[发明专利]插层锌铝合金粉末及其制备的锌铝协同防腐涂料和方法

说明书

插层锌铝合金粉末及其制备的锌铝协同防腐涂料和方法，所述插层锌铝合金粉末，由以下方法制成：（1）将氯化锌熔盐电解液和氯化铝熔盐电解液混合，搅拌，得混合熔盐电解液；（2）以铜片为阴极，石墨为阳极，于混合熔盐电解液中电沉积；（3）取出铜片，冲洗，沉积物清洗、过滤、真空干燥，得插层锌铝合金粉末。所述锌铝协同防腐涂料包括所述插层锌铝合金粉末、有机溶剂、防沉剂和导电树脂。所述制备方法是将所述插层锌铝合金粉末与有机溶剂混合，搅拌加入防沉剂，再加入导电树脂，即成。本发明插层锌铝合金的合金形貌及微合金化程度可控；将其应用于锌铝协同防腐涂料，较现有热浸镀锌、锌铝防腐涂料防腐性能更好；本发明方法低能耗、低污染。

技术领域

本发明涉及一种锌铝合金粉末及其制备的防腐涂料和方法，具体涉及一种插层锌铝合金粉末及其制备的可代替热浸镀锌的锌铝协同防腐涂料和方法。

背景技术

熔盐电沉积制备电沉积覆层，是在熔融的无机盐、有机盐或者离子液体中，利用外加的电压和电流，以及控制电流密度，在基材上获得金属镀层或合金粉末的一种制备工艺，熔盐电沉积法不存在水化、水解和析氢等问题，无污染，目前已获得广泛使用。熔盐电沉积法最早用于在钢铁基材上镀覆铝层，并因镀层致密、厚度可控、能耗低而迅速普及，随后研究发现在沉积过程中铁与铝间形成了合金并依靠合金中的金属键实现紧密附着，则理论上只需改变基材，即可将熔盐电沉积法用于获取精炼金属粉末或制备合金颗粒。自上世纪80年代起，利用熔盐电沉积法制备镍/铝合金、锌/铁合金的工艺逐步成熟，2007年左右，国外制备出了锌/铝合金粉末。但是，采用熔盐电沉积法制备合金，只能在沉积之前通过调配金属熔盐电解液浓度来控制合金中各金属的含量，无法精确控制合金中的金属配比。此外，熔盐电沉积法制备的粉末多呈尖针状，堆叠后层间空隙较大，难以起到防腐、防生物附着等方面的效用。

在重工业污染并伴随恶劣自然环境而形成的重污染环境中，钢结构设备腐蚀迅速，每年因此所造成的损失超过了由火灾、地震等灾害所造成损失的总和。传统热浸镀锌产品兼具阴极防护及屏蔽作用，抗磨耐蚀性好，易焊接，粘附性能优异，表面光亮美观，因而被广泛地应用于交通、建筑、电力、能源、汽车、石化、家电等行业，是全球范围内应用最为广泛的钢结构防腐蚀技术。

热浸镀锌产品虽具有较长的使用寿命及较低的使用期维护成本，但其本身的局限性亦同样明显。例如，（1）热浸镀锌能耗高，需加热到500℃以上，因此加工过程无法避免氧化率高、孔隙率高的缺陷，导致使用过程易出现点蚀现象，留下安全隐患；（2）热浸镀锌难以控制镀层厚度，无法用于精密零件的加工；（3）热浸镀锌产品的表面处理要求高，工艺繁琐，既提高了热浸镀锌的生产周期及成本，也易引入杂质造成潜在危害。此外，热浸镀锌生产过程中会逸出大量重金属粉尘、强酸蒸汽，破坏环境，危害操作人员健康，国家为此已出台相关政策限制热浸镀锌这一生产工艺。因此，出于对性能、生产工艺、政策、环境等多方面的综合考量，热浸镀锌并非是钢结构防腐的合适方法。

防腐蚀涂料是缓解腐蚀的最有效手段之一，使用方便，价格低廉。防腐蚀涂料品种繁多，以冷涂锌最为优异，冷涂锌干膜锌含量高于96%，抗腐蚀性、耐热性、耐用性都非常突出，但冷涂锌涂刷后呈灰色，并不具备锌的亮银色的金属光泽。而如CN103952026 A（一种水溶性锌铝防腐涂料及其制备方法）、CN101899254 A（一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法）、CN105820677 A（一种纳米级环保高插层水性改性防腐涂料及其制备方法）等专利及其所转化的产品，则通过引入光亮金属、降低锌粉含量的方式来改善防腐涂料的外观，但此举牺牲了部分防腐性能。这类锌铝防腐涂料仅将锌、铝作为填料按一定比例添加入树脂中，由于锌粉、铝粉的粒径、形状不同，在干燥后颗粒间易出现空隙，难以保证干燥涂层的致密度，也易造成涂层脱落的现象。同时，由于锌铝的自腐蚀电位不同，腐蚀速率不同，也难以实现锌铝的协同防腐作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种比例可控、形貌可调节的插层锌铝合金粉末。