[发明专利]取代铝型材铬化处理工艺的耐候型粉末涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末涂料，具体涉及一种取代铝型材铬化处理工艺的耐候型粉末涂料及其制备方法。

背景技术

铬酸盐溶液与金属作用在其表面生成三价或六价铬化层的过程，称为铬化钝化。多用于铝、镁及其合金的处理，对钢铁也能形成铬化层，但很少单独使用，常和磷化配套使用，以封闭磷化层的孔隙，使磷化层中裸露的钢铁钝化，以抑制残余磷化加速剂的腐蚀作用，进一步增加防护能力。铝合金型材铬化钝化处理是其涂装前处理工艺中化学清洗最后一个工艺步骤，也是最关键一步，其目的是为了增加材料防腐蚀性和涂装后涂层的附着力。但是，六价铬为主的钝化液若冲洗不干净便会残留在铝型材的表面，六价铬离子毒性极大，会对人体和自然环境造成极大的危害。虽然三价铬也能替代六价铬，用于钝化液，三价铬溶液的毒性只有六价铬的1％，不过其铬化层的耐腐蚀性能还远远达不到要求，并且最终同样存在着含铬废水处理的问题。

为了从根本上解决铬离子的污染问题，现在存在两种解决思路。一种是选择其他无毒性无污染的前处理液代替铬酸盐的前处理液，通过采用不同工艺方法，达到与铬化同样防腐蚀效果的保护膜。

如中国专利CN200610103829.X，公开了一种无铬化学转化剂。该转化剂由高锰酸钾或过氧化氢的氧化剂和磷酸的成膜剂与氟化氢铵的活化剂和氯化锆的促进剂复合而成。该无铬化学转化剂不含铬离子，无毒，而且膜层的耐蚀性好、附着力强，可用于铝材的防护和装饰处理。

中国专利CN201310212259.8，本发明公开了一种提高铝合金耐蚀性的钴基无铬化学转化处理方法。本发明首先对铝合金分别进行除油、浸蚀、活化的预处理，然后采用钴盐化学转化溶液对其进行化学处理。本方法具有成本低，无污染；膜层结构致密，耐腐蚀性强等特点。

中国专利CN201010139798.X，公开了一种冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法及其钝化液。其钝化液由I乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和II十二烷基磷酸酯钝化剂、苯骈三氮唑或硅酸钠助剂、以及乙醇加水的溶剂组成，钝化后铝管耐腐蚀性能提高，药剂和钝化过程安全环保，成本低廉、速度快。

上述这些专利虽然都能使铝型材表面达到与铬化同样的防腐蚀效果，对环境无污染、成本较低等特点，但是这些方法都需要对铝型材进行液体浸润预处理，不能简化省掉钝化膜的前处理工艺。

解决铬离子污染的另外一种思路是对铝型材表面涂装的粉末涂料进行功能改性，从而取代铝型材铬化前处理工艺。

中国专利CN201310363517.2，公开了一种能取代铝合金铬化处理的粉末涂料及其制备方法。本粉末涂料在常规配方的基础上添加了表面活性剂，磷酸盐或硝酸盐，以达到取代铬化处理的目的。但是由于涂料配方中磷酸盐或硝酸盐的加入，会严重影响涂膜的表面外观，很难制备高光性流平好的粉末涂料，因此本专利存在一定的局限性。

中国专利CN200510089870.1，公开了一种无需铬化磷化静电喷涂纳米粉末涂料及制备方法。本专利是在树脂颗粒中添加无机纳米粒子，进行熔炼、挤出、制片、破碎。然后将其按一般涂料配方制备粉末涂料。中国专利CN03138136.7，公开了一种利用纳米材料对传统的粉末涂料产品进行改性处理的方法。该方法是将纳米TiO2和SiO2粉体材料预混合在粉末涂料原材料中，然后将其熔融挤出、压片制粉得到改性粉末涂料产品。

上述两个专利都充分利用了纳米材料的表面效应，小尺寸效应，宏观量子隧道效应和介电限域效应等特殊性能对粉末涂料进行改性，而提高或增加粉末涂料的新功能。

以上专利存在两个技术问题，一是纳米粒子在粉末涂料中的分散不充分性问题。由于其采用了简单的熔融挤出的方法进行纳米粒子的分散，导致大部分已经团聚或者预团聚的纳米颗粒不能充分的分散在粉末涂料，不但失去了作为纳米材料所应有的效果，反而影响了粉末涂料表面效果和使用性能，特别是针对平面高光产品，很难达到很好的流平；二是添加纳米材料后粉末涂料出现的涂膜耐冲击性变差、涂膜表面效果差，影响了改性粉末涂料的实际使用效果和批次的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种取代铝型材铬化处理工艺的耐候型粉末涂料，该粉末涂料通过纳米材料改性聚酯树脂，不仅保持粉末涂料良好的流平性、提升了粉末涂料固化后表面涂层的综合性能，而且解决铬离子重金属的环境污染问题，降低了成本。