[发明专利]用于金属表面的无铬水性防腐蚀涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于金属表面的无铬水性防腐蚀涂料及其制备方法。

背景技术

传统的达克罗溶液涂料，其涂层中含有六价铬，使用时六价铬遇水会解析出来，使涂层的耐腐蚀性能下降，而且对环境和人体造成伤害。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汽车，每辆汽车中六价铬的含量不得超过2克。因此，在国外又开发了一种绿色环保技术简称吉奥米(Geomet)技术。但是一直被国际跨国公司垄断。为了使国产汽车走出国门，急需开发一种具有自主知识产权的、性能与吉奥米(Geomet)技术相当的涂料产品。

发明内容

本发明的第一个目的是：提供一种用于金属表面的无铬水性防腐蚀涂料，其防腐蚀性与吉奥米(Geomet)技术相当，符合环保要求。

实现本发明第一个目的的技术方案是：一种用于金属表面的无铬水性防腐蚀涂料，其特征在于，各组分在涂料中的含量，以质量％计为：

片状锌粉15～33、片状铝粉2.5～8、溶剂13.5～24、助剂0.2～2.5，第一种硅烷偶联剂14～22、第二种硅烷偶联剂2～6、纳米SiO₂ 0.05～1.5、纳米TiO₂ 0.03～1.2、纳米ZrO₂ 0.02～1.5、银盐0.3～1、聚苯胺0.1～0.3、增粘剂0～0.6、H₂O为余量；

所述第一种硅烷偶联剂为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物；

所述第二种硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，或者为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

上述涂料中，所述溶剂为二丙二醇、异丙二醇、丙三醇中的一种或几种；所述助剂为乳化剂和润湿剂。

上述涂料中，所述纳米SiO₂为粉体疏水纳米SiO₂，其粒径范围为7～12nm；纳米TiO₂为粉体酸性纳米TiO₂，其粒径范围为10～20nm；纳米ZrO₂为粉体，其粒径范围为9～20nm。

本发明的第二个目的是：提供一种操作简单，产品质量稳定的用于金属表面的无铬水性防腐蚀涂料的制备方法。

实现本发明第二个目的的技术方案是：一种制备上述用于金属表面的无铬水性防腐蚀涂料的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

①按各组分在涂料中的质量％含量准备原料：

片状锌粉15～33、片状铝粉2.5～8、溶剂13.5～24、助剂0.2～2.5，第一种硅烷偶联剂14～22、第二种硅烷偶联剂2～6、纳米SiO₂ 0.05～1.5、纳米TiO₂ 0.03～1.2、纳米ZrO₂ 0.02～1.5、银盐0.3～1、聚苯胺0.1～0.3、增粘剂0～0.6、H₂O为余量；

②制备A组分

先将溶剂和助剂加入反应釜中，搅拌均匀后加入片状锌粉和片状铝粉，以300～700转/分的速度搅拌0.5～2h使之乳化润湿，然后静置1.5～2h熟化，制得浆状物，出料即为A组分；

③制备B组分

先将H₂O加入反应釜中，搅拌下调节pH为5～7.5，然后加入纳米SiO₂、纳米TiO₂、纳米ZrO₂、银盐、聚苯胺、第一种硅烷偶联剂、第二种硅烷偶联剂，以150～450转/分的速度搅拌1.5～4h使两种硅烷偶联剂水解，然后放置1.5～7h熟化，制得透明状液体，出料即为B组分；

④制备涂料

将步骤②制得的A组分浆状物和步骤③制得的B组分透明液体加入反应釜中，混合、搅拌8～12h，出料、包装即为本发明用于金属表面的无铬水性防腐蚀涂料；

或者将步骤②制得的A组分浆状物和步骤③制得的B组分透明液体加入反应釜中，混合、搅拌8～12h，然后将增粘剂加入反应釜中，混合、搅拌8～14h，出料包装即为本发明用于金属表面的无铬水性防腐蚀涂料。