專利名稱：燒結式金屬粉末涂料及以其制備金屬陶瓷防腐涂層的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型燒結式金屬粉末涂料和以該金屬粉末涂料制備金屬陶瓷防腐涂層的工藝。
背景技術：
為了解決鋼鐵的大氣腐蝕問題，人們在鋼鐵表面進行各種處理，如電鍍、涂料、磷化等等，但都存在這樣或那樣的缺點，如電鍍會造成氫脆，涂料會污染環(huán)境，而磷化的耐腐蝕性比較差。1970年美國大洋公司研制成功Dacromet技術(國內譯為“達克羅”)，我國將其正式定義為鋅鉻涂層，雖然該技術不采用樹脂，但組分中含有強烈致癌作用的六價鉻，以及毒性較大的乙二醇、乙二醇單乙醚、乙二醇丁醚和二乙二醇，所以并不算得上真正的綠色環(huán)保。當然，也有一些采用硅酸鹽、磷酸鹽的水性富鋅涂料，但由于其涂層疏松多孔，需要在涂層比較厚的情況下才能夠實現防腐，不適用于緊固件，而且在同樣防腐年限條件的防腐蝕成本高。在這種情況下，迫切需要一種能夠解決上述問題的涂層，它不但在涂層比較薄(7～12微米)的前提下耐腐蝕性好，而且具有無析氫(鋼鐵底材不會產生氫脆)、不含毒性比較大的有機溶劑、不含六價鉻或三價鉻化合物、使用比較簡單、成本比較低等特點。如果還停留在達克羅或各種富鋅涂料的基礎上研究，幾乎不可能再找到一種成膜致密，鈍化性好的粘合劑來代替鉻酐，所以需要用新的思維，從一個新的角度來解決這個問題?，F有的金屬陶瓷普通防腐涂層，最少要二涂二成型一燒，涂層厚度為6～8微米，對于重防腐根據需要而定，一般三涂三成型一燒或四涂四成型一燒是完全足夠的，而達克羅方法，每道涂層都必須加熱到300℃，恒溫20分鐘固化，這樣大大浪費了能耗。多次燒結致密化對涂層的致密度并沒有太大的影響，反而會對涂層中的其它組分如界面劑和鈍化劑有不良影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)的鋅鉻涂料含六價鉻和三價鉻嚴重污染環(huán)境、在夏季的高溫環(huán)境下容易變質、燒結溫度高、能耗大以及生產成本高等問題，提供一種保留傳統(tǒng)的達克羅涂料高耐蝕、高滲透性、耐溫性能好和無氫脆等性能的燒結式金屬粉末涂料及其以該涂料制備金屬陶瓷防腐涂層的方法。本發(fā)明的金屬粉末涂料包括片狀金屬粉末、成型劑、燒結助劑和分散介質四種成分，其中各成分的重量百分比為片狀金屬粉末32～65％、成型劑2～10％、燒結助劑0.001～0.01％、余量為分散介質。以燒結式金屬粉末涂料制備金屬陶瓷防腐涂層的方法按照下述步驟進行a、按照重量百分比為片狀金屬粉末32～65％、成型劑2～10％、燒結助劑0.001～0.01％、余量為分散介質的比例配制金屬粉末涂料；b、將分散好的金屬粉末涂料涂敷于工件表面，在溫度為90～95℃的條件下恒溫7～10分鐘；c、然后以8～12℃/分鐘的升溫速率將溫度升至150～210℃，恒溫10～15分鐘成型；d、待工件表面溫度降至常溫后，重復操作b和c步驟，直到涂層厚度達到指定要求后，于300～370℃下活化燒結15～25分鐘，得到致密的金屬陶瓷防腐涂層。普通防腐，最少要二涂二成型一燒，涂層厚度為6～8微米，對于重防腐根據需要而定，一般三涂三成型一燒或四涂四成型一燒是完全足夠的。對于本發(fā)明，可以多次涂敷在工件表面加熱成型，只需經過一次燒結致密化即可；而沒有必要如傳統(tǒng)達克羅方法，每道涂層都必須加熱到300℃、恒溫20分鐘固化，這樣可以大大節(jié)約能耗。當然，本發(fā)明也可以每道涂層都進行燒結致密化，但研究中發(fā)現，一次燒結致密化和多次燒結致密化對涂層的致密度并沒有太大的影響，反而會對涂層中的其它組分如界面劑和鈍化劑有不良影響。如果涂層太厚，就很容易造成涂層外表面已經硬化成型，而底層中水分還沒有充分揮發(fā)殆盡，而且在涂層中會殘留大量的乳化分散劑，這些都會嚴重影響涂層的質量，所以不可以一次直接涂敷太厚的涂層，然后一次加熱成型燒結。在研究中還發(fā)現，其實涂層經過150～210℃成型后，就已經有了一定的防護性，但防護性比較差。我們在進行涂層耐蝕性加速試驗(70℃，20％硝酸銨)時，僅10～15分鐘，沒有經過燒結致密化的涂層就出現大量點蝕和鼓泡，這是由于腐蝕介質滲透過涂層，底材發(fā)生腐蝕，生成氫氣而導致的，這說明片狀金屬結合不緊密，涂層不夠致密，否則應該出現涂層中的鋅粉和鋁粉犧牲陽極腐蝕。因為鐵的電極電位為-0.44伏，而鋅和鋁的電極電位為-0.7628伏和-1.66伏，涂層中的金屬鋅粉和鋁粉與底材形成原電池，它們應該優(yōu)先腐蝕；而不應該出現點蝕和鼓泡。然而，經過300～370℃燒結致密化后，同樣的涂層耐蝕性加速試驗，腐蝕情況就是鋅鋁粉優(yōu)先被腐蝕，這樣大大提高了涂層的防護性。對于本發(fā)明的組合物，我們一般采用雙組份包裝，盡管本發(fā)明也可以通過調節(jié)配方，加入相應的助劑實現單組分包裝(它也有超過6個月的貯存穩(wěn)定性)，但我們并不建議采用。因為除了要加入相應的助劑外，不但要求很好的密封性，而且組合物中的氯離子、鈣離子含量高、或者pH值小于4或者大于9.5時，非常容易造成鋅粉和鋁粉與水反應，生成大量氫氣，甚至會造成成型劑由于水中氫氧根的催化而嚴重縮聚，體系粘度急劇上升而導致組合物變質而無法使用，而雙組分包裝就能夠避免上述情況。我們一般將片狀金屬粉、潤濕劑、燒結助劑、成型劑作為A組分，而其它如鈍化劑、界面劑、無機分散劑等溶解于水中作為B組分。同時我們在研究中還發(fā)現本組合物即使是AB組分混合后，在常溫下密封保存，7天后經過充分攪拌分散，仍然可以正常使用，不會對金屬陶瓷涂層的防護性產生太大影響。對于涂敷了本發(fā)明所述的金屬陶瓷涂層，其表面仍然可以再涂敷其它的各種有機或無機涂層，而且我們還發(fā)現，有機涂層在本涂層上的附著力比其在底材上的附著力要高一些，這是因為本涂層表面與正常處理底材相比，本涂層的粗糙度遠大于一般防腐施工所要求的底材粗糙度為Sa2.5級；而且本涂層一般為鋅粉和鋁粉的混合，它們表面的羥基比一般鋼鐵表面要多得多，這些均十分有利于涂料在本涂層上面的附著。本發(fā)明的金屬涂料不但在涂層比較薄(7～12微米)的前提下耐腐蝕性好，而且具有無析氫(鋼鐵底材不會產生氫脆)、不含毒性比較大的有機溶劑、不含六價鉻或三價鉻化合物、使用比較簡單、成本比較低等特點。本發(fā)明與現在的各種技術相比所具有的優(yōu)點主要如下(1)、耐腐蝕性好同樣厚度下，遠強于目前廣泛使用的鍍鋅方式的防腐，接近鋅鉻涂層(達克羅)；(2)、綠色環(huán)保水分散介質，不含有毒的有機溶劑，不含三價鉻和六價鉻，不會對環(huán)境造成污染；(3)、能耗比較低相對于鋅鉻涂層，大約能夠節(jié)約20％能源；(4)、貯存穩(wěn)定性好雙組分混合后仍然有7天的使用壽命。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式的金屬粉末涂料包括片狀金屬粉末、成型劑、燒結助劑和分散介質四種成分，其中各成分的重量百分比為片狀金屬粉末32～65％、成型劑2～10％、燒結助劑0.001～0.01％、余量為分散介質。所述分散介質為水。所述片狀金屬粉的長度小于80微米，長徑比大于50，其中片狀金屬粉為鋅粉、鋁粉、錫粉、鈦粉及它們的合金金屬粉中一種或幾種。所述成型劑為聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、改性硅溶膠、硅酸乙酯和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或幾種。所述燒結助劑為錫粉、納米鋁粉、納米鈦粉、納米鐵粉和納米鎳粉中的一種或幾種。
具體實施例方式
二本實施方式的金屬粉末涂料由片狀金屬粉末、成型劑、燒結助劑和分散介質四種成分組成，其中各成分的重量百分比為片狀金屬粉末42～48％、成型劑3～5％、燒結助劑0.002～0.005％、余量為分散介質。所述片狀金屬粉長度優(yōu)選為30～45微米，長徑比為60～80，其中片狀金屬粉為鋅粉和鋁粉或者鋅粉和鈦粉的混合物，其中鋅粉和鋁粉或者鋅粉和鈦粉的重量比為(1～8)∶1，優(yōu)選鋅粉和鋁粉的重量比為4∶1；鋅粉和鈦粉的重量比為5∶1。所述成型劑優(yōu)選為聚乙烯醇、改性硅溶膠和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或幾種。所述燒結助劑優(yōu)選為粒徑小于10微米的錫粉、30～50納米的鋁粉和鈦粉中的一種或幾種。
由于涂層的致密度很大程度上決定了該涂層的防護性能，以鋅粉為例子，鋅的熔點為419℃，燒結形成金屬陶瓷至少需要熔點的0.8～0.9倍的溫度，即335.2℃～377.1℃，金屬鋅原子才能擴散形成致密的陶瓷結構，而且溫度越高，結構越致密。隨著納米技術的發(fā)展，我們知道，金屬粒子尺寸越小，熔點越低，具體公式為Tm=T∞[1-2vv1/3λmr(σsvs2/3-σLvL2/3)].]]>對于長度為30微米、長徑比為60的片狀鋅粉，其厚度為0.5微米；對于片狀鋅粉邊緣處，我們可以認為是一個直徑為0.5微米的球體，這樣代入到上述公式中，我們得到，邊緣處的熔點為373.1℃，對應的燒結致密化為298.5℃～339.4℃，所以采用片狀鋅粉可以在比較低的燒結溫度下，能夠形成比較致密的金屬陶瓷。當然，如果完全不加入燒結助劑，適當的提高溫度或者采用粒徑更小的金屬粉，也是完全可以實現燒結致密化。例如采用粒徑為0.5微米的球狀金屬鋅粉在340℃進行燒結，同樣得到致密的金屬陶瓷涂層。但是，粒徑越小，價格越高，不宜采用。
要燒結形成金屬陶瓷涂層，成型劑自然是必不可少的，因為在涂層未燒結前，必須要有一定的成型劑將金屬粉末粘附在底材表面?？梢宰鳛槌尚蛣┑牟牧戏浅６?，我們在實際研究中發(fā)現，熱固性成型劑最好，因為熱固型成型劑不但保證了組合物在常溫下的貯存時間，而且在加熱過程也能將金屬粉末比較牢固的粘合，其中硅烷偶聯(lián)劑是比較好的選擇，因為一方面它能夠水解，是比較好成型劑，另一方面，它也是比較好的界面劑，多功能的助劑能夠減少生產工序；改性硅溶膠也是個很好的選擇，特別是由正硅酸乙酯水解縮聚，同時用環(huán)氧氯丙烷改性所得到的環(huán)氧改性硅溶膠，此種材料目前已經申報專利，目前已經廣泛使用(公開號US1410476)。
如前所述，由于片狀鋅粉邊緣尺寸較小，能夠在比較低的溫度燒結致密化，但單靠鋅粉的邊緣擴散致密化還不夠，需要加入相應的燒結助劑，提高涂層的致密度。在研究中發(fā)現，熔點比較低的金屬是非常有效的燒結助劑，因為在金屬陶瓷的燒結過程中，溫度升高，燒結助劑熔點低，能夠液化，而該液體能夠溶解金屬粉末，這樣大大提高了金屬粉末表面原子的擴散能力，更有利于形成致密的金屬陶瓷。如錫粉(熔點為232℃)或者是它的合金，它們都是比較好的燒結助劑。對于納米金屬粉，我們認為，可能是由于尺寸關系而導致熔點大幅度下降，而具有活化燒結作用；也有可能是納米金屬粉十分容易被氧化而劇烈放熱，導致局部溫度劇烈升高(高于片狀金屬熔點)，片狀金屬粉末熔化，進而得到致密化涂層。如粒徑為30～50納米鈦粉和鋁粉等金屬粉，理論熔點都在300℃左右；而且我們在研究它們的時候，都在300℃觀察到它們的劇烈氧化，所以，它們也都是比較有效的燒結助劑。更有趣的是，少量的納米金屬粉能夠很好的提高涂層的防護性。
具體實施例方式
三本實施方式與具體實施方式
一、二不同的是，它還包括占組合物總重量2～5％的潤濕劑。其他組成和含量與具體實施方式
一、二相同。所述潤濕劑為乙醇和丙酮中的一種或兩種。
在研究中發(fā)現，金屬粉末的分散情況直接關系到涂層燒結的致密度，而且金屬鋅粉和鋁粉的復配性不是太好，所以，合適的乳化分散劑和潤濕劑對于最后金屬陶瓷涂層的性能有較大的影響。考慮到本組合物的環(huán)保特性，對于潤濕劑，我們采用乙醇和丙酮中的一種或兩種，因為它們不僅毒性非常低，不會在人體內產生蓄積，而且表面張力也很低，僅為水的1/3左右，它們可以充分潤濕金屬粉末，還可以通過調節(jié)潤濕劑的用量實現調節(jié)水份的揮發(fā)速率。我們在實驗中就發(fā)現，水份的適度揮發(fā)對下一步的加熱成型有很大影響。
具體實施例方式
四本實施方式與具體實施方式
一、二、三不同的是，它還包括占組合物總重量0.1～5％的乳化分散劑。其他組成和含量與具體實施方式
一、二、三相同。所述乳化分散劑為OP系列(如聚乙二醇、聚丙烯酸、吐溫)、三聚磷酸鈉、聚丙烯酸鈉和六偏磷酸鈉中的一種或幾種。
乳化分散劑主要是為了解決金屬粉末在水中的分散性和鋅粉與鋁粉的復配。OP系列乳化劑比較好，因為它們是非離子型表面活性劑，它們分子結構中所含乙烯醚基能夠吸附在金屬粉末表面，形成穩(wěn)定的空間位阻作用，防止金屬粉末的再次團聚，同時它們還有一定的抗氧化作用；而且它們的鈣離子穩(wěn)定性也非常好，不用擔心組合物中少量的水合鋅離子會對乳化分散效果產生不良影響，但用量千萬不要太多，否則它會殘留在涂層中，嚴重降低涂層的耐蝕性；一般用量為總組合物2～4％。而無機分散劑，如六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、聚丙烯酸鈉等，都具備很強的電荷分散作用，它們能夠吸附在金屬粒子表面形成雙電層，有利于分散，它的用量更需要嚴格控制，一般為總組合物0.15～0.3％；因為它是易溶于水的無機鹽，用量一旦太高，就會降低涂層的耐蝕性，而且不少無機分散劑在水中會發(fā)生的縮聚反應，結果導致組合物的粘度急劇上升，影響施工。
具體實施例方式
五本實施方式的金屬粉末涂料由片狀金屬粉末、成型劑、燒結助劑、分散介質、潤濕劑、乳化分散劑組成，其中各成分的重量百分比為片狀金屬粉末42～48％、成型劑3～5％、燒結助劑0.002～0.005％、潤濕劑3～5％、乳化分散劑0.1～0.5％，余量為分散介質。所述乳化分散劑優(yōu)選為OP系列和六偏磷酸鈉的復配。
具體實施例方式
六本實施方式與具體實施方式
一、二、三、四、五不同的是，它還包括占組合物總重量0.1～1％的界面劑。其他組成和含量與具體實施方式
一、二、三、四、五相同。
涂層的附著力是涂層性能優(yōu)劣的一個硬指標，涂層的耐腐蝕性好，并不意味著它的防護性就好。聚四氟乙烯的耐腐蝕性就非常好，但是由于它對底材的附著力很差，嚴重影響了它對工件的防護性。所以，提高涂層的附著力是十分必要的。隨著科技發(fā)展，越來越多的界面劑被廣泛應用，如對氨基苯磺酸、氨基苯甲酸、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復合偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑等中的一種或幾種。所謂界面劑是指在不同表面，能夠通過化學反應把兩個不同界面的物體連接起來的粘合劑。為了提高金屬陶瓷涂層在工件上的附著力，適當的界面劑是必要的。界面劑根據具體情況可以直接加入到組合物中，也可以配制成水溶液施工于工件表面；后者效果比前者略好一些，但會增加勞動力成本。
具體實施例方式
七本實施方式與具體實施方式
一、二、三、四、五、六不同的是，它還包括占組合物總重量0.1～6％的鈍化劑。其他組成和含量與具體實施方式
一、二、三、四、五、六相同。
鋅和鋁都非常容易鈍化，如果在腐蝕介質中存在少量的鈍化劑，鋅和鋁就能因為被鈍化而大大減緩腐蝕介質對它的腐蝕，從而延長了涂層的使用壽命。鈍化劑一般為能夠與鋅或鋁反應生成不溶于水的沉淀或者是能夠將鋅或鋁表面氧化形成致密氧化膜的有機或無機物質；如硼類化合物、鉬酸鹽、鎢酸鹽和高錳酸鹽等中的一種或幾種。例如硼酸，它能夠和鋅與鋁反應生成硼酸鋅和硼酸鋁，它們均是難溶于水的沉淀，更難得可貴的是它還具有一定的成型劑作用；它的用量為總組合物的1.7～2.6％。同時再復配少量的氧化劑效果更好，如鉬酸銨，它能夠將鋅粉和鋁粉鈍化，它的用量為總組合物的0.1～0.5％；它的用量太高會影響燒結致密化過程，而且鉬酸鹽的價格比較高。
具體實施例方式
八本實施方式由以下成分按照重量百分比的配比混合而成片狀金屬粉末42～48％、成型劑3～5％、燒結助劑0.002～0.005％、潤濕劑3～5％、乳化分散劑0.1～0.5％、界面劑0.2～0.5％、鈍化劑0.5～3％、氧化劑0.1～0.5％、余量為分散介質。所述鈍化劑優(yōu)選為硼酸，鉬酸銨和高錳酸鉀的復配；所述界面劑優(yōu)選為鋁鈦復合偶聯(lián)劑、含氨基的硅烷偶聯(lián)劑，它們可以直接與組合物混合，也可配成1～3％的水解液噴涂或刷涂底材表面。
具體實施例方式
九本實施方式的以燒結式金屬粉末涂料制備金屬陶瓷防腐涂層的方法按照下述步驟進行a、按照重量百分比為片狀金屬粉末32～65％、成型劑2～10％、燒結助劑、余量為分散介質的比例配制金屬粉末涂料；b、將分散好的金屬粉末涂料涂敷于工件表面，在溫度為90～95℃的條件下恒溫7～10分鐘，待水分充分揮發(fā)；c、然后以8～12℃/分鐘的升溫速率將溫度升至150～210℃，恒溫10～15分鐘成型；d、待工件表面溫度降至常溫后，重復操作b和c步驟，直到涂層厚度達到指定要求后，于300～370℃下活化燒結15～25分鐘，最終得到致密的金屬陶瓷防腐涂層。
具體實施例方式
十本實施方式由A和B兩種組分組成，其中A組分為稱量210克片狀鋅粉和48克片狀鋁粉，該鋁粉含約1％的200#溶劑汽油，加入乳化分散劑OP-7和OP-10分別12克和17克，加入納米鈦粉1.0克，再加入無水乙醇90克，攪拌均勻后，再加入硅烷偶聯(lián)劑22克，在高速分散機分散30分鐘，共計400克；B組分為分別將18.3克硼酸、2克鉬酸銨和0.7克六偏磷酸鈉溶解于379克去離子水，共計400克。
a、將AB兩組分按重量比＝1∶1的比例混合，在高速分散機分散2小時(800轉/分)或均質乳化機分散40分鐘(3000轉/分)；b、刷涂在經過120#砂紙打磨過鑄鐵樣片上，于90～95℃的烘箱恒溫8分鐘；c、然后以12℃/分鐘的升溫速率將溫度升至200℃，恒溫15分鐘成型；d、然后待工件表面溫度降至常溫后，再涂敷下一道涂層，再次加熱水分揮發(fā)和加熱成型，第三次加熱成型后，直接以11℃/分鐘的升溫速率，升溫到350℃，15～25分鐘活化燒結，最終得到致密涂層。按下述方法檢測其附著量為317mg/dm2，涂層厚度10.6微米，附著力≥4，耐鹽霧600小時無紅銹。
一、附著量通過重量法進行測定(JDIS K 5311)所謂重量法，就是用氫氧化鈉溶液溶解達克羅涂層，用溶解前后的重量差除以表面積，便可求出單位面積的附著量。其詳細要點如下取試片(50～100克)用精確至1mg的化學天平稱重量W1(mg)，然后放入預先加熱(70～80℃)的20％氫氧化鈉溶液浸10分鐘，讓涂層全部溶解，然后將試片充分水洗并快速干燥，測量出W2(mg)(W1-W2)/S＝附著量(mg/dm2)S—試片的表面積(dm2)備注(1)重量不滿50克的零件，也可以集中起來一起試驗。
備注(2)達克羅涂層浸入氫氧化鈉溶液后，立即開始溶解。當達到規(guī)定的浸漬時間，仍未全部溶解時，則可一直浸到涂層完全溶解為止。
二、附著力試驗(JDIS K 5311)在試片上貼JIS Z 1522規(guī)定的賽璐酚膠帶，用拇指腹部按住膠帶用力滑動，以排除氣泡，然后從膠帶的一端迅速剝離，檢查一下是否在膠帶上附有金屬陶瓷涂層。(剝離時，膠帶的一端與試片的達克羅涂層面之間的角度通常為45°左右)三、鹽霧試驗(ASTM B 117-2)測試時，將樣片放置到恒溫鹽霧箱中，使之暴露于5％(wt)的食鹽水溶液中，維持穩(wěn)定一段時間，然后用水漂洗，用紅銹面積的百分比衡量腐蝕程度。
具體實施例方式
十一本實施方式由A和B兩種組分組成，其中A組分為稱量210克片狀鋅粉和48克片狀鋁粉，該鋁粉含約3％的200#溶劑汽油，加入乳化分散劑OP-7和OP-10分別12克和17克，加入錫粉2克，再加入乙醇90克，在高速分散機分散30分鐘，共計379克；B組分為分別將18.3克硼酸、2克鉬酸銨和0.7克六偏磷酸鈉溶解于304克去離子水充分溶解后，再加入54克環(huán)氧改性硅溶膠，共計379克。
a、將AB兩組分按重量比＝1∶1的比例混合，在高速分散機分散2小時(800轉/分)或均質乳化機分散40分鐘(3000轉/分)；b、刷涂在經過120#砂紙打磨過的鑄鐵樣片上，于80℃～85℃的烘箱恒溫12分鐘；c、然后以12℃/分鐘的升溫速率將溫度升至150℃，恒溫20分鐘成型；d、然后待工件表面溫度降至常溫后，再涂敷下一道涂層，再次加熱水分揮發(fā)和加熱成型，直接以11℃份鐘的升溫速率，升溫到310℃，15～25分鐘活化燒結，最終得到致密涂層。按上述方法檢測其附著量為228mg/dm2，涂層厚度7.3微米，附著力≥4，耐鹽霧400小時無紅銹。
具體實施例方式
十二本實施方式由A和B兩種組分組成，其中A組分為稱量210克片狀鋅粉和48克片狀鋁粉，該鋁粉含約1％的200#溶劑汽油，加入乳化分散劑OP-7和OP-10分別10克和15克，加入錫粉2.0克，再加入乙醇90克，攪拌均勻后，再加入硅烷偶聯(lián)劑(kh-550)25克，在高速分散機分散30分鐘，共計400克；B組分為分別將18.3克硼酸、2克鉬酸銨、0.7克六偏磷酸鈉和1.5克烏洛托品溶解于377.5克去離子水，共計400克。
a、將AB兩組分按重量比＝1∶1的比例混合，在高速分散機分散2小時(800轉/分)或均質乳化機分散40分鐘(3000轉/分)，密封保存于玻璃容器中，7天后再開封，再次經過刷涂高速分散機分散或均質乳化機分散；b、同樣刷涂于在經過120#砂紙打磨過的鑄鐵樣片上，于90℃～95℃的烘箱恒溫8分鐘；c、然后以12℃/分鐘的升溫速率將溫度升至200℃，恒溫15分鐘成型；d、然后待工件表面溫度降至常溫后，再涂敷下一道涂層，再次加熱水分揮發(fā)和加熱成型，然后直接以11℃/分鐘的升溫速率，升溫到350℃，15～25分鐘活化燒結，最終得到致密涂層。按上述方法檢測其附著量為297mg/dm2，涂層厚度10.3微米，附著力≥4，耐鹽霧600小時無紅銹。
權利要求
1.燒結式金屬粉末涂料，其特征在于它包括片狀金屬粉末、成型劑、燒結助劑和分散介質四種成分，其中各成分的重量百分比為片狀金屬粉末32～65％、成型劑2～10％、燒結助劑0.001～0.01％、余量為分散介質。
2.根據權利要求1所述的燒結式金屬粉末涂料，其特征在于所述分散介質為水。
3.根據權利要求1所述的燒結式金屬粉末涂料，其特征在于所述片狀金屬粉為鋅粉、鋁粉、錫粉、鈦粉及它們的合金金屬粉中一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的燒結式金屬粉末涂料，其特征在于所述成型劑為聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、改型硅溶膠、硅酸乙酯和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的燒結式金屬粉末涂料，其特征在于所述燒結助劑為錫粉、納米鋁粉、納米鈦粉、納米鐵粉和納米鎳粉中的一種或幾種。
6.根據權利要求1所述的燒結式金屬粉末涂料，其特征在于它還包括占組合物總重量2～5％的潤濕劑，所述潤濕劑為乙醇和丙酮中的一種或兩種。
7.根據權利要求1或6所述的燒結式金屬粉末涂料，其特征在于它還包括占組合物總重量0.1～0.5％的乳化分散劑，所述乳化分散劑為聚乙二醇、聚丙烯酸、吐溫、三聚磷酸鈉、聚丙烯酸鈉和六偏磷酸鈉中的一種或幾種。
8.根據權利要求7所述的燒結式金屬粉末涂料，其特征在于它還包括占組合物總重量0.1～1％的界面劑，所述界面劑為對氨基苯磺酸、氨基苯甲酸、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復合偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
9.根據權利要求1、6或8所述的燒結式金屬粉末涂料，其特征在于它還包括占組合物總重量0.1～6％的鈍化劑，所述鈍化劑為硼類化合物、鉬酸鹽、鎢酸鹽和高錳酸鹽中的一種或幾種。
10.以燒結式金屬粉末涂料制備金屬陶瓷防腐涂層的方法，其特征在于它按照下述步驟進行a、按照重量百分比為片狀金屬粉末32～65％、成型劑2～10％、燒結助劑、余量為分散介質的比例配制金屬粉末涂料；b、將分散好的金屬粉末涂料涂敷于工件表面，在溫度為90～95℃的條件下恒溫7～10分鐘；c、然后以8～12℃/分鐘的升溫速率將溫度升至150～210℃，恒溫10～15分鐘成型；d、待工件表面溫度降至常溫后，重復操作b和c步驟，直到涂層厚度達到指定要求后，于300～370℃下活化燒結15～25分鐘，得到致密的金屬陶瓷防腐涂層。
全文摘要
燒結式金屬粉末涂料及以其制備金屬陶瓷防腐涂層的方法，它涉及一種環(huán)保型燒結式金屬粉末涂料和以該金屬粉末涂料制備金屬陶瓷防腐涂層的工藝。本發(fā)明的涂料包括片狀金屬粉末、成型劑、燒結助劑和分散介質四種成分，其中各成分的重量百分比為片狀金屬粉末32～65％、成型劑2～10％、燒結助劑0.001～0.01％、余量為分散介質，其涂層的制備方法為a.配制金屬粉末涂料；b.將分散好的金屬粉末涂料涂敷于工件表面，恒溫；c.然后升溫、成型；d.降至常溫后重復操作b和c步驟，活化燒結得到防腐涂層，該方法可以多次涂敷在工件表面加熱成型，只需經過一次燒結致密化即可。本發(fā)明具有耐腐蝕性好、綠色環(huán)保、能耗比較低、貯存穩(wěn)定性好的優(yōu)點。
文檔編號C04B35/628GK1597617SQ200410043910
公開日2005年3月23日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權日2004年9月29日
發(fā)明者李寧, 胡會利, 黎德育 申請人:哈爾濱工業(yè)大學