝕防護領域，具體為一種水性防腐涂料及其制備方法。
背景技術：
鋅鉻涂層(達克羅涂層)是二十世紀五十年代發展并開始進入工業領域應用的金屬防腐涂層，具有高防護性能、無氫脆等綜合優質的特性，問世后得到了廣泛和迅猛的發展。主要應用于汽車、機械、交通、隧道、軍事、橋梁等行業，該處理技術成為電鍍鋅、熱浸鍍鋅、磷化等多種傳統表面處理技術的最佳替代工藝。但由于鋅鉻涂層高效的防護能力主要依賴涂層中的六價鉻元素，其對環境的影響也隨人們環保意識的增強逐漸顯現。
歐盟在2006年7月1日實施RoHS指令，即《電氣、電子設備中限制使用某些有害物質指令》，出口歐盟的電子電氣設備中禁止使用或含有六種有害物質，其中就包括六價鉻。這成為我國產品出口歐盟的技術壁壘。所以不含六價鉻等有害金屬元素的防腐技術的研究開發就迫在眉睫，具有可觀的經濟和社會效益。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術存在的上述不足，提出一種環保無鉻水性防腐涂料及其制備方法和應用。
本發明給出的技術方案是這種水性防腐涂料，其特點是其組分按重量百分數為
成膜樹脂 3～50；鋅鋁粉 15～80；添加劑 3～10；去離子水 5～15；分散劑 8～30；助劑 1～3。
本發明所選用的成膜樹脂主要為水性樹脂，可以是水性環氧樹脂、水性氟樹脂、水性醇酸樹脂、水性有機硅樹脂、水性聚氨酯中的一種或一種以上。
成膜助劑為鈦酸四丁酯、硅酸四乙酯、硅烷偶聯劑174以及硅烷偶聯劑151在涂料成膜過程中可分解幫助成膜，一般不超過成膜樹脂質的2％。
本發明所選用的鋅鋁粉是片狀鋅鋁粉，片徑一般不大于20微米，厚度不大于0.2微米，其中鋅∶鋁＝7.5～8.5∶1.5～2.5。其作用是通過陰極保護作用以及物理屏蔽作用來防護基體。
本發明所選用的添加劑為下述的一種或一種以上，它們分別是錫粉，超細鈦粉，鎳粉，硼酸，納米二氧化鈦，二氧化硅，納米氧化鋁，氧化鋅，磷酸鋅，其中錫粉、超細鈦粉、鎳粉、納米氧化鋁的粒徑均小于10微米或與鋅鋁粉的粒徑相同。各種添加劑通過攪拌在金屬粉中均勻分散，幫助填補涂層在成型過程中形成的缺陷，具有緩蝕作用。
本發明所選用的分散劑為廣泛采用的醇類及其醚類，如異丙醇、叔丁醇、乙二醇及其醚或丙二醇及其醚中的一種或一種以上，其作用是促進金屬粉及添加劑的良好分散。
本發明給出的這種水性防腐涂料的制備方法為
(1).按所述比例將助劑和少量去離子水加入到成膜樹脂中，用分散機充分攪拌分散均勻；(2).按所述比例將金屬粉和添加物在攪拌條件下同時加入分散劑及助劑中，用分散機充分攪拌分散均勻；(3).將上述步驟(1)和步驟(2)混合物在攪拌條件下緩慢混合，持續攪拌30分鐘，得成品涂料。
本發明給出的這種水性防腐涂料的應用為涂料為單組分，涂料的涂敷方式為刷涂、噴涂或浸涂；采用加熱固化方式，先在70℃～80℃烘干30分鐘左右，再在220℃～260℃進行固化。膜層表面光亮均勻，結合力好。
與現有技術相比，本發明的有益效果是1、本發明中使用的成膜物都是水溶性的，不含揮發性的二甲苯等有害物，也不含鉻元素。涂料可以單組分存在，具有良好的穩定性；2、本發明所選用的添加劑，能有效地降低涂層固化導致的微裂紋，增強涂層的耐蝕性能。
3、本發明中涂料的配制可在室溫下進行，不需要溫度條件的控制，降低施工成本。
4、本發明涂料在15微米的膜層厚度下，可以達到200小時的鹽霧試驗無銹點。
具體實施例方式
實施例1
將上述原料按比例進行攪拌分散，配制成防腐涂料，噴涂于碳鋼，涂層厚度15微米左右，中性鹽霧試驗出現紅銹時間為160小時。
實施例2與實施例1不同之處在于，該防腐涂料的基本配方為
將上述原料按比例進行攪拌分散，配制成防腐涂料，噴涂于碳鋼，涂層厚度15微米左右，中性鹽霧試驗出現紅銹時間為200小時。
實施例3與實施例1不同之處在于，該防腐涂料的基本配方為
將上述原料按比例進行攪拌分散，配制成防腐涂料，噴涂于碳鋼，涂層厚度15微米左右，中性鹽霧試驗出現紅銹時間為190小時。
實施例4與實施例1不同之處在于，該防腐涂料的基本配方為
將上述原料按比例進行攪拌分散，配制成防腐涂料，噴涂于碳鋼，涂層厚度15微米左右，中性鹽霧試驗出現紅銹時間為185小時。
實施例5與實施例1不同之處在于，該防腐涂料的基本配方為
將上述原料按比例進行攪拌分散，配制成防腐涂料，噴涂于碳鋼，涂層厚度15微米左右，中性鹽霧試驗出現紅銹時間為175小時。
實施例6與實施例1不同之處在于，該防腐涂料的基本配方為
將上述原料按比例進行攪拌分散，配制成防腐涂料，噴涂于碳鋼，涂層厚度15微米左右，中性鹽霧試驗出現紅銹時間為180小時。
實施例7與實施例1不同之處在于，該防腐涂料的基本配方為
將上述原料按比例進行攪拌分散，配制成防腐涂料，噴涂于碳鋼，涂層厚度15微米左右，中性鹽霧試驗出現紅銹時間為190小時。
權利要求
1.一種水性防腐涂料，其特征在于各組分的重量百分比為成膜樹脂 3～50；鋅鋁粉 15～80；添加劑 3～10；去離子水 5～15；分散劑 8～30；助劑 1～3。
2.按照權利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于所選用的成膜樹脂為水性環氧樹脂、水性氟樹脂、水性醇酸樹脂、水性有機硅樹脂、水性聚氨酯中的一種或一種以上。
3.按照權利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于所選用的鋅鋁粉為片狀鋅鋁粉，其片徑不大于20微米、厚度不大于0.2微米。
4.按照權利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于所選用的添加劑為錫粉、超細鈦粉、納米氧化鋁、鎳粉、硼酸、納米二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、磷酸鋅的一種或一種以上。
5.按照權利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于所選用的分散劑為廣泛采用的醇類及其醚類，如異丙醇、叔丁醇、乙二醇及其醚或丙二醇及其醚中的一種或一種以上。
6.按照權利要求1所述水性防腐涂料，其特征在于所選用的助劑為鈦酸四丁酯、硅酸四丁酯、硅烷偶聯劑174以及硅烷偶聯劑151中的一種或一種以上。
7.按照權利要求1所述的水性防腐涂料制備方法，其特征在于包括有以下步驟(1)按所述比例將助劑和少量去離子水加入到成膜樹脂中，用分散機攪拌分散均勻；(2)按所述比例將金屬粉和添加物在攪拌條件下同時加入分散劑及助劑中，用分散機攪拌分散均勻；(3)將上述步驟(1)和步驟(2)混合物在攪拌條件下緩慢混合，繼續攪拌30分鐘，得成品涂料。
全文摘要
一種水性防腐涂料及其制備方法，其特點是由鋅鋁粉、成膜樹脂、添加劑、去離子水和分散劑組成。其制備方法是先按一定比例將助劑加入到成膜樹脂中，與鋅鋁粉均勻混合后加入添加劑，經充分攪拌均勻制得成品涂料。涂料的涂敷方式為刷涂、噴涂或浸涂，然后加熱并燒結。本發明的優點環保無鉻、涂層薄、結合力好，可為碳鋼基體提供較好的腐蝕防護。
文檔編號C09D5/02GK101041760SQ20071001110
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月25日 優先權日2007年4月25日
發明者劉建國, 王典, 殷越軍, 韓長智, 嚴川偉, 王福會 申請人:沈陽市航達科技有限責任公司, 中國科學院金屬研究所