一种金属表面防腐蚀涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及本发明专利技术提供了一种金属表面防腐蚀涂层，其组成按质量份计包括凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末15‑20份、水性环氧AB胶25‑30份、粘合剂10‑15份、偶联剂2‑5份、活性剂5‑10份、消泡剂0.5～1份和稀释剂80‑100份；其中凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末的制备方法为将凹凸棒石粘土与石墨烯粉末采用100:(15～20)的质量比进行混合，制备成凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末，利用凹凸棒石粘土中特殊纤维状晶体形态的层链状结构，在活性剂作用下，使得凹凸棒石粘土表面吸附石墨烯粉末，提高涂层的防腐蚀性能和抗菌效果。

【技术实现步骤摘要】
一种金属表面防腐蚀涂层及其制备方法
本专利技术涉及一种金属表面防腐蚀涂层及其制备方法，具体涉及一种在金属表面镀有涂层的处理方法。
技术介绍
金属发生腐蚀主要原因是由于表面与电解质溶液或潮湿的大气接触，表面发生各种电化学反应，因此，可以通过改变金属表面状态，使金属表面与腐蚀环境隔离，防止腐蚀的发生。传统磷化技术可以使金属表面产生钝化，但由于磷化剂中含有大量的磷和氮，会给环境带来严重的污染，磷化剂中含有的重金属也会给人体造成永久性伤害。国内外对传统磷化处理的替代工艺研究很多，有专门的金属表面处理液，CN1341775A提出由十二烷基硫酸钠、氢氧化钠、柠檬酸等九种原料组成金属表面处理液，通过浸泡在金属表面形成镀层；CN101139500A提出由硅烷耦合剂、有机金属化合物、硅酸盐、磷酸等成分，通过使用线棒均衡地刮涂在金属表面，加热烘干形成镀层，但这种工艺方法形成的镀层厚度较薄，且与金属表面附着力较低，在腐蚀介质中镀层易脱落，防腐效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种耐高温、抗腐蚀，且附着力强的金属镀层处理方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种金属表面防腐蚀涂层，其组成按质量份计包括凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末15-20份、水性环氧AB胶25-30份、粘合剂10-15份、偶联剂2-5份、活性剂5-10份、消泡剂0.5～1份和稀释剂80-100份；其中凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末的制备方法为将凹凸棒石粘土与石墨烯粉末采用100:(15～20)的质量比进行混合，制备成凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末，利用凹凸棒石粘土中特殊纤维状晶体形态的层链状结构，在活性剂作用下，使得凹凸棒石粘土表面吸附石墨烯粉末，提高涂层的防腐蚀性能和抗菌效果。所述的水性环氧AB胶购自金虹胶业的水性树脂产品，A胶环氧当量达到200-220g/mol，B胶胺值达到180-190mgKOH/g，A胶和B胶的配比是1:1-1.2。所述的粘合剂为10％浓度的聚乙烯醇缩甲醛溶液PVF与固含量35％的硅酸钠溶液水玻璃采用1:0.5～1:1的质量配比形成的混合液，其固化所形成的凝胶具有交联密度高、粘度强、粘接强度大等特点，且配制过程中加工方便。所述的偶联剂为信越KBM-403水性硅烷偶联剂，能显著提高水性环氧树脂的粘合力。所述的活性剂选用N—三烷氧硅烃基取代的酰胺或酰亚胺、N—三烷氧硅烃基取代的尿素、三烷氧硅烃基三聚异氰酸酯及(N—三烷氧硅烃基)烷亚乙基二胺、氨烃基烷氧基硅烷与环氧烃基烷氧基硅烷的混合物、环状氨烃基硅烷、杂氮硅三环化合物中的一种或两种以上的混合，提高粘合剂与铝质金属表面的粘结强度。所述的稀释剂为购自金虹胶业的JH-5748活性稀释剂。其中，凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末的制备方法包括以下步骤：(1)称量细度为200～400目的凹凸棒石粘土放入蒸馏水中，用浓度为lmol/L的盐酸在80～100℃中处理1～3小时，同时搅拌2～4小时制备悬浮液；(2)将悬浮液加入烷基酚聚氧乙烯醚型活性剂OP-10，再加入石墨烯粉末，滴加NaOH溶液调整悬浮液的pH值至6～8，再搅拌2～4小时制备悬浮液；(3)将悬浮液进行3500r/min转速离心处理5～10min，回收的固体物烘干，研细，即得所述凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末；其中每100g凹凸棒石粘土需要放入800～1000ml的蒸馏水中，用50～100ml的盐酸处理，悬浮液加入5～10mL的烷基酚聚氧乙烯醚型活性剂OP-10，再加入15～20g的石墨烯粉末。本专利技术还提供了一种金属表面处理方法，该方法为在金属表面制备形成防腐蚀涂层，能够有效提高金属的防腐蚀性能，金属表面防腐蚀涂层的制备包括以下步骤：(1)将待处理的金属件放入30％盐酸溶液浸泡3分钟，然后取出放入丙酮中超声清洗30分钟，然后用去离子水进行漂洗去除无机和有机污染物，取出金属件放入70℃烘箱中快速烘干表面水，使得金属彻底除锈，表面达到干净光滑，将金属放入pH值为9的浓度为20％的吐温20型活性剂中进行钝化处理；(2)将一半稀释剂倒入搅拌器中，向其中加入环氧树脂A胶，充分搅拌，搅拌速度为1500～3000转/分，搅拌时间为30～60分钟；(3)将凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末、活性剂、偶联剂以及消泡剂放入到步骤(2)的混合体系中，充分搅拌，搅拌时间为1～2小时，将搅拌后的料浆经真空去泡后待用；(4)将另一半稀释剂倒入搅拌器中，加入环氧树脂B胶，搅拌速度为1500～3000转/分，搅拌时间为30～60分钟；将步骤(3)中料浆放入容器中继续进行搅拌，以100～500转/分速度搅拌30分钟，最后加入粘合剂在电动搅拌机进一步搅拌，得到涂料；(5)将步骤(1)处理好的金属，采用浸泡后提拉法在其表面上涂覆涂层，在80-100℃下固化2-4h，即得表面包覆防腐蚀涂层的金属件。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术以凹凸棒石粘土/石墨烯作为复合粉末，利用凹土特殊的棒状晶结构，在固化剂作用形成的网状结构，表面吸附抗菌防氧化粉末石墨烯粒子，以水性环氧树脂为基体，形成强粘度的涂层，具有优异的抗菌隔绝效果，能够有效隔绝周围环境对于金属表面性能的影响，使得金属表面具有良好的抗菌防氧化性能。具体实施方式以下通过实施例形式对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。下述实施例中所使用的实验方法，如无特殊说明均为常规方法，所用的试剂、方法和设备，如无特殊说明均为本
常规试剂、方法和设备。一种金属表面防腐蚀涂层及其制备方法，包括以下重量配比的组分：·凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末15份，水性环氧AB胶25份，粘合剂10份，偶联剂5份，活性剂5份，消泡剂0.5份，稀释剂80份。金属表面防腐蚀涂层的制备方法及处理过程，包括以下步骤：(1)将待处理的金属件放入30％盐酸溶液浸泡3分钟，然后取出放入丙酮中超声清洗30分钟，然后用去离子水进行漂洗去除无机和有机污染物，取出金属件放入70℃烘箱中快速烘干表面水，使得金属彻底除锈，表面达到干净光滑，将金属放入pH值为9的浓度为20％的吐温20型活性剂中进行钝化处理；(2)将一半稀释剂倒入搅拌器中，向其中加入环氧树脂A胶，充分搅拌，搅拌速度为1500转/分，搅拌时间为60分钟；(3)将凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末、活性剂、偶联剂以及消泡剂放入到步骤(2)的混合体系中，充分搅拌，搅拌时间为1小时，将搅拌后的料浆经真空去泡后待用；(4)将另一半稀释剂倒入搅拌器中，加入环氧树脂B胶，搅拌速度为1500～3000转/分，搅拌时间为60分钟；将步骤(3)中料浆放入容器中继续进行搅拌，以200转/分速度搅拌30分钟，最后加入粘合剂在电动搅拌机进一步搅拌，得到涂料。(5)将步骤(1)处理好的金属，采用浸泡后提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属表面防腐蚀涂层，其特征在于：其组成按质量份计包括凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末15-20份、水性环氧AB胶25-30份、粘合剂10-15份、偶联剂2-5份、活性剂5-10份、消泡剂0.5～1份和稀释剂80-100份；其中凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末的制备方法为将凹凸棒石粘土与石墨烯粉末采用100:(15～20)的质量比进行混合，制备成凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末，利用凹凸棒石粘土中特殊纤维状晶体形态的层链状结构，在活性剂作用下，使得凹凸棒石粘土表面吸附石墨烯粉末，提高涂层的防腐蚀性能和抗菌效果。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属表面防腐蚀涂层，其特征在于：其组成按质量份计包括凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末15-20份、水性环氧AB胶25-30份、粘合剂10-15份、偶联剂2-5份、活性剂5-10份、消泡剂0.5～1份和稀释剂80-100份；其中凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末的制备方法为将凹凸棒石粘土与石墨烯粉末采用100:(15～20)的质量比进行混合，制备成凹凸棒石粘土/石墨烯复合粉末，利用凹凸棒石粘土中特殊纤维状晶体形态的层链状结构，在活性剂作用下，使得凹凸棒石粘土表面吸附石墨烯粉末，提高涂层的防腐蚀性能和抗菌效果。


2.根据权利要求1所述的金属表面防腐蚀涂层，其特征在于：所述的水性环氧AB胶购自金虹胶业的水性树脂产品，A胶环氧当量达到200-220g/mol，B胶胺值达到180-190mgKOH/g，A胶和B胶的配比是1:1-1.2。


3.根据权利要求1所述的金属表面防腐蚀涂层，其特征在于：所述的粘合剂为10％浓度的聚乙烯醇缩甲醛溶液PVF与固含量35％的硅酸钠溶液水玻璃采用1:0.5～1:1的质量配比形成的混合液，其固化所形成的凝胶具有交联密度高、粘度强、粘接强度大等特点，且配制过程中加工方便。


4.根据权利要求1所述的金属表面防腐蚀涂层，其特征在于：所述的偶联剂为信越KBM-403水性硅烷偶联剂，能显著提高水性环氧树脂的粘合力。


5.根据权利要求1所述的金属表面防腐蚀涂层，其特征在于：所述的活性剂选用N—三烷氧硅烃基取代的酰胺或酰亚胺、N—三烷氧硅烃基取代的尿素、三烷氧硅烃基三聚异氰酸酯及(N—三烷氧硅烃基)烷亚乙基二胺、氨烃基烷氧基硅烷与环氧烃基烷氧基硅烷的混合物、环状氨烃基硅烷、杂氮硅三环化合物中的一种或两种以上的混合，提高粘合剂与铝质金属表面的粘结强度。


6.根据权利要求1所述的金属表面防腐蚀涂层，其特征在于：所述的稀释剂为购自金虹胶业的JH-5748活性稀释剂。


7.根据权利要求1所述的金属表面防腐蚀涂层，其特征在于：凹凸棒...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚义俊，王豪，董雅凤，张宇豪，陈子琛，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32