[发明专利]含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种耐腐蚀涂层,具体来说是一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法。

背景技术

金属表面处理剂及其涂层是用于防止金属发生化学腐蚀而造成不必要的经济损失的一种方法。常用的有机涂层有一定的防腐蚀能力，但由于水和氧气可以渗透有机涂层，到达金属基底，所以涂层的耐腐蚀性能有限。

现有技术CN201010573734.0用六方氮化硼、纳米碳管、氮化铝、氮化镁、碳化硅、固化剂等复合制备防腐散热粉末涂料。

现有技术CN201410555295.9将有机硅杂化交联树脂和纳米氮化硼、二氧化硅、石墨、流平剂、防沉淀剂等复合制备耐高温防腐蚀涂料。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法，所述的这种含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法要解决现有技术中的有机涂层防腐蚀的效果不佳的技术问题。

本发明提供了一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂，含有以下组分：

水性树脂，所述水性树脂中的固体成分占涂层总固体成分质量分数的77％～93.5％，

分散剂，占涂层总固体成分质量分数的5％～20％，

氮化硼，占涂层总固体成分质量分数的0.5％～2％，

涂层添加剂，占涂层总固体成分质量分数的0.5～1％；

其中，所述水性树脂为水性聚氨酯、水性丙烯酸树脂、或者水性环氧树脂中的任意一种或者两种以上的组合；所述的分散剂为含氨基的硅烷偶联剂、含环氧基的硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、或者表面活性剂中的任意一种或者两种以上的组合，所述的涂层添加剂包括润滑剂、缓蚀剂和交联剂。

进一步的，所述的纳米氮化硼的表面可以未经处理或经过化学表面处理。

进一步的，所述的纳米氮化硼的化学表面处理方法通过氨基化处理或羟基化处理。

进一步的，所述的润滑剂为棕榈蜡，所述的缓蚀剂为碳酸锆铵，所述的交联剂为碳化二亚胺。

本发明还提供了上述的一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将氮化硼纳米片分散在水中，所述的分散的方法包括磁力搅拌、高剪切分散、或者超声波震荡方法中的任意一种；

2)在步骤1)中的氮化硼水分散液中加入分散剂，所述的分散剂为偶联剂或表面活性剂；

3)将2)中的氮化硼水分散液加入到占固体物质组分65％以上的水性树脂中，所述的水性树脂为水性聚氨酯、水性丙烯酸树脂或者水性环氧树脂中的任意一种或者两种以上的组合，混合均匀；

4)在3)中加入涂层添加剂，所述的涂层添加剂包括润滑剂、缓蚀剂、交联剂；含氮化硼的金属表面处理剂。

进一步的，为了解决氮化硼的团聚问题，可以采用不同的改性方法改性氮化硼，如在氮化硼微米片中加入尿素以得到氨基改性氮化硼；通过强碱处理，或者用酸化的双氧水处理氮化硼纳米片，得到羟基化氮化硼。以上改性方法可使得氮化硼的亲水性更好而不易在水性树脂中团聚。

进一步的，为了解决氮化硼的团聚问题，在步骤A)中的氮化硼或B)中所得改性的氮化硼水分散液中加入分散剂，即在其水分散液中加入偶联剂或表面活性剂，使其与氮化硼表面在一定条件下形成化学键合或物理吸附，进一步提高其分散稳定性。

优选地，所述的偶联剂或者表面活性剂为市售的KH-550、KH--560、TM-200S、TM-138S、TritonX-100中的一种，但不仅限于此；优选地，所述的偶联剂或者表面活性剂加入量为溶质的5％-20％。

本发明还提供了一种制备耐腐蚀涂层的方法，包括如下步骤：

1)将金属基板充分清洗干净，去除油污和杂质；

2)将上述的含氮化硼的金属表面处理剂在金属基板表面用棒涂法成膜，并在80℃-200℃温度下烘干，使所述的金属表面处理剂覆盖在所述金属基板上形成涂层，即为耐腐蚀涂层。

进一步的，烘干时间为10秒-30分钟。

进一步的，所述的金属基板为冷轧板、电镀锌钢板、镀铝锌钢板或者铝合金钢板。