[发明专利]一种基于聚硅氮烷的锌铝防腐涂料

说明书

本发明公开了一种基于聚硅氮烷的锌铝防腐涂料。该基于聚硅氮烷的锌铝防腐涂料，以质量分数计，由如下组分组成：锌铝粉35％～60％、有机聚硅氮烷10％～35％、片层状填料0.1％～10％、过氧化物固化剂0.4％～3％、流平剂0.1％～3％，消泡剂0.1％～3％，余量为溶剂。本发明提出的锌铝防腐涂料制备工艺简单，所制备的锌铝涂层加工温度低、耐高温性好、硬度高、附着力强、耐蚀性好，能够为钢铁基体提供良好的防护。

技术领域

本发明涉及金属表面防腐涂料技术领域，具体涉及一种基于聚硅氮烷的锌铝防腐涂料。

背景技术

锌铝涂层(达克罗技术)是金属防腐的重要技术，广泛地应用在桥梁、汽车、军工、船舶等行业。传统的达克罗涂液由于含有强致癌物六价铬(Cr⁶⁺)，对环境有严重危害。受限于各个国家的环保法规，达克罗技术正逐步退出金属防腐领域。制备新型锌铝防腐涂液具有重要的现实意义。

用新型胶粘剂取代达克罗涂液中的铬酐化合物是制备新型锌铝防腐涂液的重点研究方向。丙烯酸类、硅烷偶联剂类、稀土无机盐类替代铬酐化合物等是目前最为成功的替代剂，但以此制备的锌铝涂层与传统达克罗技术相比，耐盐雾能力差，硬度也较差。研发新的胶粘剂将其用于制备锌铝防腐涂层是新的发展方向，具有较强的学术意义。

聚硅氮烷是一类分子链上含有Si-N重复单元的聚合物。因其独特的结构，在涂料领域，聚硅氮烷具有以下优势：(1)涂层加工温度较低，可低至100℃，可适用于对加工温度较为敏感的使用领域；加工完成后的防腐涂层可以耐受500℃高温(2)取代基可调，从而方便调整聚硅氮烷及其固化产物的性能；(3)反应过程中生成的硅羟基容易和金属材料形成共价键，和金属基体和锌铝粉等材料的附着力高；(4)优异的成膜性能，成膜物具有高硬度、耐高温、耐化学腐蚀、耐候性佳等特点。鉴于以上优势，聚硅氮烷在涂料领域的应用具有很大的潜力，但聚硅氮烷型锌铝防腐涂料的应用尚未有公开报道。

发明内容

本发明提供了一种基于聚硅氮烷的锌铝防腐涂料，该锌铝防腐涂料具有加工温度低，与金属基材附着紧密，制备工艺简单，耐腐蚀性好的优点。

本发明的目的是提出了一种基于聚硅氮烷的低加工温度的锌铝防腐涂料，区别于传统的锌铝涂层加工温度约300℃，更利于低加工温度的工件防腐施工和避免工件在涂覆防腐涂层过程中因为温度过高而出现退火等不良影响。并且，涂覆加工完成后的防腐涂层可以耐受500℃高温，使用范围宽。本发明的锌铝涂层以质量分数计，由如下组分组成：锌铝粉35％～60％、有机聚硅氮烷10％～35％、片层状填料0.1％～10％、过氧化物固化剂0.4％～3％、流平剂0.1％～3％，消泡剂0.1％～3％，余量为溶剂。

优选地，所述的锌铝防腐涂层加工温度为100-200℃。且对使用温度不敏感，最高温度可高达500℃。

优选地，所述的锌铝粉为锌粉和铝粉的混合物，锌粉与铝粉的质量比为2～40：1。锌粉及铝粉为鳞片状，粒径为10～100μm，长径比为50～100。

进一步优选，上述的基于聚硅氮烷的锌铝防腐涂料，以质量分数计，由如下组分组成：锌铝粉35％～51％、有机聚硅氮烷25％～35％、片层状填料2％～8％、过氧化物固化剂1％～3％、流平剂0.9％～2％，消泡剂0.1％～2％，余量为溶剂。锌粉与铝粉的质量比为7～40：1。

优选地，所述的有机聚硅氮烷为含有式Ⅰ所示的结构单元的高分子聚合物，

其中，侧基R₁为甲基、乙基、苯基、乙烯基或氢基，R₂为甲基、乙基、苯基、乙烯基或氢基，R₃为甲基、乙基、苯基、乙烯基或氢基。

优选地，所述的溶剂为有机溶剂，所述的有机溶剂选自丙酮、正丁醚、环己烷、甲基环己烷、二甲基亚砜、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的一种以上。