本發(fā)明涉及涂層防腐
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種超薄納米型防腐涂料及其自流平浸涂工藝。
背景技術(shù)：
：電鍍是材料表面處理的重要基礎(chǔ)，廣泛應用在國民生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，其中，鍍鋅是對鋼材和鋼鐵制品進行表面保護的主要手段，傳統(tǒng)的鍍鋅工藝為熱浸鍍鋅和電鍍鋅，然而，在工藝過程中以及鍍前和鍍后的處理都會不同程度地對環(huán)境造成污染，電鍍和熱鍍行業(yè)成了除造紙、印染之外的一大污染源，其中電鍍鋅產(chǎn)生的廢水是電鍍廢水中的主要成分，例如日本某城10個電鍍廠，每天排廢水量為1000噸，上海某廠每天廢水排放量為320噸；而熱浸鍍鋅則采用烘干溶劑法工藝，整個熱浸鍍鋅過程是在高溫下進行，從而產(chǎn)生大量的氯化氫氣體析出，鋅池長時間處于高溫下，產(chǎn)生大量氧化鋅、氯化銨等，部分的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)采用燒煤的放射式加熱爐，向大氣中排放大量的含二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳和粉塵的煙霧對環(huán)境引起了嚴重的危害引起了工業(yè)界的重視。中國發(fā)明專利cn1936075a公開了一種替代電鍍的噴鍍涂料和工藝，該發(fā)明采用高性能的涂料和特殊工藝噴鍍，形成高亮度且附著力強的噴鍍材料，整個噴鍍鍍層由一道底涂層、一道金屬噴鍍層、一道面涂層三部分組成，取代了傳統(tǒng)的電鍍工藝，解決污染問題，然而這種噴鍍涂料和工藝存在噴鍍工藝繁瑣、需進行三次噴涂、固化時間慢、涂層厚、生產(chǎn)效率低且生產(chǎn)成本高等缺陷。中國發(fā)明專利cn105505110公開了一種石墨烯涂鍍鋅防腐涂料及制備方法，該發(fā)明技術(shù)方案主要采用石墨烯具有較佳的抗氧化性能，具有極佳的防腐性能，能夠提高鋼制材質(zhì)的設備和建筑的使用壽命，同時還具有較好的附著力、耐老化性、防水性的優(yōu)點。然而這種方法存在只能噴涂而無法浸涂施工，工業(yè)化生產(chǎn)效率低、涂層厚且耐刮擦效果不佳等缺陷。美國專利us20150218389a1公開了一種具有防腐蝕性能的涂料組合物，所公開的防腐涂料組合物包含分散在其中的結(jié)合聚合物和磷酸鋁腐蝕抑制顏料，這種防腐涂料組合物可以用作底漆涂層，中涂層和/或頂涂層涂層，可以施加到金屬基材上并使其干燥以形成完全固化的膜；這種防腐涂料組合物其主要是通過磷酸鋁顆粒來抑制/控制基底的腐蝕，磷酸鋁是通過鋁鹽與磷酸和基材組合的溶膠凝膠法制成的，磷酸鋁膠體顆粒是納米級的。然而這種涂料組合物對磷酸鋁顆粒的要求是苛刻的，其生產(chǎn)工藝復雜，生產(chǎn)效率低，涂料施工方法也無法實現(xiàn)浸涂，涂膜厚度較厚。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服上述現(xiàn)有問題，本發(fā)明提供了一種超薄納米型防腐涂料，該納米型防腐涂料是不含重金屬的抗刮耐磨防腐液，可替代傳統(tǒng)電鍍工藝和熱鍍工藝，浸涂后自流平并熱固化在金屬基材上，給被涂基材提供優(yōu)異的防腐性能。一種超薄納米型防腐涂料，按重量百分比計，包含下列組分：改性樹脂：10-40%固化劑：2-5%固化促進劑：0.1-0.5%防腐抑制劑：2-8%耐磨納米級蠟粉：1-2%石墨烯粉末：0.01-0.05%金屬組合物：5-15%溶劑：30-70%各組分之和為100%。優(yōu)選的，上述的超薄納米型防腐涂料，所述的改性樹脂為環(huán)氧當量420-605，粘度5000-15000cps的改性樹脂，所述改性樹脂為有機硅改性環(huán)氧樹脂或有機氟改性環(huán)氧樹脂或脂肪族改性環(huán)氧樹脂或酚醛改性環(huán)氧樹脂其中之一或任意組合。優(yōu)選的，上述的超薄納米型防腐涂料，所述防腐抑制劑通過下述方法制得：稱取下述重量份的組分：有機溶劑36-44份、聚乙二醇1-2份、鋁酸酯偶聯(lián)劑2-3份，溶劑型納米二氧化硅分散液25-30份、三聚硅酸鋁13-18份、磷酸鋅10-14份，加入反應釜，常溫下高速攪拌均勻，再升溫至80℃，滴加2.5-3.5份六亞甲基四胺和1份環(huán)己胺的混合溶液，滴加完畢，在80℃保溫4h得到防腐抑制劑。優(yōu)選的，上述的超薄納米型防腐涂料，所述耐磨納米級蠟粉的平均粒度為6至7.5nm，最大粒徑不超過22nm；所述的耐磨納米級蠟粉為ptfe蠟、聚乙烯蠟、氟化氯乙烯蠟中的其中一種。優(yōu)選的，上述的超薄納米型防腐涂料，所述石墨烯為氧化石墨烯、氫化石墨烯或者氟化石墨烯中的一種或多種。優(yōu)選的，上述的超薄納米型防腐涂料，所述金屬組合物為金、銀、銅、鋅、鋁或合金中中至少兩種物質(zhì)的任意組合。優(yōu)選的，上述的超薄納米型防腐涂料，所述金屬組合物為鋅粉和漂浮型鋁銀漿。優(yōu)選的，上述的超薄納米型防腐涂料，所述固化劑潛伏型雙氰胺固化劑、有機酸酐類組合物、改性脂肪族胺類化合物中其中之一，所述的固化促進劑為改性咪唑類環(huán)氧固化促進劑。優(yōu)選的，上述的超薄納米型防腐涂料，所述的有機溶劑由體積比5-7：5-3的非極性溶劑和極性溶劑組成。本發(fā)明提供的后一個技術(shù)方案是上述的超薄納米型防腐涂料的使用方法：一種自流平浸涂工藝，包括如下步驟：將被涂工件除油除銹保持表面干凈無油垢，再將被涂工件浸泡在權(quán)利要求1所述的納米型防腐涂料中，浸泡5-30秒，懸空晾干3-30分鐘，自動流平后采用150℃-200℃烘烤爐烘烤固化后常溫冷卻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明提供的納米型防腐涂料通過添加金屬組合物及石墨烯，為整個涂料體系帶來了更好的防腐性能及耐磨抗刮性能。石墨烯可以填充到涂料涂層的孔洞和缺陷中，增強涂料涂層的物理隔絕作用和防腐性能，而且石墨烯與水的接觸角很大，對水的浸潤性很差，水分子很難被石墨烯吸收；石墨烯具有快速的導電性，使陽極反應失去的電子通過石墨烯傳到涂層表面，抑制陽極反應的進行，對金屬表面進行保護，從而實現(xiàn)涂層在很薄的情況下，可耐5%氯化鈉中性鹽霧可達1000h以上，耐腐蝕性極強，且涂膜厚度超薄僅有5-8um，完全滿足市場低成本高性能的要求，而實踐證明了采用鋅粉、鋁漿、石墨烯做成防腐涂料是最有效最經(jīng)濟的方法，施工簡便，適應性廣，對金屬基材無苛刻要求，無廢渣廢液排放，環(huán)?？煽啃愿摺?、本發(fā)明的納米型防腐涂料通過在體系內(nèi)添加防腐抑制劑以及石墨烯，使得涂層采用薄涂時仍可保持很好的防腐性能，相比傳統(tǒng)的至少30-100微米的涂層，大大降低了涂料的使用成本。3、本發(fā)明的納米型防腐涂料通過采用非極性溶劑和極性溶劑組合作為溶劑，能和漂浮型鋁漿結(jié)合，能有效控制涂料的粘度，使得漂浮型鋁銀漿能自行排列，形成自流平光滑的涂層，解決了傳統(tǒng)采用非漂浮型鋁漿、采用自流平浸涂工藝出現(xiàn)的漆膜不均勻問題。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明的權(quán)利要求做進一步的詳細說明。實施例1本發(fā)明提供的一種超薄納米型防腐涂料，按重量百分比計，包含下列組分：有機硅改性環(huán)氧樹脂：40%四氫鄰苯二甲酸酐：2%1一氰乙基一2一苯基咪唑：0.5%防腐抑制劑：2%ptfe蠟：2%氧化石墨烯：0.01%金粉10%銅粉5%溶劑：38.49%；所述的改性樹脂為端羥基聚二甲基硅氧烷改性環(huán)氧樹脂，其環(huán)氧當量430，粘度12000cps；所述的溶劑由環(huán)己烷和乙醇按體積比7：5混合而成的。所述防腐抑制劑通過下述方法制得：稱取下述重量份的組分：乙醇40份、磷酸0.5份，聚乙二醇1份、鋁酸酯偶聯(lián)劑2份，溶劑型納米二氧化硅分散液25份、三聚硅酸鋁15份、磷酸鋅12份，加入反應釜，常溫下高速攪拌均勻，再升溫至80℃，滴加3份六亞甲基四胺和1份環(huán)己胺的混合溶液，滴加完畢，在80℃保溫4h得到防腐抑制劑。實施例2本發(fā)明提供的一種超薄納米型防腐涂料，按重量百分比計，包含下列組分：脂肪族環(huán)氧樹脂：10%酮亞胺：5%水楊酸改性咪唑環(huán)氧樹脂固化促進劑0.1%防腐抑制劑：8%聚乙烯蠟：1%氫化石墨烯：0.05%銀粉3%銅粉3%鋅粉4%溶劑：65.85%；所述的脂肪族環(huán)氧樹脂為脂肪族縮水甘油醚環(huán)氧樹脂，其環(huán)氧當量450，粘度10000cps；所述防腐抑制劑通過下述方法制得：稱取下述重量份的組分：乙醇36份、聚乙二醇2份、鋁酸酯偶聯(lián)劑2份，溶劑型納米二氧化硅分散液30份、三聚硅酸鋁13份、磷酸鋅14份，加入反應釜，常溫下高速攪拌均勻，再升溫至80℃，滴加2.5份六亞甲基四胺和1份環(huán)己胺的混合溶液，滴加完畢，在80℃保溫4h得到防腐抑制劑。所述的溶劑由石油醚和乙醚按體積比7：3混合而成的。實施例3本發(fā)明提供的一種超薄納米型防腐涂料，按重量百分比計，包含下列組分：酚醛改性環(huán)氧樹脂：17.28%潛伏型雙氰胺固化劑：3%2-甲基咪唑環(huán)氧樹脂固化促進劑：0.2%防腐抑制劑：3%氟化氯乙烯蠟：1.5%氟化石墨烯：0.02%漂浮型鋁漿：3%鋅粉2%溶劑：70%；所述的酚醛改性環(huán)氧樹脂環(huán)氧當量440，粘度7000cps；所述防腐抑制劑通過下述方法制得：稱取下述重量份的組分：乙醇44份、聚乙二醇份、鋁酸酯偶聯(lián)劑3份，溶劑型納米二氧化硅分散液25份、三聚硅酸鋁18份、磷酸鋅10份，加入反應釜，常溫下高速攪拌均勻，再升溫至80℃，滴加3.5份六亞甲基四胺和1份環(huán)己胺的混合溶液，滴加完畢，在80℃保溫4h得到防腐抑制劑。所述的溶劑由己烷和甲苯按體積比5：5混合而成的。實施例4本發(fā)明提供的一種超薄納米型防腐涂料，按重量百分比計，包含下列組分：酚醛改性環(huán)氧樹脂：25.2%潛伏型雙氰胺固化劑：3%1一氰乙基一2一苯基咪唑：0.25%防腐抑制劑：4%聚乙烯蠟：2.5%氧化石墨烯：0.03%氟化石墨烯中：0.02%漂浮型鋁漿：10%鋅粉：5%溶劑：50%；所述的溶劑由正戊烷和丙酮按體積比5：5混合而成的。所述的酚醛改性環(huán)氧樹脂環(huán)氧當量480，粘度8000cps；所述防腐抑制劑通過下述方法制得：稱取下述重量份的組分：乙醇38份、聚乙二醇2份、鋁酸酯偶聯(lián)劑2.5份，溶劑型納米二氧化硅分散液28份、三聚硅酸鋁15份、磷酸鋅12份，加入反應釜，常溫下高速攪拌均勻，再升溫至80℃，滴加3份六亞甲基四胺和1份環(huán)己胺的混合溶液，滴加完畢，在80℃保溫4h得到防腐抑制劑。實施例1至4中的一種超薄納米型防腐涂料的制備方法為，將改性環(huán)氧樹脂與防腐抑制劑采用分散機1500轉(zhuǎn)分散10至20分鐘，刮細度（10um以下合格），再將石墨烯粉料采用預活化的方式加入到體系中采用分散機1500轉(zhuǎn)10至20分鐘，刮細度（10um以下合格），再依次將耐磨納米級蠟粉、固化劑、固化促進劑加入到體系中10至20分鐘，金屬組合物則分別采用有機溶劑浸泡8h后加入到體系，分散機轉(zhuǎn)速不大于或等于300轉(zhuǎn)分散20-30分鐘，期間將鋅粉加入，最后加入剩余的有機溶劑，所制的組合物采用200目濾布過濾，獲得納米型防腐液(涂料)。自流平浸涂工藝：將被涂工件采用320目砂紙打磨干凈并用非極性溶劑清洗，將處理后的被涂工件均勻浸泡在所制的防腐液中，浸泡時間10-20秒，再懸空晾干3-15分鐘，自動流平晾干后采用180℃-200℃烘烤爐烘烤固化30分鐘，常溫冷卻，實施例1中提供的涂料涂層厚度測得為6um；實施例2中提供的涂料涂涂層厚度測得為5um；實施例3中提供的涂料涂涂層厚度測得為8um；實施例3涂層厚度測得為8um。對比例1一種防腐涂料，其各個組分及其含量以及制備方法與實施例1中的組分和含量相同，其不同之處在于不含有防腐抑制劑。自流平浸涂工藝：將被涂工件采用320目砂紙打磨干凈并用非極性溶劑清洗，將所制的被涂工件浸泡在防腐液中，浸泡時間10-20秒，再懸空晾干3-15分鐘，晾干后采用180℃-200℃烘烤爐烘烤固化30分鐘，常溫冷卻，涂層厚度測得為7um。對比例2一種防腐涂料，其各個組分及其含量以及制備方法與實施例3中的組分和含量相同，其不同之處在于不含有鋅粉。對比例3一種防腐涂料，其各個組分及其含量以及制備方法與實施例4中的組分和含量相同，其不同之處在于不含有氧化石墨烯。為了更準確的評價漆膜的強度，將分別由實施例1-4和對比例1-3所制得的涂料浸涂成的工件進行測試，采用日本三菱鉛筆，根據(jù)gb/t6739-1996標準進行測試；中性鹽霧根據(jù)gb6458-86標準；rca紙帶耐磨試驗采用175g砝碼測試，設定摩擦次數(shù)為150-350次，摩擦結(jié)束取下樣板，用10倍放大鏡觀察樣板涂層狀況；測試結(jié)果對比如下表1：實施例1實施例2實施例3實施例4對比例1對比例2對比例3鉛筆硬度4h4h>5h4h4h3h3h耐腐蝕測試（5%中性鹽霧）720h780h1020h750h370h560h640hrca紙帶耐磨儀250次，不露底250次，不露底350次，不露底250次，不露底250次不露底250次不露底，300次露底250次不露底由表1測試結(jié)果可看出：實施例1和實施例2以及對比例1之間進行對比，增加防腐抑制劑明顯有助于提高涂膜的耐腐蝕性；由實施例3和對比例2可看出，鋅粉與涂料體系的其他組分協(xié)同作用，能明顯提高涂料整體性能。由實施例4和對比例3可看出，氧化石墨烯在涂層超薄的情況下，對耐腐蝕起到關(guān)鍵性影響。根據(jù)上述實驗結(jié)論，使用實施例3與傳統(tǒng)電鍍、熱鍍工藝工件對比耐腐蝕性能，觀察腐蝕情況，測試結(jié)果如下表2：結(jié)論：從上表中數(shù)據(jù)得出，本文所發(fā)明超薄納米防腐涂層耐蝕效果優(yōu)于傳統(tǒng)的電鍍工藝工件、熱鍍工藝工件且不存在“三廢”問題。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應包含在本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。當前第1頁12