[发明专利]水性纳米锌基复合涂料

说明书

一、技术领域

本发明属于化学化工涂料技术领域，具体涉及的是一种用于金属零部件表面的水性纳米锌基防腐蚀复合涂料。

二、背景技术

金属被腐蚀是一种极普遍的自然现象，遍及国民经济建设的各个领域，时时吞噬着地球上大量的不可再生资源，据不完全统计，全世界每年因金属腐蚀造成的经济损失高达数万亿美元。因此，人们都在坚持不懈地致力于金属防腐蚀的研究，提出了众多的金属防腐蚀方法，生产出了众多的防止金属腐蚀的产品，这些方法和产品为防止金属腐蚀作出了十分积极的贡献，但就单一方法或产品来说，均未能很好地同时解决其防止金属腐蚀的耐侯性、密着性问题并同时达到使用方便、高效、节能和环保的要求。电镀、热镀、化学镀等防止金属零部件腐蚀的方法，在金属表面前处理时就会出现直接或间接污染环境现象，常规涂料难于有效解决耐侯性及密着性问题，新近发明的“高耐蚀非水溶性锌基纳米防腐涂料”，以脂类、醇类等有机物为分散介质，属于溶剂型纳米防腐涂料，“金属表面锌基水溶性防腐涂料”中使用了铬酸类化合物，“WL水分散性锌铬酸盐防蚀涂料”也使用了铬酸类化合物，如此等等，这些发明难免都会由于有机溶剂挥发或六价铬对环境造成污染；又如“非电解性金属防腐涂料”中未应用纳米技术改进涂料的防腐性能，而是采用钼酸盐和钨酸盐来增强涂料的防腐蚀性能。

三、发明内容

本发明的目的就在于克服上述背景技术存在的缺陷，为社会提供一种既有耐侯性强，密着性好，不产生环境污染，金属防腐蚀性能优良，又有经济实用，使用方便，应用范围广泛等特点的水性纳米锌基复合涂料。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：

水性纳米锌基复合涂料含有乳化剂、分散剂和消泡剂，关键是还含有鳞片状金属粉、纳米氧化物、硅烷偶联剂、醇类溶剂、高分子有机物、增稠剂和水。

鳞片状金属粉作为基质，发挥牺牲阳极特性功能，优选为鳞片状锌粉和鳞片状铝粉，其直径优选为20μm～30μm左右，厚度优选为2μm～3μm。

纳米氧化物用于改善涂层的附着力、耐蚀力、外观以及降低固化温度，优选为纳米二氧化硅或纳米二氧化钛。

醇类溶剂用以改善复合涂料的防腐性能，优选为乙二醇醚或乙二醇或聚乙二醇或二甘醇或二甘醇乙醚或双丙二醇。

硅烷偶联剂用以提高涂料性能及其稳定性，是一种有机官能硅烷，其有机官能基可以是乙烯基和甲基丙烯酰基，但优选为环氧官能基和氨官能基，特别以β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷为佳。

高分子有机物具有金属防腐蚀性能，可为水性丙烯酸树脂或水性环氧树脂或水性聚氨酯树脂或水性酚醛树脂或水性有机硅树脂或水性有机氟树脂，优选为水性环氧树脂或水性聚氨酯树脂或水性含硅树脂。

增稠剂优选为羟甲基纤维素或羟乙基纤维素或羟丙基纤维素或黄原胶。

本发明技术方案中还包含有乳化剂、分散剂和消泡剂，它们都是涂料生产中所必须使用的助剂，属于常规技术范筹，而本发明所选用的乳化剂优选为壬基酚聚氧乙烯醚系列和失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚(吐温系列)；分散剂优选为水性润湿分散剂；消泡剂优选为水性有机硅消泡剂。

水性纳米锌基复合涂料各组分的重量份数为：鳞片状锌粉10.5％～20.0％，鳞片状金属铝粉4.0％～8.0％，纳米氧化物0.4％～2.0％，醇类溶剂10％～14％，硅烷偶联剂5％～15％，高分子有机物4.0％～10.0％，增稠剂0.1％～1.0％，水30.0％～60.0％。

在本发明的所有技术方案中乳化剂、分散剂和消泡使用总量不超过5％。

本发明所述水性纳米锌基复合涂料首先是用鳞片状金属粉、纳米氧化物、高分子有机物、醇类溶剂、乳化剂、分散剂和水制成A组分，第二是用硅烷偶联剂和消泡剂制成B组分，第三是用增稠剂或增稠剂和消泡剂制成C组分，第四是将A、B两组分充分混合均匀，再加入C组分混合均匀包装即得成品。另外，为延长其涂料的保质期，A、B、C三种组份可分别包装，配套出售，使用时先将A、B两组分充分混合均匀，再加入C组分混合均匀即可。