技術領域：

本發(fā)明涉及涂料技術領域，具體涉及一種水性無鉻鋅鋁防腐涂料及其制備方法。

背景技術：
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鋅鋁涂層(達克羅涂層)的高效防護性能主要依賴涂層中的含量大、毒性強的六價鉻，由于六價鉻在各國的使用已受到越來越嚴格的限制，如歐盟在2006年7月明確規(guī)定出口歐盟的電子電氣設備中禁止使用六價鉻，此項規(guī)定成為我國產品出口歐盟的技術壁壘。無鉻鋅鋁涂層是一種具有防腐蝕性能的涂層，由于其不含六價鉻，實現了清潔生產，因此作為達克羅的替代品已逐漸被廣泛接受。目前常用的鋅鋁涂料是用硅烷偶聯劑代替鉻酐，用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂以及酚醛樹脂的加入來改善涂料性能，提高涂料耐腐蝕性。

納米微粒加入到表面涂層中，對于涂層性能的改善有著顯著的作用，例如納米sio2顆粒加入到不同的材料中可以起到耐老化、增強作用、耐磨作用等。文獻《納米sio2改性環(huán)氧涂層的防腐性能》中發(fā)現當涂料中添加含量為2％的納米顆粒sio2時，涂層的耐蝕性達到最好。文獻《二氧化硅納米微粒對達克羅涂層性能的影響》中，向其中加入納米sio2后涂層的硬度提高了約1h，耐磨性和耐腐蝕性也有一定提高。專利《納米改性無鉻鋅鋁涂料及其制備方法》中是以聚酰亞胺樹脂和鈦酸酯偶聯劑為粘結劑的水性鋅鋁涂料體系，向其中加入1wt％以下的納米sio2和al2o3時，可使涂層的致密性及疏水性增強，能明顯提高涂層的硬度、耐蝕性及抗磨損能力。

鋅鋁涂料中常用的片狀鋅鋁粉在高溫烘烤時(200℃以上)可與金屬基底形成合金層從而提高防腐效果，而常用的粘結劑如丙烯酸樹脂、鈦酸酯等難以耐高溫；硅烷偶聯劑系列在水解后短時間內形成硅醇鍵，可與金屬基底可形成致密的-si-o-m-鍵，能起到優(yōu)良的粘結效果，但硅醇鍵隨時間的延長會發(fā)生自交聯，從而導致粘稠度增加、粘結作用減弱、涂料失效。

技術實現要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種水性無鉻鋅鋁防腐涂料及其制備方法，所述涂料中的揮發(fā)性有機物vocs含量極低，綠色環(huán)保、耐高溫、附著力強、色澤亮度高、耐蝕性好、耐中性鹽霧能力≥720h，耐磨性好，可長期保存。

本發(fā)明是通過以下技術方案予以實現的：

一種水性無鉻鋅鋁防腐涂料，包括a組分和b組分，a、b兩組分的質量比為1～1.3：1；按質量百分比計，a組分包括以下成分：鋅鋁粉總量：20～32wt％，潤濕劑：15～25wt％，分散劑：1-5wt％，納米sio2：0.5～1.5wt％；按質量百分比計，b組分包括以下成分：有機硅樹脂乳液：15～25wt％，去離子水：20～30wt％，緩蝕劑：0.5～1.0wt％，增稠劑：0.05～0.5wt％，附著力促進劑：1-5wt％，消泡劑：0.05-0.5wt％，成膜助劑、流平劑和光亮劑總量為：0.05-0.5wt％。其中a組分鋅鋁粉中鋅粉、鋁粉的質量比為3.5～4.5:1，潤濕劑為乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、異丙醇中的一種或兩種；分散劑為吐溫-20、壬基酚聚氧乙烯醚(np-10)、烷基酚聚氧乙烯醚(op-10)中的一種；b組分有機硅樹脂選自苯甲基硅樹脂、硅酮樹脂中的一種或兩種；緩蝕劑為鉬酸鈉、磷鉬酸鈉、鎢酸鈉、磷鎢酸鈉中的一種；增稠劑為羥乙基纖維素、纖維素醚、締合型堿溶脹增稠劑、聚氨酯增稠劑中的一種或兩種；附著力促進劑為聚氨酯型附著力促進劑；消泡劑為水性有機硅或聚氨酯消泡劑中的一種；成膜助劑為聚氨酯成膜助劑。

特別地，所述鋅鋁粉呈鱗片狀，厚度為0.1～0.3μm，粒徑為10～25μm；納米sio2粒徑為15-20nm。

所述水性無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法包括以下步驟：將a組分中的鋅鋁粉、潤濕劑、分散劑、納米sio2按配比混合后倒入研磨機研磨30-60分鐘；然后加入b組分中各組分，a、b兩組分的質量比為1～1.3：1，機械攪拌5-10小時，制得水性無鉻鋅鋁防腐涂料。

所述水性無鉻鋅鋁防腐涂料在涂覆時將a、b兩組分混合即可，在欲防腐的處理過的金屬基體材料上浸涂處理所述水性無鉻鋅鋁防腐涂料，烘烤溫度250～300℃之間，用二涂二烘工藝，兩涂后膜厚≤15μm，耐中性鹽霧能力≥720h。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明使用苯甲基硅樹脂、硅酮樹脂中的一種或兩種為粘結劑，可避免鉻酐中的重金屬鉻帶來的污染，同時可耐300℃高溫、附著力強，解決了采用其他類樹脂的高溫分解發(fā)黃的問題，也解決了硅氧烷粘結劑的不易儲存的問題；

(2)本發(fā)明納米sio2粉末既可做高溫粘結劑來填補涂層的空隙，又可提高涂層的硬度和耐磨性；附著力促進劑可提高涂液的附著力；所用的增稠劑可有效防止涂液的分層；

(3)本發(fā)明制得的涂液在兩涂膜厚≤15μm時，附著力可達1級，耐中性鹽霧能力≥720h，性能優(yōu)于同類別的含鉻鋅鋁防腐涂料或油性鋅鋁涂料；

(4)本發(fā)明提供的水性無鉻鋅鋁涂料不含低沸點有機溶劑，揮發(fā)性有機物vocs含量極低，在涂裝過程中對人體及環(huán)境危害極小，符合綠色環(huán)保涂料的發(fā)展趨勢。

總之，本發(fā)明所述涂料中的vocs含量極低，綠色環(huán)保、耐高溫、附著力強、色澤亮度高、耐蝕性好、耐中性鹽霧能力≥720h、耐磨性好，可長期保存。

具體實施方式：

以下是對本發(fā)明的進一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。

實施例1：

提供的防腐涂料由a、b兩組分混合而成，a、b兩組分的質量比為1.17∶1，其中，a組分由鋅粉、鋁粉、納米sio2、潤濕劑以及分散劑組成，鋅鋁粉呈鱗片狀，其平均粒徑為10～25μm，厚度為0.1～0.3μm；納米sio2粉末的粒徑為15～20nm，潤濕劑為二丙二醇；分散劑為壬基酚聚氧乙烯醚(np-10)。具體組成為鋅粉24wt％，鋁粉6wt％，潤濕劑：18wt％，分散劑：5wt％，納米sio2：1wt％。

b組分由有機硅樹脂的乳液、去離子水、緩蝕劑、增稠劑、附著力促進劑、消泡劑、成膜助劑組成，其中有機硅乳液為苯甲基硅樹脂，加入量為23wt％，去離子水占20wt％，緩蝕劑1.0wt％，增稠劑0.4wt％，附著力促進劑1wt％，消泡劑0.5wt％，成膜助劑、流平劑和光亮劑總量0.1wt％。具體操作步驟：先將鋅粉、鋁粉、納米sio2、潤濕劑、分散劑研磨1小時，然后倒入b組分，機械攪拌10小時得到所述水性無鉻鋅鋁防腐涂料。

由本實施例制成的無鉻金屬防腐涂料不含低沸點有機溶劑，揮發(fā)性有機物vocs含量約為24％，且可耐300℃高溫，具有較好的防腐性能，在兩涂兩烘、膜厚厚度約15μm的條件下，所得涂層的耐中性鹽霧能力≥720h。

實施例2：

a、b兩組分的質量比為1.02:1，a組分組成成分同實施例1，具體組成成分含量為：鋅粉為23wt％，鋁粉6wt％，潤濕劑：16wt％，分散劑：4wt％，納米sio2：1.5wt％。

b組分組成成分同實施例1，其中有機硅乳液為苯甲基硅樹脂，加入量為24wt％，去離子水占21.5wt％，緩蝕劑：1.0wt％，增稠劑：0.5wt％，附著力促進劑：1.5wt％，消泡劑：0.5wt％，成膜助劑、流平劑和光亮劑總量0.5wt％。

具體操作步驟同實施例1。

由本實施例制成的無鉻金屬防腐涂料揮發(fā)性有機物vocs含量約為22％，且可耐300℃高溫，具有較好的防腐性能，在兩涂兩烘、膜厚厚度約15μm的條件下，所得涂層的耐中性鹽霧能力≥720h。

實施例3

a、b兩組分的質量比為1.27∶1，a組分組成成分同實施例1，具體組成成分含量為：鋅粉25wt％，鋁粉6.5wt％，潤濕劑：19wt％，分散劑：5wt％，納米sio2：0.5wt％。

b組分組成為：有機硅樹脂乳液：20wt％，去離子水：20wt％，緩蝕劑：1.0wt％，增稠劑：0.5wt％，附著力促進劑：2wt％，消泡劑：0.45wt％，成膜助劑、流平劑和光亮劑總量為0.05wt％。將a組分充分研磨后與b組分混合在一起，機械攪拌5～10小時，即得所述水性無鉻鋅鋁防腐涂料。

由本實施例制成的無鉻金屬防腐涂料揮發(fā)性有機物vocs含量約為27％，且可耐300℃高溫，具有較好的防腐性能，在兩涂兩烘、膜厚厚度約15μm的條件下，所得涂層的耐中性鹽霧能力≥720h。