一种耐蚀锌基铝镁稀土合金涂料及其制备方法

专利名称：一种耐蚀锌基铝镁稀土合金涂料及其制备方法
技术领域：
本发明属于用于钢铁结构表面的防腐蚀涂料技术领域。尤其涉及一种牺牲阳极型的耐蚀锌基铝镁稀土合金涂料及其制备方法。
背景技术：
无机涂料(CN1210874A)采用铝粉+锌粉或铝锌合金粉涂料作为钢铁的牺牲性阳极涂料的耐蚀性能不够长久；钢铁储罐底板外面的牺牲阳极复合防护涂层(CN2362869Y)需用火焰或电弧喷涂Ac铝合金或铝锌镁合金涂层或涂锌或铝或镁之后再涂Ac铝合金或铝-锌-镁合金对钢铁储罐底板外面防护，施工操作难度大、硬件多，应用范围窄；一种水性环氧树脂涂料及其制备方法(CN1415680)，其只达到耐水性在25℃24小时不起泡，不剥落，耐蚀性不显著，同时缺少耐盐雾腐蚀、耐盐水浸泡腐蚀数据；(CN1632157A)为镀液成分Al2.5％～20％、Mg1.5％～4.5％、RE0.01％～0.3％、其余为锌，须在450℃～580℃对钢材热浸镀，工艺复杂，硬件投资大，应用面也窄。(CN85100697A)是一种暴露于汽相中的金属防护方法及其防腐涂料，构件须通直流电流，这种技术只有在特定条件下使用。(CN1186463A)用于金属表面防护涂料，为多层或双层的聚合物涂膜，施工操作复杂。
至今，富锌、富铝、富锌-铝或富锌-铝合金涂料是通过牺牲阳极作用保护钢铁表面而广泛应用于防腐工程。研究发现，在长江水环境中，由于Al的电极电位比铁还正，故Al已不再具有以牺牲阳极形式保护Fe的功能，同时Al也会发生孔蚀，富Al涂料和喷Al涂层已不能保护铁，反而会加速铁的腐蚀[潘应君，张恒，等.热喷涂Zn-15％Al合金的耐蚀性研究.腐蚀与防护，Vol.23，No.12(2002)，P.526.；张恒，等.热喷涂Zn、Al，Zn-Al合金的耐蚀性研究.全国第十届表面保护技术交流会论文集，2002年；潘应君，张恒，等.Zn-Al合金在长江水中耐蚀性研究.腐蚀科学与防护技术，Vol.15，No.4，(2003)，P.231]。

发明内容
本发明的任务是提供一种操作简单、应用范围广、不剥落、不起泡、耐蚀性强、防护时间长、牺牲阳极型的耐蚀锌基铝镁稀土(以下简称Zn-15Al-5Mg-RE)合金涂料及其制备方法。
为完成上述任务，本发明所采用的技术方案是该涂料由甲、乙两组份组成，按重量比将甲、乙两组份按9∶1混合搅拌均匀，并用稀释剂调至粘度为5S～20S，熟化15～20分钟。
甲组份是按重量百分含量将20～30％的固体含量为50％的E-20环氧树脂液、2.0～6.0％的稀释剂、1.0～3.0％的有机改性膨润土、1.5～3.0％的滑石粉、60～70％的Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉依次加入容器内，每加入一种配料或原料，以1300～1500rpm的转速搅拌15～20分钟。
乙组份是按重量百分含量将20～30％的T-31环氧树脂固化剂倒入容器内，再依次将20～35％的丁醇、35～50％的二甲苯缓慢加入，每加入一种原料，以700～800rpm搅拌30～50分钟。
所述的固体含量为50％的E-20环氧树脂液是，稀释剂与E-20环氧树脂的重量比为1∶1，将稀释剂加热到75～85℃，边搅拌稀释剂边缓慢加入E-20环氧树脂，保温2.5～3.5小时。
所述的稀释剂是，按重量百分含量将65～75％的二甲苯、15～25％的丁醇、7～15％的环己酮依次加入容器，每加入一种原料，以700～800rpm的转速搅拌20～30分钟。
所述的Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉是指采用申请人申请的“一种耐蚀锌基铝镁稀土合金及其制备方法”专利技术所制备的耐蚀锌基铝镁稀土合金微粉，其化学成分是锌为75～85wt％、稀土为0～1wt％、铝为12～18wt％、镁为2～8wt％；微粉的粒度为300目～1200目。
由于采用上述技术方案，尤其是本发明采用了“一种耐蚀锌基铝镁稀土合金及其制备方法”专利技术所制备的Zn-15Al-5Mg-RE合金为原料，高合金不但具有和锌、铝同样的牺牲阳极的作用，而且其自身的腐蚀率却仅为单质锌、单质铝或其合金的几分之一。尤其是Zn-15Al-5Mg-RE合金中稀土的作用，细化了晶粒和组织、减少了枝晶长度和体积分数，组织更加均匀，一方面由于降低了组织中的电位差引起的微电池腐蚀，降低了晶界腐蚀，且具有更负和更稳定的电极电位，使Zn-15Al-5Mg-RE合金在人工海水、长江水(及其淡水)中具有比纯Zn或Zn-15Al合金更好的耐蚀性能，其耐蚀性能比Zn提高5～6倍，比Zn-15Al提高2～3倍。因而，采用Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉制成本发明的环氧富Zn-15Al-5Mg-RE合金油漆，与环氧富锌油漆作耐蚀性能比较无论是盐雾腐蚀试验、人造海水浸泡试验或大气环境试验的结果，环氧富Zn-15Al-5Mg-RE合金油漆都显示出更长效的耐蚀性能。
所以，本发明具有操作简单、应用范围广、不剥落，耐蚀性强、对钢铁构件防护时间长的特点。在水电站、桥梁、闸门、石油管道、天然气输气管道、化工厂等防腐工程有广泛的使用前景。
具体实施例方式
一种耐蚀锌基铝镁稀土合金涂料的制备方法。制备步骤和使用效果如下
1、涂料甲组份的配制按重量百分含量将20～30％的固体含量为50％的E-20环氧树脂液、2.0～5.5％的稀释剂、1.8～2.0％的有机改性膨润土、1.5～3.0％的滑石粉、60～70的％的Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉依次加入容器内，每加入一种配料或原料，以700～800rpm转速搅拌15～20分钟。其中甲组份中的固体含量为50％的E-20环氧树脂液的配制稀释剂与E-20环氧树脂的重量比为1∶1，将稀释剂加热到75～85℃，边搅拌稀释剂边缓慢加入E-20环氧树脂，保温2.5～3.5小时，使E-20环氧树脂完全溶解。
甲组份中的稀释剂的配制按重量百分含量将68～74％的二甲苯、17～23％的丁醇、8～13％的环己酮依次加入容器，每加入一种原料，以700～800rpm的转速搅拌20～30分钟。
甲组份中的Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉的制备按照申请人申请的“一种耐蚀锌基铝镁稀土合金及其制备方法”专利技术方法制备Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉，所制备的Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉化学成分是，75～85wt％的锌、0～1wt％的稀土、12～18wt％的铝、2～8wt％的镁；Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉的粒度为300目～1200目。
2、涂料乙组份的配制按重量百分含量将20～30％的T-31环氧树脂固化剂倒入容器内，再依次将20～35％的丁醇、35～50％的二甲苯缓慢倒入，然后以700～800rpm搅拌30～40分钟。
3、涂料使用前的调制按重量比将甲、乙组份按9∶1混合搅拌均匀，并用稀释剂调整其粘度至15S～20S，熟化15～20分钟即可使用。
4、涂料的使用效果对比将本实施例所制备的富Zn-15Al-5Mg-RE合金涂料(油漆)和富Zn油漆分别均匀地喷涂在2mm厚的碳钢试片上(9片)，漆膜厚度80到120μm，进行盐雾腐蚀(35℃，3.5％NaCl)。富Zn油漆试片72小时出现红斑点，而该合金涂料试片582小时仍未出现红斑点。
另外，将本实施例所制成的Zn-15Al-5Mg-RE合金涂料和富Zn油漆分别均匀喷涂在2mm厚的碳钢试片上(9片)，漆膜厚度80到120μm，在试片上按标准划×，在室温经3.5％NaCl水溶液浸泡，富Zn油漆试片68小时出现红斑点，而该合金涂料试片500小时仍未出现红斑点。
本实施例具有施工操作简单、应用范围广、不剥落，耐蚀性强、防护时间长的特点。可广泛用于各种钢铁结构件的防护。
权利要求
1.一种耐蚀锌基铝镁稀土合金涂料的制备方法，其特征在于该涂料由甲、乙两组份组成，按重量比将甲、乙两组份按9∶1混合搅拌均匀，并用稀释剂调至粘度为5S～20S，熟化15～20分钟；其中甲组份是按重量百分含量将20～30％的固体含量为50％的E-20环氧树脂液、2.0～6.0％的稀释剂、1.0～3.0％的有机改性膨润土、1.5～3.0％的滑石粉、60～70％的Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉依次加入容器内，每加入一种配料或原料，以1300～1500rpm的转速搅拌15～20分钟；乙组份是按重量百分含量将20～30％的T-31环氧树脂固化剂倒入容器内，再依次将20～35％的丁醇、35～50％的二甲苯缓慢加入，每加入一种原料，以700～800rpm的转速搅拌30～50分钟。
2.根据权利要求1所述的耐蚀锌基铝镁稀土合金涂料的制备方法，其特征在于所述的固体含量为50％的E-20环氧树脂液是，稀释剂与E-20环氧树脂按重量比为1∶1，将稀释剂加热到75～85℃，边搅拌稀释剂边缓慢加入E-20环氧树脂，保温2.5～3.5小时。
3.根据权利要求1或2所述的耐蚀锌基铝镁稀土合金涂料的制备方法，其特征在于所述的稀释剂是，按重量百分含量将65～75％的二甲苯、15～25％的丁醇、7～15％的环己酮依次加入容器，每加入一种原料，以700～800rpm的转速搅拌20～30分钟。
4.根据权利要求1所述的耐蚀锌基铝镁稀土合金涂料的制备方法，其特征在于所述的Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉的化学成分是，75～85wt％的锌、0～1wt％的稀土、12～18wt％的铝、2～8wt％的镁；Zn-15Al-5Mg-RE合金微粉的粒度为300目～1200目。
5.根据权利要求1、2、4项中任一项所述的耐蚀锌基铝镁稀土合金涂料的制备方法所制备的耐蚀锌基铝镁稀土合金微粉涂料。
全文摘要
本发明涉及一种牺牲阳极型的耐蚀锌基铝镁稀土合金涂料及其制备方法。其技术方案是按重量比将甲、乙两组份按9∶1混合搅拌均匀，并用稀释剂调至粘度为5S～20S，熟化15～20分钟。其中甲组份是按重量百分含量将20～30％的固体含量为50％的E－20环氧树脂液、2.0～6.0％的稀释剂、1.0～3.0％的有机改生膨润土、1.5～3.0％的滑石粉、60～70％的Zn－15Al－5Mg－RE合金微粉依次加入容器内，每加入一种配料或原料搅拌15～20分钟；乙组份是按重量百分含量将20～30％的T－31环氧树脂固化剂倒入容器内，再依次将20～35％的丁醇、35～50％的二甲苯缓慢加入，每加入一种原料搅拌30～50分钟。本发明操作简单、应用范围广、不剥落，耐蚀性强、对钢铁构件防护时间长。
文档编号C09D5/08GK1850926SQ20061001909
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月18日 优先权日2006年5月18日
发明者从善海, 邱从明, 吴润, 张恒, 黄涛, 何新华, 邱玲慧 申请人:武汉科技大学