[发明专利]一种水性无铬锌铝防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水性无铬锌铝防腐涂料及其制备方法。该水性无铬锌铝防腐涂料，由组分A和组分B组成，组分A和组分B的质量比为1～1.5，组分A包括如下组分，锌铝粉、分散剂、润湿剂、乙烯基硅烷偶联剂醇溶液、消泡剂、附着力促进剂，流平剂，片层状填料；组分B包括如下组分，硅烷偶联剂C、甲醇和去离子水。本发明通过提高硅烷偶联剂在加热固化后的交联程度，增强锌铝涂层的耐蚀性能，通过水性无铬锌铝防腐涂料制备的锌铝涂层耐高温，附着力好，耐盐雾试验能力在720h左右。

技术领域

本发明涉及环保功能性防腐涂料技术领域，具体涉及一种水性无铬锌铝防腐涂料及其制备方法。

背景技术

金属及其合金制品的腐蚀，给社会带了巨大的经济损失及能源浪费。传统达克罗(锌铝涂层)作为有效的金属基材的表面防腐技术，广泛地应用在桥梁、汽车、军工、船舶、风电等行业。达克罗涂液含有的铬酐及固化成涂层后残留的六价铬化合物都会给人体及环境造成极大的损害。随着环保意识的增强，越来越多的国家制定了相应的环保法规，达克罗涂层的使用受到诸多限制，同时水性无铬锌铝涂液的研发也得以蓬勃发展。

目前，以水性环氧树脂、稀土类金属盐、硅烷偶联剂作为新型粘接剂应用无铬锌铝涂液方面研发，取得了一定的成果。其中硅烷偶联剂水解后形成的硅醇能够与金属基材及鳞片状锌铝粉之间形成氢键吸附作用，同时硅醇之间能够发生缩合反应，并进一步在高温下缩合形成Si-O-Si的三维交联网状结构。这一过程使鳞片状锌铝粉、金属基材、硅烷偶联剂形成的有机物三者紧密结成一个整体，抵御腐蚀介质的入侵。

硅烷偶联剂制备的锌铝涂层的防腐机理主要有：(1)物理屏蔽作用；(2)牺牲阳剂保护作用。其中锌铝涂层的物理屏蔽作用与硅烷偶联剂形成的有机物的三维交联程度有着重要的联系。硅烷偶联剂的交联程度高，鳞片状锌铝粉层叠就愈紧密，涂层的耐蚀性就越好。目前，以硅烷偶联剂为粘接剂制备涂层的附着力及耐蚀性能与传统的达克罗相比，仍有一定的差距。

发明内容

本发明提供了一种水性无铬锌铝防腐涂料及其制备方法，通过提高硅烷偶联剂在加热固化后的交联程度，增强锌铝涂层的耐蚀性能，通过水性无铬锌铝防腐涂料制备的锌铝涂层耐高温，附着力好，耐盐雾试验能力在720h左右。

本发明的目的是提出了一种水性无铬锌铝防腐涂料，由组分A和组分B组成，组分A和组分B的质量比为1～1.5，所述的组分A，以质量份数计，包括如下组分，锌铝粉25～40份、分散剂5～15份、润湿剂15～35份、乙烯基硅烷偶联剂醇溶液5～15份、消泡剂0.1～0.5份、附着力促进剂0.5～5份，流平剂0.5～2份，片层状填料0.1～5份，增稠剂0.5～2份；所述的组分B，以质量份数计，包括如下组分，硅烷偶联剂C 5～15份、甲醇5～10份、去离子水5～15份。

本发明通过乙烯基类硅烷偶联剂在加热条件下发生双键交联，硅烷偶联剂C粘接性能优异，乙烯基类硅烷偶联剂和硅烷偶联剂C的复配使用，提高Si-O-Si的三维交联网状结构的交联程度，提高了锌铝涂层中有机物的交联程度，从而将片状锌铝粉紧密结合，提高锌铝涂层的耐蚀性能。

优选地，所述的乙烯基硅烷偶联剂醇溶液中乙烯基硅烷偶联剂的质量分数40％～80％，所述的乙烯基硅烷偶联剂醇溶液选自乙烯基三乙氧基硅烷乙醇溶液、乙烯基三甲氧基硅烷甲醇溶液和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液中的一种。

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4～10:1。所述的锌粉和铝粉为鳞片状，粒径为30～50μm，锌粉或铝粉的长径比为70～80。

优选地，所述的分散剂选自OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)、Tween-20(山梨醇酐单月桂酸酯聚氧乙烯(20)醚)、NP-10(壬基酚聚氧乙烯醚)和十八烷醇基聚氧乙烯醚中的一种；所述的润湿剂选自乙二醇、聚乙二醇-200、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、一缩二丙二醇和异丙醇中的一种，所述的增稠剂选自羟乙基纤维素、羟乙基纤维素酶、聚氨酯增稠剂的一种及以上。