專利名稱：一種硅烷改進(jìn)的陰極電泳防護(hù)涂層及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅烷改進(jìn)的陰極電泳防護(hù)涂層及其用途。
背景技術(shù)：
眾所周知，除了少量貴重惰性金屬(鉬、金等)外，絕大多數(shù)金屬由于在自然條件下易發(fā)生腐蝕，在使用之前一般都要經(jīng)過防護(hù)處理以提高其耐蝕性能，延長使用壽命。盡管目前已開發(fā)出各種新型的防護(hù)技術(shù)，有機(jī)涂層(包括電泳涂層)仍是目前金屬最主要防護(hù)手段。傳統(tǒng)的有機(jī)涂層涂覆技術(shù)包含金屬表面預(yù)處理-底漆-面漆等程序，使用較復(fù)雜，并且在這些過程中會加入鉻酸鹽，磷酸鹽，鉛化物等，以提高涂層與基體結(jié)合力，同時(shí)提供腐蝕緩蝕作用。但是這些添加物對環(huán)境和生物體有很大的危害和毒性。硅烷化預(yù)處理技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種金屬預(yù)處理技術(shù)，主要是采用環(huán)境友好的硅烷偶聯(lián)劑為原料對金屬進(jìn)行預(yù)處理，可以有效的避免鉻酸鹽和磷酸鹽處理時(shí)對環(huán)境造成的污染。而采用電泳涂裝技術(shù)在經(jīng)過預(yù)處理之后的金屬上制備水性涂層，由于具有環(huán)境友好、原料利用率高等特點(diǎn)，在汽車工業(yè)中、家電行業(yè)中已被廣泛應(yīng)用。目前，已有使用硅氧烷物質(zhì)與涂層結(jié)合的報(bào)道，但是所用的硅烷要么作為電泳漆樹脂固化劑，要么使用預(yù)先制備好的硅氧烷聚合物。申請?zhí)枮镃N200410095657. 7的專利中將硅氧烷作為合成電泳漆涂料的組分之一，即硅烷用量與樹脂用量具有近似的當(dāng)量， 其中，硅烷直接作為樹脂的固化劑，然而這樣加大了應(yīng)用成本，并且該專利中的硅烷所起的作用是在外加電壓下與電泳漆的樹脂發(fā)生反應(yīng)，促進(jìn)電泳漆聚合成膜過程。申請?zhí)枮?CN0312728. 1的專利中將硅烷作為乙烯共聚物樹脂的改性劑制備水性樹脂。而張凱等人(湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，31 O) 79)中報(bào)道了硅氧烷聚合物的水性金屬重防腐涂料及水性環(huán)氧富鋅硅烷重金屬防腐涂料的研制的文獻(xiàn)報(bào)道。僅采用微少量的硅烷單體作為電泳漆添加劑制備防護(hù)性電泳漆涂層，用于提高電泳涂層與金屬基體的結(jié)合力，進(jìn)而提高電泳漆防護(hù)性能的文獻(xiàn)尚未見報(bào)道。倘若在電泳漆體系中加入微少量硅烷單體，利用陰極電位作用下產(chǎn)生的OH-離子，促進(jìn)硅烷Si-(OR) χ中的-OR基團(tuán)的水解形成生成-0H，使在制備電泳漆過程中，金屬表面優(yōu)先生成一層硅烷膜， 起到“預(yù)處理”的作用，避免了對環(huán)境和生物有較大污染和危害的鉻酸鹽和磷酸鹽的使用。 同時(shí)，未發(fā)生水解的-OR基團(tuán)能與后續(xù)電泳漆涂層發(fā)生反應(yīng)，改善了基體與后續(xù)電泳漆涂層間的結(jié)合力，從而提高了電泳漆涂層的防護(hù)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硅烷改進(jìn)的陰極電泳防護(hù)涂層及其用途。硅烷改進(jìn)的陰極電泳涂層制備方法的步驟如下
1)向水性電泳涂料中加入質(zhì)量百分比為0.1 % 5.0 %有機(jī)硅烷單體，攪拌均勻，以被保護(hù)的金屬基材為陰極，以石墨或耐酸不銹鋼為陽極，陰陽極間距為20 50 cm，槽液溫度為25 30 °C，電泳電壓40 200V，電泳時(shí)間1 3 min ；
2)用水沖洗除去附著在金屬表面殘余的電泳漆，自然晾干后，放入空氣鼓風(fēng)干燥箱， 120 200 °C下固化15 30 min，得到經(jīng)硅烷改性的陰極電泳漆涂層，厚度均為23 25 Mrn0所述的有機(jī)硅氧烷為單硅烷或雙硅烷，單硅烷的結(jié)構(gòu)通式為
權(quán)利要求
1.一種硅烷改進(jìn)的陰極電泳漆涂層的制備方法，其特征在于它的步驟如下1)向水性電泳涂料中加入質(zhì)量百分比為0.1% 5.0 %有機(jī)硅烷單體，攪拌均勻，以被保護(hù)的金屬基材為陰極，以石墨或耐酸不銹鋼為陽極，陰陽極間距為20 50 cm，槽液溫度為25 30 °C，電泳電壓40 200V，電泳時(shí)間1 3 min ；2)用水沖洗除去附著在金屬表面殘余的電泳漆，自然晾干后，放入空氣鼓風(fēng)干燥箱， 120 200 °C下固化15 30 min，得到經(jīng)硅烷改性的陰極電泳漆涂層，厚度均為23 25 μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷改進(jìn)的陰極電泳涂層的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)硅氧烷為單硅烷或雙硅烷，單硅烷的結(jié)構(gòu)通式為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷改進(jìn)的陰極電泳涂層的制備方法，其特征在于所述的水性電泳涂料為水性環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧聚氨酯樹脂。
4..根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷改進(jìn)的陰極電泳涂層的制備方法，其特征在于所述的所述被保護(hù)的金屬為碳鋼、鍍鋅鋼、冷軋鋼、鋁、鋅、銅、鎂或錫及其合金。
5. 一種如權(quán)利要求1所述方法制備的硅烷改進(jìn)的陰極電泳涂層的用途，其特征在于 用于金屬的腐蝕防護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用有機(jī)硅氧烷組分為添加劑的陰極電泳涂層的制備方法。向水性電泳涂料中加入質(zhì)量百分比為0.1%~5.0%有機(jī)硅烷單體，攪拌均勻，以被保護(hù)的金屬基材為陰極，以石墨或耐酸不銹鋼為陽極，陰陽極間距為20～50cm，槽液溫度為25～30℃，電泳電壓40～200V，電泳時(shí)間1～3min。水沖洗除去附著在金屬表面殘余的電泳漆，自然晾干后，放入空氣鼓風(fēng)干燥箱，120~200℃下固化15~30min，得到經(jīng)硅烷改性的陰極電泳漆涂層，厚度均為23～25μm。本發(fā)明硅烷添加劑的用量少、成本低、環(huán)境友好，但可改善電泳漆的機(jī)械性能、抗吸水性能、提高涂層與基體結(jié)合力的同時(shí)大幅度提高電泳漆涂層的耐蝕性能。
文檔編號C09D5/44GK102206848SQ20111002433
公開日2011年10月5日 申請日期2011年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月23日
發(fā)明者伍廉奎, 劉倞, 張鑒清, 胡吉明 申請人:浙江大學(xué)