[发明专利]一种金属醇盐改进的阴极电泳防护涂层及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属醇盐改进的阴极电泳防护涂层及其用途。

背景技术

众所周知，除了少量贵重惰性金属（铂、金等）外，绝大多数金属由于在自然条件下易发生腐蚀，在使用之前一般都要经过防护处理以提高其耐蚀性能，延长使用寿命。尽管目前已开发出各种新型的防护技术，有机涂层（包括电泳涂层）仍是目前金属最主要防护手段。传统的有机涂层涂覆技术包含金属表面预处理-底漆-面漆等程序，使用较复杂，并且在这些过程中会加入铬酸盐，磷酸盐，铅化物等，以提高涂层与基体结合力，同时提供腐蚀缓蚀作用。但是这些添加物对环境和生物体有很大的危害和毒性。

采用电泳涂装技术在经过预处理之后的金属上制备水性涂层，由于具有环境友好，原料利用率高等特点，在汽车工业、家电行业中已被广泛应用。但是目前，在实际生产过程中，金属表面涂覆电泳漆涂层之前主要还是采用磷化、铬酸盐钝化等预处理技术，对环境和生物造成很大的危害。

金属醇盐（M-(OR)x）具有易蒸馏、易水解的特性，被广泛应用于溶胶-凝胶法制备无机氧化物材料的前躯体。在溶胶-凝胶过程中，金属醇盐中的烷氧基-OR发生水解生成-OH可与金属基体通过化学键合形成氧化物层。

Mandler等人(J Sol-gel Sci Techn 2004, 31 (1-3), 329-334)采用电沉积技术，在钛酸四丁酯经过水解缩合过程形成的sol-gel体系下施加阴极电位制备染料改性的TiO2薄膜。Mandler等人(Chem-eur J 2004, 10 (8), 1936-1943)还通过相同技术，在锆酸四丁酯体系中通过阴极电沉积制备出ZrO₂薄膜。但是尚未见文献报道将金属醇盐与电泳漆涂层甚至是普通涂层结合，用于金属的腐蚀防护。

因此，若在电泳漆涂料中加入微少量的金属醇盐，在阴极电泳时，金属醇盐可发生水解先在金属表面形成一层氧化物膜层起到“预处理”的作用，同时该氧化物层还可与上涂层中的官能团反应，在提高电泳漆涂层耐蚀性能的同时也使基体与电泳漆上涂层之间的结合力。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种金属醇盐组分改进的阴极电泳漆涂层的一步法制备的方法和用途。

金属醇盐改进的阴极电泳涂层制备方法的步骤如下：

1）向水性电泳涂料中加入质量百分比为0.1 % ~ 5.0 %金属醇盐，搅拌均匀，以被保护的金属基材为阴极，以石墨或耐酸不锈钢为阳极，阴阳极间距为20～50 cm，槽液温度为25～30 ℃，电泳电压40～200V，电泳时间1～3 min；

2）用水冲洗除去附着在金属表面残余的电泳漆，自然晾干后，放入空气鼓风干燥箱，120 ~ 200 ℃下固化15 ~ 30 min，得到经金属醇盐改性的阴极电泳漆涂层，厚度均为23～25 μm。

所选用的金属醇盐的结构通式为：

 SHAPE /* MERGEFORMAT 

其中，M为锆、钛、锡等，R为-CH₂CH₃，-(CH₂)₂CH₃，-(CH₂)₃CH₃，-CH(CH₃)₂，-CH₂CH(CH₃)₂，-COCH₃等。

所加入的金属醇盐占的质量百分比为0.1 % ~ 5.0 %。

所述的水性电泳涂料为：水性环氧树脂、丙烯酸树脂、环氧聚氨酯树脂。

所述的所述被保护的金属为碳钢、镀锌钢、冷轧钢、铝、锌、铜、镁或锡及其合金。

金属醇盐改进的阴极电泳涂层用于金属的腐蚀防护。

本发明的有益效果是：本发明提供的金属醇盐改性的阴极电泳涂层的制备工艺简单，无需改变现有电泳工业生产线与生产条件，并且在制备电泳漆之前无需进行铬酸盐或磷酸盐钝化处理，可一步制备出耐蚀性能更好，结合力提高的电泳漆涂层。

附图说明

图1为镀锌钢涂覆空白电泳漆和含3.0%钛酸四丁酯的电泳漆涂层，在3.5wt% NaCl中的浸泡25天的电化学阻抗谱测试低频膜值随浸泡时间的变化的趋势图；

图2（a）为空白电泳漆涂层试样的550h盐雾试验图片；

图2（b）为含3.0%钛酸四丁酯电泳漆涂层试样的550h盐雾试验图片。

具体实施方式