[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

说明书

本发明公开了一种Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料，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％。本发明选用钼酸钠、硼酸、稀土材料以及硅烷偶联剂取代铬酐作为无铬钝化液，具有较好的耐腐蚀性能，环境友好；并结合改性Al₂O₃纳米颗粒，使其分散于涂料中，可有效提高涂层硬度、抗磨损能力和防腐蚀性能；制备的涂料性能稳定，涂层表面光滑平整，且具有金属光泽，硬度高且耐磨及耐腐蚀性能优异。

技术领域

本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种Al₂O₃纳米颗粒增强的无铬达克罗防腐涂料、 Al₂O₃纳米颗粒增强的无铬达克罗防腐涂层及其制备方法。

背景技术

达克罗技术又称锌铝涂层技术，是一种工艺简单，防腐效果较好的表面涂覆技术。此技术是由美国大洋公司1963年研制出来的，涂层原料是由片状锌粉、片状铝粉、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，经搅拌均匀后获得涂液，将其涂敷于工件表面，经过300℃左右烘烤后，在金属基体表面形成一层耐蚀性极佳的涂层。达克罗技术作为传统的电镀表面处理的更新的技术，自1993年引入到我国以来，由于其具有的很好的耐蚀防腐性能、薄薄的涂层厚度和对环境友好无污染的优点，开始在汽车、桥梁、电力、铁路、船舶、石油化工等多种行业广泛应用。

但传统的达克罗技术有以下缺点：1)达克罗涂层中存在对人体有害的铬离子，六价的铬离子容易导致癌症，是一种危险的环境污染物；2)达克罗涂层的烧结温度一般在三百度以上，而且需要一定的时间，所以消耗就比较大；3)达克罗涂层表面的硬度不高而且耐磨性不是很好；4)达克罗的涂层颜色比较单一，现在常用的主要有银灰色和银白色，这不适于汽车的个性化发展。但是现在可以通过再次涂覆或后处理来获得不同颜色，以此提高汽车零部件的装饰性等。

无铬达克罗涂层与传统的达克罗涂层相比，避免了六价铬离子的危害，真正实现了清洁生产。而作为达克罗涂层的替代产品，无铬锌铝涂层存在硬度、耐磨性不佳以及耐蚀性不如达克罗涂层等问题，限制了无铬锌铝涂层的广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料及其制备方法，所述涂料所得涂层的性能稳定，具有硬度高和耐腐蚀性优异等特点，且涉及的制备方法简单、环境友好，适合推广应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种Al₂O₃纳米颗粒增强无铬达克罗防腐涂料，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％。

上述方案中，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OP-10，其添加量占金属浆料总质量的1～2％。

上述方案中，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％(AC-66)、稀土材料2～5％，其余为水；其中稀土材料为硝酸镧或硝酸铈。