[发明专利]一种自润滑水性环保涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种自润滑水性环保涂料。该水性环保涂料按质量百分比由20％～40％的A、15％～25％的B、10％～20％的Al粉及Zn粉、1％～3％的有机硅消泡剂、2％～8％的缓蚀剂、1％～5％的助溶剂、10％～20％的润滑剂和10％～15％的水组成；其中A是松香和硅烷偶联剂的反应产物；B是ZrCl₄、季铵盐和三聚磷酸酯在三乙醇胺中的反应产物。制备方法是：称取A和B，搅拌均匀；向其中加入Al粉和Zn粉、有机硅消泡剂、缓蚀剂、助溶剂、润滑剂和水充分搅拌，混合均匀，得到所述涂料。该涂料具有优异的耐腐蚀性、自润滑性、成膜性、钝化性、缓释性等。

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种自润滑水性环保涂料及其制备方法和应用。

背景技术

紧固件是工业中一种重要的部件，在各行各业获得广泛应用。从一般的基础设施，例如电塔，信号塔等，到尖端工业都是必不可少的部件，例如，航天、航空。它是工程中大量使用的金属材料，而金属材料在使用中，就要特别注意其腐蚀问题，如果不加以保护就会遭受腐蚀的破坏，轻则造成经济损失，重则产生安全事故。以往对紧固件的防腐常采用含铬材料涂层、镀锌、磷化，使其具有耐腐蚀性，长效性，对紧固件起到关键的保护作用。在含铬的涂层中，铬为成膜钝化材料，使金属免遭腐蚀破坏。但是目前的研究结果表明：六价铬离子为重金属离子，对环境和人体造成了巨大的危害，引起了世界各国的关注，欧盟已经禁止使用含六价铬的涂层，中国也开始管控对六价铬的使用。而镀锌和磷化不仅工艺复杂，而且易造成环境污染。所以亟需发明一种能够对紧固件起到防腐作用并且环保的材料。另外在对紧固件防腐的同时，为防止紧固件出现卡咬、抱死的现象，需要紧固件具有自润滑能力，但是不管是含铬涂层，还是镀锌，磷化，都不能使紧固件具有自润滑功能，所以亟需发明一种能够对紧固件起到防腐作用以及使紧固件具有自润滑功能的同时还要满足环保要求的材料。

总之，目前的紧固件用防腐材料的耐腐蚀性不够好，镀铬重污染，镀锌和磷化不仅工艺复杂，而且也易造成环境污染。此外，目前的紧固件缺乏自润滑功能。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种自润滑水性环保涂料。具体的技术方案如下：

一种自润滑水性环保涂料，所述水性环保涂料按质量百分比由20％～40％的A、15％～25％的B、10％～20％的Al粉及Zn粉、1％～3％的有机硅消泡剂、2％～8％的缓蚀剂、1％～5％的助溶剂、10％～20％的润滑剂和10％～15％的水组成；所述A的结构如下：

其中，m为1-5，L为：

-NH₂、-OH或

所述B的结构如下，其中R为烷基：

优选地，所述Al粉及Zn粉的质量比为5～7:1。

优选地，所述有机硅消泡剂为XPJ-E1330。

优选地，所述缓蚀剂的结构如下：

优选地，所述助溶剂为一元醇、二元醇或醇醚。

优选地，所述润滑剂为棕榈酸锌。

其中，A的制备方法如下：

在合成装置中，首先加入松香，在80℃下融化，然后滴加硅烷偶联剂KH550(松香和KH550的摩尔比为1:1.05)，然后升温到90℃，反应3h，即可获得物质A。

B的制备方法如下：

在合成装置中，使用三乙醇胺做溶剂，首先加入ZrCl₄，然后加入季铵盐，升温到85℃，再加入三聚磷酸酯(ZrCl₄、季铵盐和三聚磷酸酯的质量比为1:1.05:1)，反应3h，可得到物质B。