[發明專利]一種金屬鋅-有機環氧粉末耐蝕耐磨復合鍍層及其制備方法

在審

• 申請號: 202011104621.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN114369857A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 高志明;楊賢;夏大海;吳忠;修妍;胡文彬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D3/22
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開一種金屬鋅?有機環氧粉末耐蝕耐磨復合鍍層及其制備方法，將環氧粉末和表面活性劑加入堿性鋅酸鹽鍍液中，得到鋅?環氧粉末復合鍍液；以鋅板為陽極，預處理后的基材為陰極，置于鋅?環氧粉末符合鍍液中，進行直流恒流電鍍，得到鋅?環氧粉末復合鍍層。本發明利用將環氧粉末分散在鋅酸鹽電鍍液中，制備出鋅?環氧粉末復合鍍層。環氧粉末作為鍍層中的增強體，一方面可以填充鍍層的孔隙，增大鍍層的致密性，并減小鍍層表面的粗糙度，另一方面，環氧粉末作為惰性顆粒，可以保護鍍層中的鋅不受腐蝕。同時，環氧粉末本身還具有較好的耐磨性能，提高鍍層的耐磨性能。

技術領域

本發明涉及復合電沉積領域，更加具體地說，涉及一種鋅-環氧粉末耐蝕耐磨復合鍍層及其制備方法。

背景技術

鋅鍍層在鋼鐵防腐蝕中具有廣泛的應用，在一些特殊情況下，要求鍍鋅層同時具有較好的耐蝕性和耐磨性能，以增加鍍鋅層的使用壽命，減少成本，增大經濟效益。復合電鍍常用于提升耐蝕性和耐磨性，但復合電沉積鋅相關的研究基本集中于酸性體系，鮮有關于鋅酸鹽電沉積制備鋅基復合鍍層的研究。然而，酸性體系鍍鋅具有腐蝕性和高毒性，鋅酸鹽電沉積的鍍液廢水處理簡單，鋅層覆蓋能力好，且相比酸性電沉積，鋅酸鹽電沉積不易析氫。

環氧粉末涂料是一種具有優異的機械性能和耐磨性能的絕緣有機涂料，其成本較低，并且具有使用便捷的優勢，是一種廣泛應用于保護鋼材的良好材料。環氧粉末往往包含多種成分，其中不同的成分可以提升不同的性能。由于環氧粉末的絕緣性，且具有黏附性能，其可以作為抗腐蝕離子屏障，使離子傳導過程更加困難，增強耐蝕性。同時環氧粉末是惰性顆粒，不會腐蝕。在摩擦過程中，由于環氧粉末熔點低，達到一定溫度形成液體可以進一步填充鍍層，形成潤滑液，增強鍍層的耐磨性。當溫度進一步升高，環氧粉末分解，高溫下變成自潤滑性能優異的碳，這有助于鍍層耐磨性的提升。而溫度降低時環氧粉末凝固，由于環氧粉末具有優異的黏附性能，其填充在復合鍍層中，增大了鍍層本身和鍍層與基體之間的黏附性能。因此將環氧粉末作為增強相引入鋅鍍層，在高溫環境中能夠有效增大鍍鋅層的耐磨性能并且減少鍍層的損失。當環境溫度恢復正常時，環氧粉末的重新凝固還會增大鍍層的結合力，環氧粉末的凝固也是復合鍍層自修復的過程。將環氧粉末和鋅一起沉積在鋼表面有望同時提升鍍鋅層的耐蝕性和耐磨性，既適用于常溫大氣環境，在高溫環境和冷熱交替的復雜環境中也能夠有很好的應用前景，還沒有見到相關的專利和論文報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種金屬鋅—有機環氧粉末耐蝕耐磨復合鍍層及其制備方法，在堿性鋅酸鹽體系中制備一種同時具有較好的耐蝕性和耐磨性能的鋅—環氧粉末復合鍍層，減少在一些特殊應用下鍍鋅層的損耗，并增強對鋼材的防護性能。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現。

一種金屬鋅-有機環氧粉末耐蝕耐磨復合鍍層及其制備方法，按照下述步驟進行：以鋅板為陽極，待處理的基材為陰極，置于鋅—環氧粉末復合鍍液中進行直流恒流電鍍，電鍍時進行攪拌，其中水浴溫度為20—30℃，電流為2—4A/dm²，電鍍時間為20—40min，攪拌速度為100—200rpm；在鋅—環氧粉末復合鍍液中，以水為溶劑，由環氧粉末6-15g/l、表面活性劑十二烷基硫酸鈉0.05-0.15g/l、氫氧化鈉10-15g/l、氯化鋅10-15g/l、光亮劑DE1-6ml/l和1-6ml/l光亮劑W906組成。

在進行直流恒流電鍍時，水浴溫度為20—25℃，電流為2—3A/dm²，電鍍時間為20—30min，攪拌速度為100—150rpm。

在鋅—環氧粉末復合鍍液中，由環氧粉末6-12g/l、表面活性劑十二烷基硫酸鈉0.05-0.1g/l、氫氧化鈉10-14g/l、氯化鋅10-14g/l、光亮劑DE2-6 ml/l和2-6ml/l光亮劑W906組成。