[发明专利]无机防腐涂料及其制备方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机防腐涂料，具体涉及一种用于替代水基锌铬涂料的无机防腐涂料及其制备方法和使用方法。

背景技术

锌铬涂层(又称达克罗涂层)是将水基锌铬涂料涂覆于金属表面，经烘烤形成的无机防腐涂层，其防腐原理是利用水基锌铬涂料中的Cr⁶⁺钝化锌片和铝片，在烘烤下进行氧化还原反应形成无定形的nGr₂O₃·mGrO₃复合盐，该复合盐与锌片、铝片层叠覆盖在金属表面，形成无机防腐涂层。

中国专利文献CN1323860A公开的非电解性金属防腐涂料即为水基锌铬涂料，其采用铬酸盐与钼酸盐作为双重钝化剂。由于Cr⁶⁺是一种重污染的致癌物质，对人体和环境危害极大，因此，中国专利文献CN1539890A公开了一种改进的非电解性金属防腐涂料，即采用钨酸盐替代铬酸盐与钼酸盐组成双重钝化剂。

上述两种无机防腐涂料的不足在于：(1)采用三组分混合方式，即钝化剂需要单独制备，从而增加了工艺复杂性；(2)防腐能力不佳，中国专利文献CN1323860A达到抗盐雾≥800h需要240mg/dm²的涂覆量，中国专利文献CN1539890A达到抗盐雾≥720h也需要200mg/dm²的涂覆量；(3)虽然中国专利文献CN1539890A解决了Cr⁶⁺的重污染问题，但是作为重金属的钼和钨对人体和环境同样存在一定的危害，尤其是离子态的钼对人体危害较大。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，它是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，是目前世界上电阻率最小的材料，因此，其最常用于导电材料技术领域，

目前，已有将石墨烯用于高分子涂料以及富锌环氧涂料中的文献报道，其是利用石墨烯与聚苯胺、环氧树脂等高分子化合物产生的协同作用来提高防腐性能。

但是，目前尚未发现将石墨烯用于无机防腐涂料上的文献报道，尤其是利用石墨烯钝化锌片和铝片从而起到防腐作用的文献报道。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述问题，提供一种对人体和环境危害较小、防腐性能较高的无机防腐涂料。

本发明的目的之二在于提供上述无机防腐涂料的制备方法。

本发明的目的之三在于提供上述无机防腐涂料的使用方法。

实现本发明目的之一的技术方案是：一种无机防腐涂料，它是由甲组分与乙组分按照1.1∶1～1.3∶1的重量比混合而成；所述甲组分由下述重量百分比的物质混合而成：锌片21.6～27.8％、铝片3.5～4.6％、石墨烯1.5～4.0％、混合型有机醇溶剂49.0～55.0％、水溶性钛酸酯偶联剂8.0～12.0％、非离子型表面活性剂1.0～1.9％以及分散剂0.8～1.6％；所述乙组分由30wt～40wt％的混合型有机醇溶剂与60wt～70wt％的粘水混合而成，所述的粘水为含有0.5～1.0wt％增稠剂的去离子水。

所述的甲组分中的锌片和铝片的重量之和为涂料总重量的12～16％。

所述的锌片、铝片均为鳞片状，片径为5～40μm，片厚为0.2～0.5μm。

所述的甲组分中的非离子型表面活性剂为异构十一醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚或者烷基酚聚氧乙烯醚。

所述的甲组分中的分散剂为双琥珀酯磺酸钠盐或者硬脂酸锌。

所述的乙组分中的增稠剂为羟乙基纤维素或者甲基纤维素。

所述的甲组分和乙组分中的混合型有机醇溶剂相同，为丙三醇、聚乙二醇以及乙醇中的两种或者三种。

实现本发明目的之二的技术方案是：上述无机防腐涂料的制备方法，分别制备甲组分和乙组分，然后按照重量比混合即可；所述甲组分的制备为：按照配方先将铝片、石墨烯、混合型有机醇溶剂、非离子型表面活性剂以及分散剂加入到搅拌器中混合搅拌3～5h，然后加入锌片，继续混合搅拌4～6h，最后加入水溶性钛酸酯偶联剂，继续混合搅拌1h即可；所述乙组分的制备为：按照配方先将增稠剂加入到去离子水中，然后加入混合型有机醇溶剂混合即可。

实现本发明目的之三的技术方案是：采用二涂二烘工艺将无机防腐涂料涂覆在金属材料表面，涂覆量为100～150mg/dm²，烘烤温度为280～300℃。其中，第一次涂覆后不允许有漏涂现象存在。