[发明专利]一种水性复合鳞片状锌铝重防腐涂料及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及金属表面绿色防腐涂料技术，具体为一种水性复合鳞片状锌铝重防腐涂料及其制备方法。

二、背景技术

二十世纪七十年代初，美国开发出了片状锌基铬盐防护涂层技术，即达克罗技术，该涂层是将片状锌粉和铝粉、铬酐、润湿剂、分散剂、还原剂、去离子水及其他助剂组成的混合液搅拌均匀后涂敷于工件表面，然后在300℃下固化而成的。与球状粉相比，鳞片状锌粉在涂膜中平行交叠排列，大大减少了水和腐蚀介质在涂膜中的渗透，相同涂覆面积、防腐性能的片状锌粉用量仅为球状锌粉的1/3～1/2。由于达克罗技术与电镀锌和热浸镀锌相比，具有污染小、高耐蚀、无氢脆、润滑性等优点，因此在汽车领域得到了相当广泛的应用。目前达克罗涂层技术在国际上发展迅速，其应用已扩展到医药、电力、石油化工及军工行业，三十多个国家具有达克罗技术专利权。然而，达克罗涂层仍然存在六价铬污染问题。欧盟1999年制定的EOLVD车辆报废条例就对六价铬的含量进行了严格限制。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每辆汽车中，六价铬(Cr⁶⁺)的含量不得超过2g。2002年6月27日欧洲修改了2000/53/EG中的规定，规定从2007年7月1日起汽车上使用的防腐涂层中不允许含有Cr⁶⁺，世界上工业发达国家的汽车行业中许多品牌车辆亦率先制定了无铬涂层的技术标准。

目前无铬锌铝涂层实现产业化的产品只有三种：Geomet(交美特)涂层，其主要市场是美国和日本；Delta涂层，其主要市场是西欧和中国台湾；BNC水性无铬锌铝涂层，其主要市场是欧洲和亚洲部分国家。由于技术保密和价格昂贵等问题，目前无铬锌铝涂层技术在在国内还未成熟，无法实现广泛的推广。随着人们环境保护意识的增强，对重金属和含挥发性有机溶剂的限制越来越严格，无铬锌基涂料(俗称无铬达克罗)，尤其是水性锌基防腐涂料，将成为绿色防腐涂料行业发展的主流，并逐渐应用到诸多工业领域中金属结构及零部件的腐蚀防护。针对水性无机富锌涂料的实际开发与应用现况，发现硅酸盐系材料作为涂料的粘结剂可以实现涂层优良的耐蚀、耐磨和耐高温等性能；而其存在的柔韧性差、多孔等缺点，也可以通过多种方法进行改性，制备无机-有机复合粘结剂，改善涂层性能。因此，目前应重点解决以下几个问题：(1)以基料的选择、改性为重点，通过有机杂化制备优质复合基料，以获得耐蚀性、耐冲击性、柔韧性、自固化性更佳、满足更广泛应用的涂层；(2)以颜料的选择、形态、改性为重点，诸如采用鳞片状的锌粉和铝粉作为混合颜料，从而获得特殊性能提高的涂层。

三、发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种水性复合鳞片状锌铝重防腐涂料及其制备方法。

技术方案：

一种水性复合鳞片状锌铝重防腐涂料，其特征在于它是由有机-无机复合基料和颜料两种组分按下列重量比混合配制而成：其中的有机-无机复合基料的组分和百分含量：硅溶胶，61.3-83.4，氢氧化钾，3.5-8.2，硅丙乳液12.0-25.2，颜料分散剂：0.4-1.3，成膜助剂：0.5-1.6，水性涂料消泡剂：0.09-0.3，去离子水或蒸馏水：其余；其中颜料的组分和百分含量：鳞片状锌粉：70-90，鳞片状铝粉10-30。

上述有机-无机复合改性基料和颜料两种组分的重量比为5∶1-2。

上述的硅溶胶为固含量24-25wt％、稳定剂Na₂O含量0.3wt％、pH9.0-9.5的硅溶胶。

上述的硅丙乳液为玻璃化温度36℃、最低成膜温度31℃、固含量48±2％、pH7.0-9.0的硅丙乳液。

上述的颜料分散剂为固含量40％、pH8.0的水性颜料分散剂，成分为聚羧酸钠型的共聚物的钠盐分散剂。

上述的水性涂料消泡剂为固含量100％、比重0.85-0.93的高效水性涂料有机硅消泡剂。

上述的成膜助剂为十二碳醇酯。

上述的鳞片状锌粉和铝粉的片厚是0.1-0.3μm、片径是5-8μm。