锌铝涂料组合物和锌铝涂料及其制备方法以及含有锌铝涂层的制品与流程

本发明涉及涂料，具体涉及一种锌铝涂料组合物和锌铝涂料及其制备方法以及含有锌铝涂层的制品。

背景技术：

1、汽车金属零部件的腐蚀不仅会严重影响整车性能及行驶安全性，同时也会带来巨大的经济浪费和环境问题。传统的锌铬涂层主要用于钢铁表面腐蚀防护，具有高耐蚀性、高附着力和优秀耐候性等特点，因此在汽车、军工等多个领域获得了广泛的应用。但是，由于锌铬涂料中含有六价铬，六价铬是有毒的致癌物，残留在固化后的涂层中，对人们的身体健康构成威胁，对环境的危害很大，目前世界范围内对于铬的使用都有明确的规定和限制，因此无铬化是涂料技术的发展趋势，研究新型的环保锌铝涂层技术势在必行。

2、富金属粉防腐涂料因具有防腐性能优异与价格合理等优点被广泛用于金属腐蚀防护领域。然而，金属粉的比表面积和表面能极高，颗粒在自然状态下极易团聚，难以均匀分散，从而导致微纳米粒径金属粉的诸多优异特性难以充分发挥。因此，如何消除金属粉颗粒之间的团聚效应，提高金属粉颗粒的分散性，是实现其优异的物理、化学特性的关键。纳米材料分散的方法有机械球磨、超声波分散、表面修饰改性、湿化学法等。

3、cn112280040a公开了一种新型绿色环保高防腐锌铝涂层，该锌铝涂层包括以下原料：170-218份高沸点醇类、380-450份锌粉、35-45份铝粉、300-400份绿色环保树脂，其中，该绿色环保树脂的制备方法包括以下步骤：取两种或三种硅烷偶联剂与纳米溶胶混合搅拌后，用溶液质量0.3-1倍的酸液水解后制得；其中，该硅烷偶联剂为kh550、甲基三甲氧基硅烷、kh560、甲酰基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯，纳米溶胶为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或纳米二氧化锆，该锌铝涂层不添加铬酸等有毒有害物质，但是，通过此方法得到的膜层硬度不高，为4h，铅笔硬度低，另外，制备工艺复杂、耐热性差；并且，由于采用硅类金属醇盐，耐蚀性很差。

4、cn114016102a公开了一种标准件的表面处理工艺，该表面处理工艺先采用电镀法制备锌镍合金层，再采用浸涂法制备锌铝涂层，在标准件表层负载了双层复合层，但是，工艺流程复杂，需要电镀锌镍涂层作为底涂。

5、cn110643997a公开了一种高防腐耐火烧的复合涂装工艺，工艺步骤为：除油→抛丸→达克罗或锌铝涂覆→导电性水性钝化→陶瓷涂覆。该复合涂装工艺使涂装的工件既保留了达克罗涂层的高耐蚀性，又克服了达克罗涂层耐酸碱性差的缺点，但是，需要在锌铝涂层后增加钝化和涂覆陶瓷涂层两道工序，工艺流程复杂。

6、cn109897537a公开了一种具有高耐盐雾性能的水性涂料结构涂层，该水性涂料结构涂层包括：一涂覆在基材上的硅烷膜，一涂覆在硅烷膜上的无铬锌铝涂层和一涂覆在无铬锌铝涂层上的硅烷膜；该高耐盐雾性能的水性涂料结构涂层具有协同强效果，结构简单、加工能耗低和高耐盐雾的优点，但是，具有涂层结构复杂的缺点。

7、因此，研究和开发具有优异防腐性能的新型涂层技术具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的锌铝涂料制备工艺复杂、价格高昂、品质不稳定、可耐铜盐加速乙酸盐雾试验效果差的缺陷问题，提供一种锌铝涂料组合物和锌铝涂料及其制备方法以及含有锌铝涂层的制品，本发明提供的锌铝涂料制备工艺简单、价格低廉，所制备的锌铝涂层加工温度低、耐高温性好、硬度高、附着力强、耐铜盐加速乙酸盐雾试验检测耐蚀性好，能够为各类金属基体提供良好的防护效果。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种锌铝涂料组合物，其中，所述锌铝涂料组合物包括金属粉、粘结剂、溶剂和助剂，且以所述锌铝涂料组合物的总重量为基准，所述金属粉的含量为30-70重量％，所述粘结剂的含量为5-20重量％，所述溶剂的含量为10-40重量％，所述助剂的含量为0.1-10重量％，其中，所述金属粉为锌粉和铝粉的混合物或为锌铝合金粉，所述粘结剂为环氧树脂、环氧改性硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和氟树脂中的一种或多种。

3、本发明第二方面提供了一种锌铝涂料，其中，所述锌铝涂料由前述所述的锌铝涂料组合物制备得到。

4、本发明第三方面提供了一种前述所述的锌铝涂料的制备方法，其中，所述的制备方法包括：

5、(1)将金属粉、一部分溶剂和第一助剂接触进行混合，得到组分a；

6、(2)将另一部分溶剂和第二助剂接触进行混合，得到组分b；

7、(3)将粘结剂加入到所述组分b中，得到组分c；

8、(4)在搅拌条件下，将所述组分c加入到所述组分a中，制备得到锌铝涂料。

9、本发明第四方面提供了一种含有锌铝涂层的制品，其中，所述制品包括基底材料以及覆着在所述基底材料表面上的锌铝涂层，所述锌铝涂层由前述所述的锌铝涂料经固化处理得到。

10、通过上述技术方案，本发明提供的锌铝涂料的制备方法简单、价格低廉，所制备的锌铝涂层加工温度低、耐高温性好、硬度高、附着力强、耐蚀性好，能够为各类金属基体提供良好的防护效果。而且该涂料可采用浸涂、刷涂和喷涂等不同的施工方式，性能稳定，使用方便。

11、本发明不含苯、二甲苯等有毒有机溶剂，具有涂层固化温度低、优异的耐蚀性、优良的抗冲击性能、与基体结合力强。且该锌铝涂层不添加铬酸等有毒有害物质，绿色环保。解决了目前国产锌铝涂层存在的价格高昂，品质不稳定，保存管理要求严格等问题。

12、在本发明中，优选情况下，本发明利用改性液对金属粉进行改性，只需要将两者混合，具有工艺简单、成本低廉、环境友好等优点。通过化学修饰手段使得改性金属粉表面形成一层保护膜，有效解决了金属粉的分散性、耐腐蚀性和抗沉降性。

技术特征：

1.一种锌铝涂料组合物，其特征在于，所述锌铝涂料组合物包括金属粉、粘结剂、溶剂和助剂，且以所述锌铝涂料组合物的总重量为基准，所述金属粉的含量为30-70重量％，所述粘结剂的含量为5-20重量％，所述溶剂的含量为10-40重量％，所述助剂的含量为0.1-10重量％，其中，所述金属粉为锌粉和铝粉的混合物或为锌铝合金粉，所述粘结剂为环氧树脂、环氧改性硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和氟树脂中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的锌铝涂料组合物，其中，以所述锌铝涂料组合物的总重量为基准，所述金属粉的含量为40-60重量％，所述粘结剂的含量为7-20重量％，所述溶剂的含量为12-40重量％，所述助剂的含量为0.1-8重量％；

3.根据权利要求1或2所述的锌铝涂料组合物，其中，以所述锌铝涂料组合物的总重量为基准，所述锌粉的含量为30-60重量％，所述铝粉的含量为1-20重量％；

4.根据权利要求1所述的锌铝涂料组合物，其中，所述粘结剂选自环氧树脂、环氧改性硅树脂和丙烯酸树脂中的一种或多种；

5.根据权利要求1所述的锌铝涂料组合物，其中，所述助剂包括第一助剂和第二助剂；所述第一助剂选自分散剂、偶联剂和润湿剂中的一种或多种，所述第二助剂选自流平剂、消泡剂和触变剂中的一种或多种；

6.根据权利要求5所述的锌铝涂料组合物，其中，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、酸酯类偶联剂、双金属类偶联剂和络合物类偶联剂中的一种或多种；

7.根据权利要求1或3所述的锌铝涂料组合物，其中，所述铝粉为鳞片状，粒径为4-25μm，厚度为0.1-0.2μm，松装密度为0.9-1.3kg/l；

8.根据权利要求1或2所述的锌铝涂料组合物，其中，所述溶剂选自酮、酯、醚、醇和烃中的一种或多种；

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的锌铝涂料组合物，其中，采用改性液对所述金属粉进行表面改性；

10.一种锌铝涂料，其特征在于，所述锌铝涂料由权利要求1-9中任意一项所述的锌铝涂料组合物制备得到。

11.一种权利要求10所述锌铝涂料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：

12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述第一助剂选自分散剂、偶联剂和润湿剂中的一种或多种；所述第二助剂选自流平剂、消泡剂和触变剂中的一种或多种；

13.一种含有锌铝涂层的制品，其特征在于，所述制品包括基底材料以及覆着在所述基底材料表面上的锌铝涂层，所述锌铝涂层由权利要求10所述的锌铝涂料经固化处理得到。

14.根据权利要求13所述的制品，其中，所述锌铝涂层的厚度为5-10μm；

技术总结
本发明涉及涂料技术领域，公开了一种锌铝涂料组合物和锌铝涂料及其制备方法以及含有锌铝涂层的制品，其中，以锌铝涂料组合物的总重量为基准，该锌铝涂料组合物包括30‑70重量％金属粉，5‑20重量％粘结剂，10‑40重量％溶剂，0.1‑10重量％助剂，金属粉为锌粉和铝粉的混合物或为锌铝合金粉，粘结剂为环氧树脂、环氧改性硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和氟树脂中的一种或多种。本发明提供的锌铝涂料制备工艺简单、价格低廉，制备的锌铝涂层加工温度低、耐高温性好、硬度高、附着力强、耐铜盐加速乙酸盐雾试验检测耐蚀性好，能够为各类金属基体提供良好的防护效果。

技术研发人员：张玉柱,宋文广,何祥旺,马兰,陈梁
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/4