[發(fā)明專利]一種自潤滑水性環(huán)保涂料及其制備方法和應用

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• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112375495A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 高延敏;楊紅洲;陳佳銘;朱裕祥;易文麗;姜宛彤;翟宇強
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C09D193/04
• 分類號: C09D193/04;C09D5/10;C09D5/08;C09D7/63
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

本發(fā)明公開了一種自潤滑水性環(huán)保涂料。該水性環(huán)保涂料按質(zhì)量百分比由20％～40％的A、15％～25％的B、10％～20％的Al粉及Zn粉、1％～3％的有機硅消泡劑、2％～8％的緩蝕劑、1％～5％的助溶劑、10％～20％的潤滑劑和10％～15％的水組成；其中A是松香和硅烷偶聯(lián)劑的反應產(chǎn)物；B是ZrCl₄、季銨鹽和三聚磷酸酯在三乙醇胺中的反應產(chǎn)物。制備方法是：稱取A和B，攪拌均勻；向其中加入Al粉和Zn粉、有機硅消泡劑、緩蝕劑、助溶劑、潤滑劑和水充分攪拌，混合均勻，得到所述涂料。該涂料具有優(yōu)異的耐腐蝕性、自潤滑性、成膜性、鈍化性、緩釋性等。

技術領域

本發(fā)明屬于涂料領域，具體涉及一種自潤滑水性環(huán)保涂料及其制備方法和應用。

背景技術

緊固件是工業(yè)中一種重要的部件，在各行各業(yè)獲得廣泛應用。從一般的基礎設施，例如電塔，信號塔等，到尖端工業(yè)都是必不可少的部件，例如，航天、航空。它是工程中大量使用的金屬材料，而金屬材料在使用中，就要特別注意其腐蝕問題，如果不加以保護就會遭受腐蝕的破壞，輕則造成經(jīng)濟損失，重則產(chǎn)生安全事故。以往對緊固件的防腐常采用含鉻材料涂層、鍍鋅、磷化，使其具有耐腐蝕性，長效性，對緊固件起到關鍵的保護作用。在含鉻的涂層中，鉻為成膜鈍化材料，使金屬免遭腐蝕破壞。但是目前的研究結果表明：六價鉻離子為重金屬離子，對環(huán)境和人體造成了巨大的危害，引起了世界各國的關注，歐盟已經(jīng)禁止使用含六價鉻的涂層，中國也開始管控對六價鉻的使用。而鍍鋅和磷化不僅工藝復雜，而且易造成環(huán)境污染。所以亟需發(fā)明一種能夠?qū)o固件起到防腐作用并且環(huán)保的材料。另外在對緊固件防腐的同時，為防止緊固件出現(xiàn)卡咬、抱死的現(xiàn)象，需要緊固件具有自潤滑能力，但是不管是含鉻涂層，還是鍍鋅，磷化，都不能使緊固件具有自潤滑功能，所以亟需發(fā)明一種能夠?qū)o固件起到防腐作用以及使緊固件具有自潤滑功能的同時還要滿足環(huán)保要求的材料。

總之，目前的緊固件用防腐材料的耐腐蝕性不夠好，鍍鉻重污染，鍍鋅和磷化不僅工藝復雜，而且也易造成環(huán)境污染。此外，目前的緊固件缺乏自潤滑功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種自潤滑水性環(huán)保涂料。具體的技術方案如下：

一種自潤滑水性環(huán)保涂料，所述水性環(huán)保涂料按質(zhì)量百分比由20％～40％的A、15％～25％的B、10％～20％的Al粉及Zn粉、1％～3％的有機硅消泡劑、2％～8％的緩蝕劑、1％～5％的助溶劑、10％～20％的潤滑劑和10％～15％的水組成；所述A的結構如下：

其中，m為1-5，L為：

-NH₂、-OH或

所述B的結構如下，其中R為烷基：

優(yōu)選地，所述Al粉及Zn粉的質(zhì)量比為5～7:1。

優(yōu)選地，所述有機硅消泡劑為XPJ-E1330。

優(yōu)選地，所述緩蝕劑的結構如下：

優(yōu)選地，所述助溶劑為一元醇、二元醇或醇醚。

優(yōu)選地，所述潤滑劑為棕櫚酸鋅。

其中，A的制備方法如下：

在合成裝置中，首先加入松香，在80℃下融化，然后滴加硅烷偶聯(lián)劑KH550(松香和KH550的摩爾比為1:1.05)，然后升溫到90℃，反應3h，即可獲得物質(zhì)A。

B的制備方法如下：

在合成裝置中，使用三乙醇胺做溶劑，首先加入ZrCl₄，然后加入季銨鹽，升溫到85℃，再加入三聚磷酸酯(ZrCl₄、季銨鹽和三聚磷酸酯的質(zhì)量比為1:1.05:1)，反應3h，可得到物質(zhì)B。