[发明专利]一种Al2O3纳米颗粒增强的无铬达克罗防腐涂料、涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料，其特征在于，各原料所占质量含量为：金属浆料50~55%、无铬钝化液42~48%、改性Al₂O₃纳米颗粒1~2%、助剂0.5~1%；

所述的金属浆料由片状铝粉、片状锌粉、润湿剂和分散剂混合而成，其中片状铝粉和片状锌粉的质量比为1:(4.5~5.5)；

所述无铬钝化液中各组分所占质量百分比为：钼酸钠10~15%、硼酸5~10%、硅烷偶联剂4~8%、稀土材料2~5%，其余为水；其中稀土材料为硝酸镧或硝酸铈。

2.根据权利要求1所述的Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料，其特征在于，所述润湿剂为聚乙二醇200、聚乙二醇400中的一种或两种按任意配比的混合物，其添加量占金属浆料总质量的40~50%；分散剂为乳化分散剂，其添加量占金属浆料总质量的1~2%。

3.根据权利要求1所述的Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料，其特征在于，所述改性Al₂O₃纳米颗粒的制备方法如下：在搅拌条件下，将硅烷偶联剂溶解于水中，然后加入Al₂O₃纳米颗粒，再加入乳化分散剂，其中，硅烷偶联剂、乳化分散剂均占Al₂O₃纳米颗粒质量的40~50%，待纳米颗粒充分分散后再超声分散15~20min，再经过滤、烘干得改性Al₂O₃纳米颗粒。

4.根据权利要求1所述的Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料，其特征在于，所述助剂由增稠剂和消泡剂以(5.5~6.5):1的质量比混合而成，其中增稠剂为羟乙基纤维素；消泡剂为异辛醇。

5.权利要求1所述Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）金属浆料的配制：按配比称取片状锌粉、片状铝粉、润湿剂和分散剂，用润湿剂把片状锌粉和片状铝粉充分润湿并搅拌均匀，得混合液I，用水溶解分散剂，随后把所得分散剂水溶液加入混合液I中，室温均匀搅拌6~10h，得金属浆料；

2）改性Al₂O₃纳米颗粒的制备：

将硅烷偶联剂AC-66在水中水解，然后加入Al₂O₃纳米颗粒，再加入乳化分散剂，待纳米颗粒充分分散后再超声15~20min，最后进行过滤、烘干，得所述改性Al₂O₃纳米颗粒；

3）无铬钝化液的配制：按配比称取钼酸钠、硼酸、硅烷偶联剂和稀土材料并混合均匀，加入水后在30~40℃下匀速磁力搅拌40~50min，即得无铬钝化液；

4）涂料配制：按配比称取各原料，各原料所占质量含量为金属浆料50~55%、无铬钝化液42~48%、改性Al₂O₃纳米颗粒1~2%、助剂0.5~1%；将称取的金属浆料和无铬钝化液混合并加入改性Al₂O₃纳米颗粒和助剂，得混合液II，进行磁力搅拌6~8h，控制混合液II的pH 为6.0~8.5，喷涂粘度为20~60s或浸涂粘度为30~80s；然后置于38~40℃的水浴锅中静置1~1.5h，即得混匀稳定的Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料。

6.一种Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂层，其特征在于，包括以下方法制备的产品：

1）基材工件预处理：将基材工件进行除油脱脂和/或除锈除毛刺处理；

2）涂覆：采用权利要求1~4任一项所述的或权利要求5所述制备方法制得的Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料；将经步骤1）预处理的基材工件浸入Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料中10~15s，然后以450~550rad/s的转速正甩15~20s，再以450~550rad/s的转速反甩15~20s，甩完后检查试样并用毛刷刷平；

3）预烘：待工件表面的涂液开始干燥时，在100~150℃温度下预烘8~15min，使涂液水分蒸发，流平均匀；

4）烧结：将预烘所得产品置于300~340℃下进行烧结，烧结时间为20~40min；

5）重复步骤2）、3）和4），依次进行第二次涂覆、预烘和烧结，得Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂层。