[發明專利]稀土溶膠改性復合鋅鋁低溫燒結涂層漿料

有效

• 申請號: 201010223117.8
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN101880485A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 趙航;李朝麗
• 申請（專利權）人: 重慶航利實業有限責任公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/12;B05D3/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明涉及一種無鉻達克羅漿料，尤其涉及一種稀土溶膠改性無機-有機復合材料體系為粘接材料的鋅鋁低溫燒結涂層漿料及其制備方法。

背景技術

鋅及其合金涂覆層作為鋼鐵材料結構件的表面陰極保護層技術，是機器制造業最為重要的表面工程技術之一。為了環境保護，避免老的鍍鋅工藝技術帶來的廢酸(水)與廢氣污染，上個世紀的1972年一種低溫燒結型鋅及其合金涂覆層技術的所謂DACRO技術在美國問世；該技術采用了過渡族元素鉻的無機鹽溶液加入片狀鋅粉制備成涂料，將其涂到工件表面，經過低溫燒結成為光亮的鋅-鉻鹽復合保護層。在隨后的工業應用過程中，該技術不斷得到改進。首先，從單一的鋅粉改進成了“鋅-鋁”混合體系和“鋅合金”體系；為了避免殘留可溶性高價態鉻離子的污染，鉻鹽也被其他的粘接材料體系取代。例如，人們正在嘗試用水溶性高分子材料作為粘接材料；水溶性有機高分子樹脂與無機高分子材料都列入了其中。

然而，上述高分子粘接材料應用的缺點除了有VOC污染外，最大的問題在于涂層陰極保護傳導電流的減弱，從而影響了涂層的電化學保護效果。

發明內容

本發明解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述不足，提供一種用稀土溶膠改性氧化鋅-氧化鋁溶膠與硅丙樹脂溶液形成無機-有機復合粘接材料體系。該復合粘接材料體系對片狀鋅、鋁粉的粘結強度不低于原鉻鹽體系；同時，增強了涂層的傳導電流，從而提高了涂層的電化學保護效果。

本發明還提供一種制備上述用稀土溶膠改性氧化鋅-氧化鋁溶膠與硅丙樹脂溶液形成無機-有機復合粘接材料體系之涂層漿料的方法；進一步，還提供上述涂層漿料的使用方法。

本發明采用的技術方案是：一種稀土溶膠改性復合鋅鋁低溫燒結涂層漿料，其特征在于，用稀土溶膠改性氧化鋅-氧化鋁溶膠，并與硅丙樹脂溶液混合形成無機-有機復合稀土-氧化鋅-氧化鋁三元溶膠粘接材料體系；

所述稀土溶膠中的稀土元素為鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)中的任意一種。

具體而言，所述的稀土溶膠改性復合鋅鋁低溫燒結涂層漿料，采用包括重量百分含量如下的原料制得：納米稀土鈰溶膠4～9％，氧化鋅溶膠25～35％，氧化鋁溶膠6～10％，硅丙樹脂溶液8～13％，分散劑0.05～0.1％，流變劑0.3～0.5％，抗氧化劑0.3～0.8％，片狀Zn-Sc合金粉體25～30％，片狀鋁粉5～8％，消泡劑0.2～0.3％，余量為去離子水。

作為優選方案，所述涂層漿料各組分的重量百分含量為：納米稀土鈰溶膠6％，氧化鋅溶膠30％，氧化鋁溶膠7％，硅丙樹脂溶液9％，分散劑0.08％，流變劑0.4％，抗氧化劑0.5％，片狀Zn-Sc合金粉體28％，片狀鋁粉7％，消泡劑0.25％，余量為去離子水。

其中，所述硅丙樹脂溶液為水溶性硅丙樹脂或硅丙樹脂乳液，還可以采用氟丙乳液取代硅丙樹脂溶液。

上述的技術方案中，所述分散劑為全氟基羧酸與聚丙烯酸酯按1∶1復配而成；抗氧化劑為鎢酸銨或偏鎢酸；流變劑為聚醚改性聚硅氧烷。

本發明制備上述稀土溶膠改性復合鋅鋁低溫燒結涂層漿料的方法，包括如下步驟：

(1)首先，先用水解法制取納米稀土鈰溶膠、氧化鋅溶膠和氧化鋁溶膠，繼之按所述比例混合分散制得納米稀土鈰-氧化鋅-氧化鋁三元溶膠漿料；

(2)然后，按比例加入硅丙樹脂溶液繼續分散攪拌混合，隨后依次加入所述比例的分散劑、片狀Zn-Sc合金粉體、片狀鋁粉、0.2～0.3％的F-111消泡劑、流變劑和抗氧化劑，再加入到去離子水中混合，在300～500轉/分的轉速下分散20～40分鐘。

一種稀土溶膠改性復合鋅鋁低溫燒結涂層漿料的使用方法，將制備得到的稀土溶膠改性復合鋅鋁低溫燒結涂層漿料噴涂或浸涂在經過表面拋丸清潔處理的工件上，于150～250℃的溫度條件下烘干即可。其中，烘干的溫度優選為250℃。

相比現有技術，本發明具有如下有益效果：

1、本發明完全實現了無鉻達克羅目標，稀土鈰-氧化鋅-氧化鋁三元溶膠體系取代了舊的鉻鹽體系。

2、本發明涂層漿料為水性涂層漿料，且固化燒結溫度低(最高為250℃)；整體工藝更低碳、更環保、更節能。

3、本發明涂層漿料整體性能優異：固化后的涂覆層金屬色澤光亮持久；綜合力學性能好。