一种金属表面纳米防护涂层及制备方法与流程

1.本发明属于金属防护涂层材料技术领域，具体涉及一种金属表面纳米防护涂层及制备方法。


背景技术：

2.金属材料是使用量最大、使用范围最广的材料，相比于其他材料，具有综合性能好、价格低廉、资源丰富、回收率高等优点，在可预期的未来，仍然没有其他材料可以完全代替金属材料。
3.由于金属材料中铁元素活泼的化学性质，除了少数不锈钢以外，其他金属材料都面临腐蚀与表面磨损问题，常规的表面处理方法为金属电镀，油漆喷涂等，但存在附着力弱、防腐能力弱、表面性能改善不明显等缺点。
4.因此需要设计一种金属表面纳米防护涂层及制备方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种金属表面纳米防护涂层及制备方法，具有附着力强、防腐能力强、表面性能改善明显的特点。
6.本发明的另一目的是提供一种金属表面纳米防护涂层制备方法。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金属表面纳米防护涂层，按重量份数计算包括：聚硅氧烷树脂5-10份，无机纳米粉体5-10份，溶剂68-85份，硅溶胶5-10份，润湿剂0.1-1份，固化剂0.1-1份，流平剂0.1-1份。
8.本发明中进一步的，所述硅溶胶的粒径大小为30-200nm。
9.本发明中进一步的，所述无机纳米粉体为氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化锌和氧化镁的一种或其中任意几种的组合物。
10.本发明中进一步的，所述无机纳米粉体的粒径大小为50-500nm。
11.本发明中进一步的，所述溶剂为水、乙醇、正丙醇和乙二醇的一种或其中任意几种的混合物。
12.一种金属表面纳米防护涂层制备方法，包括以下步骤：s1：称取聚硅氧烷树脂和无机纳米粉体，将其混合均匀得到混合物料，放入容器中并保持搅拌状态，升温至60-80℃，并在此温度下保温4-6小时进行熟化，得到混合液a；s2：保温结束后，向混合液a中加入溶剂，同时保持搅拌状态，得到混合液b；s3：将混合液b降温至-20
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5℃，在此温度下球磨8-12小时；s4：球磨结束后，将混合液b升温至40-60℃，加入硅溶胶，并在此温度下保温4-6小时，得到混合液c；s5：保温结束后，向混合液c中加入相应润湿剂，固化剂，流平剂，得到金属表面纳米防护涂料；s6：将金属表面纳米防护涂料通过喷涂或滚涂的方式均匀的覆在金属表面，进行
80-260℃的热固化，得到金属表面纳米防护涂层。
13.本发明中进一步的，所述步骤s3中，混合液b球磨后的颗粒物粒径为20-500nm。
14.本发明中进一步的，所述步骤s6中，金属表面纳米防护涂层的厚度为20-900nm。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明制备出的金属表面纳米防护涂层采用聚硅氧烷树脂和硅溶胶为基体，相对于普通涂料，能够与金属表面形成更好的附着，提高表面质量。
16.2、本发明制备出的金属表面纳米防护涂层添加有无机纳米粉体，能够提高金属表面硬度与耐磨性，相对于普通电镀层，能够减少零部件因为日常使用造成涂层磨损而形成的腐蚀，提高了零件的耐腐蚀性。
17.3、本发明制备出的金属表面纳米防护涂层创造性的运用了低温球磨分散技术，解决了当前无机粉体在涂料中团聚的问题，真正实现了无机纳米粉体在涂层制备中的作用。
附图说明
18.图1为本发明金属表面纳米防护涂层制备方法的流程图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.实施例1请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种金属表面纳米防护涂层，按重量份数计算包括：聚硅氧烷树脂5份，氧化钴粉体5份，水40份，乙醇28份，硅溶胶5份，润湿剂0.1份，固化剂0.1份，流平剂0.1份。
21.具体的，硅溶胶的粒径大小为30nm。
22.具体的，氧化钴粉体的粒径大小为50nm。
23.一种金属表面纳米防护涂层制备方法，包括以下步骤：s1：称取聚硅氧烷树脂和氧化钴粉体，将其混合均匀得到混合物料，放入容器中并保持搅拌状态，升温至60℃，并在此温度下保温6小时进行熟化，得到混合液a；s2：保温结束后，向混合液a中加入水和乙醇组成的混合溶剂，同时保持搅拌状态，得到混合液b；s3：将混合液b降温至-5℃，在此温度下球磨12小时；s4：球磨结束后，将混合液b升温至40℃，加入硅溶胶，并在此温度下保温6小时，得到混合液c；s5：保温结束后，向混合液c中加入相应润湿剂，固化剂，流平剂，得到金属表面纳米防护涂料；s6：将金属表面纳米防护涂料通过喷涂或滚涂的方式均匀的覆在金属表面，进行80℃的热固化，得到金属表面纳米防护涂层。
24.具体的，步骤s3中，混合液b球磨后的颗粒物粒径为20nm。
25.具体的，步骤s6中，金属表面纳米防护涂层的厚度为20nm。
26.实施例2请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种金属表面纳米防护涂层，按重量份数计算包括：聚硅氧烷树脂10份，氧化铝粉体3份，氧化锆粉体5份，水40份，乙醇20份，正丙醇18份，硅溶胶10份，润湿剂0.5份，固化剂0.5份，流平剂1份。
27.具体的，硅溶胶的粒径大小为150nm。
28.具体的，氧化铝粉体和氧化锆粉体的粒径大小为300nm。
29.一种金属表面纳米防护涂层制备方法，包括以下步骤：s1：称取聚硅氧烷树脂、氧化铝粉体和氧化锆粉体，将其混合均匀得到混合物料，放入容器中并保持搅拌状态，升温至70℃，并在此温度下保温6小时进行熟化，得到混合液a；s2：保温结束后，向混合液a中加入水、乙醇和正丙醇组成的混合溶剂，同时保持搅拌状态，得到混合液b；s3：将混合液b降温至-5℃，在此温度下球磨12小时；s4：球磨结束后，将混合液b升温至45℃，加入硅溶胶，并在此温度下保温6小时，得到混合液c；s5：保温结束后，向混合液c中加入相应润湿剂，固化剂，流平剂，得到金属表面纳米防护涂料；s6：将金属表面纳米防护涂料通过喷涂或滚涂的方式均匀的覆在金属表面，进行230℃的热固化，得到金属表面纳米防护涂层。
30.具体的，步骤s3中，混合液b球磨后的颗粒物粒径为300nm。
31.具体的，步骤s6中，金属表面纳米防护涂层的厚度为900nm。
32.实施例3请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种金属表面纳米防护涂层，按重量份数计算包括：聚硅氧烷树脂10份，氧化钴粉体8份，水40份，乙醇30份，硅溶胶10份，润湿剂0.5份，固化剂0.5份，流平剂1份。
33.具体的，硅溶胶的粒径大小为100nm。
34.具体的，氧化钴粉体的粒径大小为200nm。
35.一种金属表面纳米防护涂层制备方法，包括以下步骤：s1：称取聚硅氧烷树脂和氧化钴粉体，将其混合均匀得到混合物料，放入容器中并保持搅拌状态，升温至70℃，并在此温度下保温6小时进行熟化，得到混合液a；s2：保温结束后，向混合液a中加入水和乙醇组成的混合溶剂，同时保持搅拌状态，得到混合液b；s3：将混合液b降温至-5℃，在此温度下球磨12小时；s4：球磨结束后，将混合液b升温至45℃，加入硅溶胶，并在此温度下保温6小时，得到混合液c；s5：保温结束后，向混合液c中加入相应润湿剂，固化剂，流平剂，得到金属表面纳米防护涂料；s6：将金属表面纳米防护涂料通过喷涂或滚涂的方式均匀的覆在金属表面，进行
230℃的热固化，得到金属表面纳米防护涂层。
36.具体的，步骤s3中，混合液b球磨后的颗粒物粒径为300nm。
37.具体的，步骤s6中，金属表面纳米防护涂层的厚度为900nm。
38.实施例4请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种金属表面纳米防护涂层，按重量份数计算包括：聚硅氧烷树脂5份，氧化铝粉体2份，氧化钛粉体2份，氧化锌粉体2份，水50份，正丙醇38份，硅溶胶10份，润湿剂0.5份，固化剂0.5份，流平剂1份。
39.具体的，硅溶胶的粒径大小为50nm。
40.具体的，氧化铝粉体、氧化钛粉体和氧化锌粉体的粒径大小为100nm。
41.一种金属表面纳米防护涂层制备方法，包括以下步骤：s1：称取聚硅氧烷树脂、氧化铝粉体、氧化钛粉体和氧化锌粉体，将其混合均匀得到混合物料，放入容器中并保持搅拌状态，升温至70℃，并在此温度下保温5小时进行熟化，得到混合液a；s2：保温结束后，向混合液a中加入水和正丙醇组成的混合溶剂，同时保持搅拌状态，得到混合液b；s3：将混合液b降温至-5℃，在此温度下球磨10小时；s4：球磨结束后，将混合液b升温至45℃，加入硅溶胶，并在此温度下保温6小时，得到混合液c；s5：保温结束后，向混合液c中加入相应润湿剂，固化剂，流平剂，得到金属表面纳米防护涂料；s6：将金属表面纳米防护涂料通过喷涂或滚涂的方式均匀的覆在金属表面，进230℃的热固化，得到金属表面纳米防护涂层。
42.具体的，步骤s3中，混合液b球磨后的颗粒物粒径为400nm。
43.具体的，步骤s6中，金属表面纳米防护涂层的厚度为800nm。
44.实施例5请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种金属表面纳米防护涂层，按重量份数计算包括：聚硅氧烷树脂10份，氧化铝粉体2份，氧化锆粉体2份，氧化钛粉体2份，氧化锌粉体2份，氧化镁粉体2份，水40份，乙醇18份，正丙醇12份，乙二醇15份，硅溶胶10份，润湿剂1份，固化剂1份，流平剂1份。
45.具体的，硅溶胶的粒径大小为200nm。
46.具体的，氧化铝粉体、氧化锆粉体、氧化钛粉体、氧化锌粉体和氧化镁粉体的粒径大小为500nm。
47.一种金属表面纳米防护涂层制备方法，包括以下步骤：s1：称取聚硅氧烷树脂、氧化铝粉体、氧化锆粉体、氧化钛粉体、氧化锌粉条和氧化镁粉体，将其混合均匀得到混合物料，放入容器中并保持搅拌状态，升温至80℃，并在此温度下保温4小时进行熟化，得到混合液a；s2：保温结束后，向混合液a中加入水、乙醇、正丙醇和乙二醇组成的混合溶剂，同时保持搅拌状态，得到混合液b；s3：将混合液b降温至-20℃，在此温度下球磨8小时；
s4：球磨结束后，将混合液b升温至60℃，加入硅溶胶，并在此温度下保温4小时，得到混合液c；s5：保温结束后，向混合液c中加入相应润湿剂，固化剂，流平剂，得到金属表面纳米防护涂料；s6：将金属表面纳米防护涂料通过喷涂或滚涂的方式均匀的覆在金属表面，进行260℃的热固化，得到金属表面纳米防护涂层。
48.具体的，步骤s3中，混合液b球磨后的颗粒物粒径为500nm。
49.具体的，步骤s6中，金属表面纳米防护涂层的厚度为900nm。
50.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。