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CN106009794B - 一种合金共渗达克罗和封闭层综合防腐涂层 - Google Patents

一种合金共渗达克罗和封闭层综合防腐涂层 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种合金共渗达克罗和封闭层综合防腐涂层，包括合金共渗剂、达克罗涂液和封闭液：合金共渗剂包括锌粉、铝粉、氧化铝粉、镍粉、三氧化二铈粉、氯化铵；达克罗防腐涂液包括A组分和B组分，A组分包括锌片和铝片、去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚，B组分包括无定型复合钼酸盐化合物、钡酸盐、过氧化氢、聚乙二醇；A组分和B组分按照1︰（15～25）的质量比混合；封闭液包括前置预配组分和固化反应组分，前置预配组分包括、常温固化剂、体积浓度为50%～80%的乙醇水溶液、丙三醇、锌片和铝片的混合物；固化反应组分为环氧树脂水乳液，前置预配组分和固化反应组分按照2︰（2～3）的质量比混合。

Description

一种合金共渗达克罗和封闭层综合防腐涂层
技术领域
本发明涉及一种金属件表面复合防腐技术领域，特别是一种合金共渗、达克罗和封闭层综合防腐涂层。
背景技术
每年世界钢材腐蚀损失占钢材总产量的10%以上，工业发达国家腐蚀造成的经济损失占国民经济总产值的2%～4%以上；研究开发先进的防腐蚀技术，以减少腐蚀造成的经济损失、延长钢铁及其他金属材料和设备的使用寿命，对促进先进技术、尖端科学和国防工业的发展、以及国民经济和社会环境的可持续协调发展具有极为重要的意义。
多元合金共渗是新型的金属防腐技术，其主要通过在真空条件下进行复杂的物理化学反应，进而在金属表面形成一个厚度均匀的、表面硬度高的防腐蚀保护层；多元合金共渗对于盐雾气体的抗蚀能力不足。
达克罗又称为达克锈、高克锈、锌铬膜等，是指用含有锌片、铝片、铬酸酐、乙二醇等成分的液体状处理液涂覆金属基体，经高温烘烤后，在金属基体表面形成一层有极佳的耐蚀性的非装饰涂膜，其存在的不足在于表面硬度不足。此外，由于铬在达克罗涂层金属防腐技术中起着关键作用，因此铬在达克罗的加工和应用中每时每刻都存在，从原料储运到浆液的制配，到达克罗的涂覆和固化，最后到使用，都存在着铬污染的可能。
金属防腐用封闭层是一种双向防腐的复合涂层，传统的封闭层是将环氧树脂参入锌或铝泊经200℃烧结的一层致密和坚硬的保护层，其最大特点是既具有一定的防腐性又具有一定的表面硬度；因此在达克罗防腐涂层外再用封闭液处理形成一层坚硬的封闭层，可以保护达克罗防腐涂层不受破坏。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种合金共渗、达克罗和封闭层综合防腐涂层。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种合金共渗、达克罗和封闭层综合防腐涂层，包括合金共渗剂、达克罗涂液和封闭液：
合金共渗剂包括以下质量份数的组分：锌粉100份，铝粉10～20份，氧化铝粉80～100份，镍粉10～30份，三氧化二铈粉2～5份，氯化铵0.5～0.8份，上述原料的粒径均为300目；将上述原料中的锌粉、铝粉、氧化铝粉、镍粉和三氧化二铈粉混合均匀后加热至150～200℃，保温30分钟～50分钟后冷却至室温然后与氯化铵混合均匀后制得合金共渗剂；
达克罗防腐涂液，包括A组分和B组分；A组分包括以下质量份数的组分：锌片和铝片10份，其中锌片和铝片的比例为2︰（1～3）；去离子水50～60份，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5～2.0份；B组分包括以下质量份数的组分：无定型复合钼酸盐化合物10份，钡酸盐5～15份，过氧化氢0.5～0.8份，聚乙二醇1～3份；将A组分和B组分按照1︰（15～25）的质量比混合并搅拌均匀后，通过pH调节剂将混合物pH调节为3.5～5.0；
封闭液包括前置预配组分和固化反应组分；前置预配组分包括以下质量份数的组分：常温固化剂60～70份，体积浓度为50%～80%的乙醇水溶液20～25份，丙三醇1～2份，锌片和铝片的混合物15～20份；固化反应组分为：固含量为50%～70%的环氧树脂水乳液，环氧树脂的环氧值为0.54～0.56当量/100克；使用时，前置预配组分和固化反应组分按照2︰（2～3）的质量比混合后充分搅拌即可。
作为上述技术方案的具体优选，达克罗防腐涂液中的pH调节剂为氧化锌、氧化铝、氧化钡、氢氧化铝和氢氧化钡中的一种或多种。
作为上述技术方案的具体优选，封闭液中的常温固化剂由四乙烯五胺和腰果酚缩水甘油醚按照1︰（2～3）的质量比制得，制备工艺为搅拌加热四乙烯五胺至60～70℃，将腰果酚缩水甘油醚缓慢滴加至四乙烯五胺中，然后保温搅拌制得。
作为上述技术方案的具体优选，合金共渗剂包括以下质量份数的组分：锌粉100份，铝粉15份，氧化铝粉85份，镍粉20份，三氧化二铈粉3份，氯化铵0.6份；
达克罗防腐涂液，包括A组分和B组分；A组分包括以下质量份数的组分：锌片和铝片10份，其中锌片和铝片的比例为1︰1；去离子水50份，脂肪醇聚氧乙烯醚1.1份；B组分包括以下质量份数的组分：无定型复合钼酸盐化合物10份；钡酸盐8份；过氧化氢0.5份；聚乙二醇2份；将A组分和B组分按照1︰18的质量比混合并搅拌均匀后，通过pH调节剂将混合物pH调节为4.0～4.5；
封闭液中，前置预配组分包括以下质量份数的组分：常温固化剂65份，体积浓度为60%的乙醇水溶液20份，丙三醇1份，锌片和铝片的混合物20份；固化反应组分为：固含量为60%的环氧树脂水乳液，环氧树脂的环氧值为0.54～0.56当量/100克；使用时，前置预配组分和固化反应组分按照1︰1的质量比混合后充分搅拌即可。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种合金共渗、达克罗和封闭层综合防腐涂层，合金共渗、达克罗涂层和封闭液复合应用既保证了良好的防腐性能又具有较高的表面硬度。
本发明优选无铬达克罗防腐涂液，其原理是：无定型的复合钼酸盐化合物(MoO3•nMo2O3)作为粘结剂与数十层约0.2微米厚、10微米大小的鳞片状锌、铝相互结合形成的涂层；工件在经过了除油、除锈处理，要再经300℃左右高温烘烤后形成由锌、铝、钼、钡等组分组成的无机涂层；固化时，涂层中的水份、有机组分等在挥发的同时，依靠达克罗涂液中高价钼、钡酸盐的氧化性，对锌、铝和铁基体同时进行钝态保护，形成铁、铝、锌的钼酸盐化合物；由于涂层是与基体直接反应获得的，故防腐蚀层极为致密；涂层在腐蚀环境下会形成无数个原电池，即先腐蚀掉电位较负的锌片和铝片，才有可能腐蚀至基体本身。
此外，本发明的封闭液能够在常温下进行固化，因此大大提高了封闭层处理的工作效率并降低了工作的劳动强度。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来进一步详细说明本发明的技术内容。
具体实施例1
本实施例所提供的一种合金共渗、达克罗和封闭层综合防腐涂层，包括合金共渗剂、达克罗涂液和封闭液：
合金共渗剂包括以下质量份数的组分：锌粉100份，铝粉15份，氧化铝粉85份，镍粉20份，三氧化二铈粉3份，氯化铵0.6份，上述原料的粒径均为300目；将上述原料中的锌粉、铝粉、氧化铝粉、镍粉和三氧化二铈粉混合均匀后加热至150～200℃，保温30分钟～50分钟后冷却至室温然后与氯化铵混合均匀后制得合金共渗剂；
达克罗防腐涂液，包括A组分和B组分；A组分包括以下质量份数的组分：锌片和铝片10份，其中锌片和铝片的比例为1︰1；去离子水50份，脂肪醇聚氧乙烯醚1.1份；B组分包括以下质量份数的组分：无定型复合钼酸盐化合物10份，钡酸盐8份，过氧化氢0.5份，聚乙二醇2份；将A组分和B组分按照1︰18的质量比混合并搅拌均匀后，通过pH调节剂将混合物pH调节为4.0～4.5；pH调节剂为氧化锌、氧化铝、氧化钡、氢氧化铝和氢氧化钡中的一种或多种；
封闭液包括前置预配组分和固化反应组分；前置预配组分包括以下质量份数的组分：常温固化剂65份，体积浓度为60%的乙醇水溶液20份，丙三醇1份，锌片和铝片的混合物20份；固化反应组分为：固含量为60%的环氧树脂水乳液，环氧树脂的环氧值为0.54～0.56当量/100克；使用时，前置预配组分和固化反应组分按照1︰1的质量比混合后充分搅拌即可；常温固化剂由四乙烯五胺和腰果酚缩水甘油醚按照1︰（2～3）的质量比制得，制备工艺为搅拌加热四乙烯五胺至60～70℃，将腰果酚缩水甘油醚缓慢滴加至四乙烯五胺中，然后保温搅拌制得。
将金属件与本实施例的合金共渗剂一同加入共渗炉内加热至400～500℃，在0.10～0.20兆帕的压力下共渗透处理2～3小时，然后冷却至室温再涂覆一层本实施例的达克罗防腐涂液，经300℃左右高温烘烤后形成达克罗涂层，再喷涂一层本实施例的封闭液常温放置24小时即可；经过上述处理的金属件在盐雾箱中进行常温中性盐雾腐蚀试验，结果为2000小时内未出现锈斑，复合防腐层的维氏硬度值为300HV以上。
具体实施例2
本实施例所提供的一种合金共渗、达克罗和封闭层综合防腐涂层，主要配方组成与具体实施例1相同，与具体实施例1不同之处在于：
合金共渗剂包括以下质量份数的组分：锌粉100份，铝粉10份，氧化铝粉100份，镍粉30份，三氧化二铈粉5份，氯化铵0.8份；
达克罗防腐涂液，A组分包括以下质量份数的组分：锌片和铝片10份，其中锌片和铝片的比例为2︰1；去离子水55份，脂肪醇聚氧乙烯醚2.0份；B组分包括以下质量份数的组分：无定型复合钼酸盐化合物10份，钡酸盐15份，过氧化氢0.6份，聚乙二醇1份；将A组分和B组分按照1︰15的质量比混合并搅拌均匀后，通过pH调节剂将混合物pH调节为3.5～4.0；
封闭液中，前置预配组分包括以下质量份数的组分：常温固化剂60份，体积浓度为50%的乙醇水溶液25份，丙三醇1.5份，锌片和铝片的混合物15份；固化反应组分为：固含量为70%的环氧树脂水乳液，环氧树脂的环氧值为0.54～0.56当量/100克；使用时，前置预配组分和固化反应组分按照4︰5的质量比混合后充分搅拌即可；
按照具体实施例1的方法应用上述合金共渗剂、达克罗涂液和封闭液在金属件表面形成复合防腐层后，在盐雾箱中进行常温中性盐雾腐蚀试验，结果为1500小时内未出现锈斑，复合防腐层的维氏硬度值为250HV～300HV。
具体实施例3
本实施例所提供的一种合金共渗、达克罗和封闭层综合防腐涂层，主要配方组成与具体实施例1相同，与具体实施例1不同之处在于：
合金共渗剂包括以下质量份数的组分：锌粉100份，铝粉20份，氧化铝粉80份，镍粉10份，三氧化二铈粉2份，氯化铵0.5份；
达克罗防腐涂液，A组分包括以下质量份数的组分：锌片和铝片10份，其中锌片和铝片的比例为2︰3；去离子水60份，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5份；B组分包括以下质量份数的组分：无定型复合钼酸盐化合物10份，钡酸盐5份，过氧化氢0.8份，聚乙二醇3份；将A组分和B组分按照1︰25的质量比混合并搅拌均匀后，通过pH调节剂将混合物pH调节为4.5～5.0；
封闭液中，前置预配组分包括以下质量份数的组分：常温固化剂70份，体积浓度为80%的乙醇水溶液21份，丙三醇2份，锌片和铝片的混合物18份；固化反应组分为：固含量为50%的环氧树脂水乳液，环氧树脂的环氧值为0.54～0.56当量/100克；使用时，前置预配组分和固化反应组分按照2︰3的质量比混合后充分搅拌即可；
按照具体实施例1的方法应用上述合金共渗剂、达克罗涂液和封闭液在金属件表面形成复合防腐层后，在盐雾箱中进行常温中性盐雾腐蚀试验，结果为1500小时内未出现锈斑，复合防腐层的维氏硬度值为250HV～300HV。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种合金共渗达克罗和封闭层综合防腐涂层，其特征在于：包括合金共渗剂、达克罗涂液和封闭液：
合金共渗剂包括以下质量份数的组分：锌粉100份，铝粉15份，氧化铝粉85份，镍粉20份，三氧化二铈粉3份，氯化铵0.6份，上述原料的粒径均为300目；将上述原料中的锌粉、铝粉、氧化铝粉、镍粉和三氧化二铈粉混合均匀后加热至150～200℃，保温30分钟～50分钟后冷却至室温然后与氯化铵混合均匀后制得合金共渗剂；
达克罗防腐涂液，包括A组分和B组分；A组分包括以下质量份数的组分：锌片和铝片10份，其中锌片和铝片的比例为1︰1；去离子水50份，脂肪醇聚氧乙烯醚1.1份；B组分包括以下质量份数的组分：无定型复合钼酸盐化合物10份；钡酸盐8份；过氧化氢0.5份；聚乙二醇2份；将A组分和B组分按照1︰18的质量比混合并搅拌均匀后，通过pH调节剂将混合物pH调节为4.0～4.5；所述达克罗防腐涂液中的pH调节剂为氧化锌、氧化铝、氧化钡、氢氧化铝和氢氧化钡中的一种或多种；
封闭液包括前置预配组分和固化反应组分；前置预配组分包括以下质量份数的组分：常温固化剂65份，体积浓度为60％的乙醇水溶液20份，丙三醇1份，锌片和铝片的混合物20份；固化反应组分为：固含量为60％的环氧树脂水乳液，环氧树脂的环氧值为0.54～0.56当量/100克；使用时，前置预配组分和固化反应组分按照1︰1的质量比混合后充分搅拌即可；
其中，所述封闭液中的常温固化剂由四乙烯五胺和腰果酚缩水甘油醚按照1︰(2～3)的质量比制得，制备工艺为搅拌加热四乙烯五胺至60～70℃，将腰果酚缩水甘油醚缓慢滴加至四乙烯五胺中，然后保温搅拌制得。
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