[发明专利]一种改性自固化型无铬锌基防腐涂料及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及金属表面绿色防腐涂料技术，具体为一种改性自固化型无铬锌基防腐涂料及其制备方法。

二、背景技术

由于富锌涂料具有良好的耐候性和可焊接性，现已成为金属表面保护最普遍、最重要的底漆，被广泛应用于大气、海洋环境中的桥梁、船舶、储罐、输油管道、户外钢结构等的防腐。富锌涂层属牺牲型涂层，借助锌粉的强活性可对铁基体起到阴极保护作用，锌粉腐蚀后产物又可填充漆膜的孔隙、封闭涂膜的损伤部位起到屏蔽腐蚀介质的作用，因此尽管富锌涂层很薄仍可较好地阻止钢铁的锈蚀。

与工艺成熟的传统热喷锌相比，富锌涂料具有工艺简单、操作灵活、涂层孔隙率低等突出优势。富锌涂层中球形锌粉用量一般在85％-90％之间才能起到很好的电化学保护作用，而基料用量少将难以保证成膜物的黏结性。根据成膜基料不同，可将富锌涂料分为有机富锌涂料和无机富锌涂料。无机成膜物以硅酸盐为主，并具有水溶性，有利于环境保护，其缺点是干燥慢、固化受温度和湿度影响较大。

二十世纪七十年代初，美国开发出了片状锌基铬盐防护涂层技术，即达克罗技术，该涂层是将片状锌粉和铝粉、铬酐、润湿剂、分散剂、还原剂、去离子水及其他助剂组成的混合液搅拌均匀后涂敷于工件表面，然后在300℃下固化而成的。与球状粉相比，片状锌粉在涂膜中平行交叠排列，大大减少了水和腐蚀介质在涂膜中的渗透，相同涂覆面积、防腐性能的片状锌粉用量仅为球状锌粉的1/3～1/2。由于达克罗技术与电镀锌和热浸镀锌相比，具有污染小、高耐蚀、无氢脆、润滑性等优点，因此在汽车领域得到了相当广泛的应用。目前达克罗涂层技术在国际上发展迅速，其应用已扩展到医药、电力、石油化工及军工行业，三十多个国家具有达克罗技术专利权。然而，达克罗涂层仍然存在六价铬污染问题。欧盟1999年制定的EOLVD车辆报废条例就对六价铬的含量进行了严格限制。欧洲2000/53/EG中规定，从2003年7月1日起，在欧洲生产和销售的每辆汽车中，六价铬(Cr⁶⁺)的含量不得超过2g。2002年6月27日欧洲修改了2000/53/EG中的规定，规定从2007年7月1日起汽车上使用的防腐涂层中不允许含有Cr⁶⁺，世界上工业发达国家的汽车行业中许多品牌车辆亦率先制定了无铬涂层的技术标准。

随着人们环境保护意识的增强，对重金属和含挥发性有机溶剂的限制越来越严格，无铬锌基涂料(俗称无铬达克罗)，尤其是水性富锌涂料，将成为绿色防腐涂料行业发展的主流，并逐渐应用到诸多工业领域中金属结构及零部件的腐蚀防护。针对水性无机富锌涂料的实际开发与应用现况，目前应重点解决以下几个问题：(1)以基料的选择、改性为重点，以获得耐蚀性、耐冲击性、柔韧性、自固化性更佳、满足更广泛应用的涂层；(2)以颜料的选择、形态、改性为重点，从而获得特殊性能提高的涂层。

三、发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种具有高耐蚀性能、绿色环保、低能耗的自固化型无铬锌基涂料及其制备方法。

技术方案：一种改性自固化型无铬锌基防腐涂料，由改性基料、颜料两种组分混合配制而成：按质量分数计，所述改性基料的组分和含量：硅溶胶：37.3％-53.6％；氢氧化钾：4.1％-5.7％；硅丙乳液：9.0％-13.2％；颜料分散剂：0.3％-1.0％；成膜助剂：0.2％-1.1％；高效水性涂料消泡剂：0.05％-0.2％；去离子水或蒸馏水：其余。按质量分数计，所述颜料的组分和含量：鳞片状锌粉：10.1％-24.2％。

上述的硅溶胶为固含量24wt％-25wt％、稳定剂Na₂O含量0.3wt％、pH9.0-9.5的硅溶胶。

上述的硅丙乳液为玻璃化温度36℃、最低成膜温度31℃、固含量48±2％、pH7.0-9.0的硅丙乳液。

上述的颜料分散剂为固含量40％、pH8.0的水性颜料分散剂。

上述的消泡剂为固含量100％、比重0.85-0.93的水性涂料消泡剂。

上述的鳞片状锌粉的片厚是0.1μm-0.3μm、片径是5μm-8μm。

一种改性自固化型无铬锌基涂料的制备方法：