[发明专利]一种水性无铬达克罗涂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种达克罗涂液及其制备方法，更具体地说涉及一种水性无铬达克罗涂液及其制备方法。

背景技术

金属的腐蚀现象十分普遍，给国民经济带来的损失十分巨大。达克罗技术是近年来发展起来的一种金属表面防腐新技术，20世纪60年代末由美国DIAMOND SHAMROCK公司发明。达克罗涂层的最大优点就是具有极佳的防腐蚀能力，其耐蚀性能与传统的镀锌表面处理工艺相比可提高7-10倍；涂层具有无氢脆性，特别适用于高强度受力件；涂层的高耐热性、耐热温度达300℃，尤其适用于汽车、摩托车发动机部件的高强度构件；同时涂层具有高渗透性、高附着性、高减磨性、高耐候性、高耐化学品稳定性、无污染性等优异性能。但从严格意义上来说，达克罗也不是完全的无污染涂层，这是因为在达克罗处理液中含有2％的Cr⁶⁺。Cr⁶⁺毒性强且对人体具有致癌作用，对农作物和微生物也有很大的毒害作用；同时，尽管达克罗涂料中绝大部分的Cr⁶⁺在烘烤成膜过程中参与反应转化成了Cr³⁺，但仍有少量的铬以可溶的Cr⁶⁺的形式保留在达克罗涂层中，在使用过程中对人体及环境造成危害。

六价铬问题是目前存在的世界性难题，因此限制了该技术的广泛深入应用。在此背景下，无铬达克罗技术的出现，是达克罗技术发展的必然。目前，已报道的无铬达克罗涂层主要有三种：美国MCI公司、欧洲达克罗公司、日本NDS公司和巴西金属涂覆公司MCB合作开发的Geomet涂层，由德国Delta公司推出的Delta涂层以及北京永泰和金属防腐技术有限公司推出的BNC水性无铬锌铝涂层。其中，Geomet涂层受其价格因素的影响并没有被国内广大生产厂家所接受；而Delta涂层由于其采用树脂作为其成膜物质，导致其生产环境恶劣，无法获得广泛的认可；BNC水性无铬锌铝涂层则在国内使用较少。因此，急需开发研制一种价格适中、接受广泛的水性无铬达克罗涂液及其制备方法。

发明内容：

本发明的目的是解决上述现有技术中存在的问题与不足，提供一种水性无铬达克罗涂液，该涂液绿色环保，无环境污染、无公害，同时耐蚀耐候性好。

本发明还提供该水性无铬达克罗涂液的制备方法，制备方法工艺简单，可适用于工业化生产。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的水性无铬达克罗涂液，其是由以下各组分组成：

A组分由锌粉、铝粉、润湿分散剂、钝化剂、缓蚀剂和水组成；

B组分由成膜剂、成型助剂和水组成；

C组分为成膜助剂；

D组分为增稠剂和水组成；

其中各组分中的原料占涂液的质量百分比为：锌粉18％-24％、铝粉2％-5％、润湿分散剂28％-34％、钝化剂1％-3％、缓蚀剂1％-3％、水18％-27％、成膜剂5％-12％、成型助剂0.1％-0.5％、成膜助剂5％-12％，余下为增稠剂。

本发明的水性无铬达克罗涂液，其进一步的技术方案是所述的成膜剂为有机锰盐或无机锰盐，其中所述的有机锰盐优选为乙酸锰；所述的无机锰盐优选为硝酸锰或氯化锰。

本发明的水性无铬达克罗涂液，其进一步的技术方案还可以是所述的钝化剂为植酸，其中植酸的质量含量≥70.0％，钙的质量含量≤0.02％；所述的缓蚀剂为钼酸钠，其中钼酸钠中Na₂MoO₄·2H₂O的质量含量≥99.0％。

本发明的水性无铬达克罗涂液，其进一步的技术方案还可以是所述的润湿分散剂为醇和聚醇；所述的成型助剂为硼酸和丁二酸；其中所述的醇优选为乙二醇、乙醇或丙三醇；所述的聚醇优选为烷基酚聚氧乙烯醚或聚乙二醇。

本发明的水性无铬达克罗涂液，其进一步的技术方案还可以是所述的成膜助剂为硅烷偶联剂，其中所述的硅烷偶联剂优选为KH-550、KH560、KH570、KH792、DL602或DL171，其纯度要求≥97.0％。

本发明的水性无铬达克罗涂液，其进一步的技术方案还可以是所述的增稠剂为纤维素醚或其衍生物；其中所述的增稠剂优选为羟甲基纤维素或羟乙基纤维素。

本发明的水性无铬达克罗涂液的制备方法，其包括以下步骤：

1)钝化A浆的制备：将锌粉、铝粉与润湿分散剂分散均匀后，加入水搅拌5-10min后，加入钝化剂和缓蚀剂进行钝化，钝化1-2h后获得钝化A浆；

2)B、C浆料的混合：浆B、C浆料独立制备完成后，浆B、C浆料混合，搅拌1-2h；