一種金屬防護涂料及其用途和熱鍍金屬材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種金屬防護涂料，該金屬防護涂料由一種原料混合物混合均勻后得到，所述原料混合物含有水溶性硅酸鹽、氧化硅填料、促進劑、水溶性成膜樹脂、N-β-氨乙基-γ-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑和水。本發(fā)明還提供了上述金屬防護涂料在制備金屬材料中的用途。本發(fā)明還提供了一種熱鍍金屬材料，該熱鍍金屬材料包括熱鍍金屬基材和附著在該熱鍍金屬基材上的涂層，所述涂層為如上所述的金屬防護涂料的固化產(chǎn)物。本發(fā)明提供的金屬防護涂料形成的防護膜的耐蝕性、耐水性、耐熱性和耐指紋性均十分優(yōu)良。
【專利說明】一種金屬防護涂料及其用途和熱鍍金屬材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬防護領(lǐng)域，具體地，涉及一種金屬防護涂料，該金屬防護涂料的用途和一種熱鍍金屬材料。
【背景技術(shù)】
[0002]熱鍍金屬材料，包括熱鍍鋅金屬材料和熱鍍鋁鋅金屬材料，為了防止發(fā)生銹蝕，都會在熱鍍金屬材料的表面涂敷一層金屬防護涂料以形成防護膜。因而金屬防護涂料的性能對于熱鍍金屬材料的防銹蝕十分重要。
[0003]例如，CN101608306A公開了一種鈍化液，也屬于一種金屬防護涂料，其特征在于，該鈍化液為含有水溶性鑰化合物、硼酸、水溶性有機物和硅溶膠的水溶液，其中，所述水溶性有機物為醇和有機羧酸的混合物。
[0004]但實驗證明，該金屬防護涂料形成的防護膜的耐蝕性、耐水性、耐熱性和耐指紋性仍然較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的金屬防護涂料形成的防護膜的耐蝕性、耐水性、耐熱性和耐指紋性較差的缺陷，提供一種能夠形成耐蝕性、耐水性、耐熱性和耐指紋性較好的防護膜的金屬防護涂料。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種金屬防護涂料，該金屬防護涂料由一種原料混合物混合均勻后得到，所述原料混合物含有水溶性硅酸鹽、氧化硅填料、促進劑、水溶性成膜樹脂、Ν-β-氨乙基-Y-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑和水；所述促進劑含有第一促進劑和/或第二促進劑，所述第一促進劑為吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮中的至少一種，所述第二促進劑為硫脲和/或尿素；所述Ν-β -氨乙基-Y -氨丙基硅烷偶聯(lián)劑為 NH2 (CH2)2NH (CH2)3Si (OCH2CH3) 3、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3 和NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3SiCH3 (OCH3) 2 中的至少一種。
[0007]本發(fā)明還提供了上述金屬防護涂料在制備金屬材料中的用途。
[0008]本發(fā)明還提供了一種熱鍍金屬材料，該熱鍍金屬材料包括熱鍍金屬基材和附著在該熱鍍金屬基材上的涂層，所述熱鍍金屬基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱鍍鋁鋅鎂金屬基材中的至少一種，其特征在于，所述涂層為如上所述的金屬防護涂料的固化產(chǎn)物。
[0009]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的金屬防護涂料形成的防護膜的耐蝕性、耐水性、耐熱性和耐指紋性均十分優(yōu)良。
[0010]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0011]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0012]根據(jù)本發(fā)明提供的金屬防護涂料，其中，該金屬防護涂料由一種原料混合物混合均勻后得到，所述原料混合物含有水溶性硅酸鹽、氧化硅填料、促進劑、水溶性成膜樹脂、Ν-β-氨乙基-Y-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑和水；所述促進劑含有第一促進劑和/或第二促進劑，所述第一促進劑為吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮中的至少一種，所述第二促進劑為硫脲和/或尿素；所述Ν-β-氨乙基-Y-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑為 NH2 (CH2)2NH (CH2)3Si (OCH2CH3) 3、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3 和NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3SiCH3 (OCH3) 2 中的至少一種。
[0013]其中，NH2(CH2) 2 NH (CH2) 3Si (OCH2CH3) 3 (稱為 N-β -氛乙基-gamma-氛丙基二乙氧基硅烷)、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3 (稱為N-β -氨乙基-Y -氨丙基三甲氧基硅烷)和NH2(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2 (稱為N-β -氨乙基1-氨丙基甲基二甲氧基硅烷)，可以用作硅烷偶聯(lián)劑，市售的可用作硅烷偶聯(lián)劑的各種上述化學(xué)式所示的商品都可以用于本發(fā)明。
[0014]其中，該金屬防護涂料為所述原料混合物混合均勻后得到，并且為較為穩(wěn)定且均一的液體。優(yōu)選情況下，所述原料混合物中的各組分在該金屬防護涂料臨用前1-180天混合均勻。其中，對各成分的混合順序沒有特別要求，可以直接將所述原料混合物中的各組分進行同時、分批或分步混合，只要能得到均勻的穩(wěn)定相即可，優(yōu)選通過攪拌使混合更加均勻。
[0015]根據(jù)本發(fā)明提供的金屬防護涂料，其中，相對于I重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述N-β -氨乙基- Y-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑的用量可以為0.5-4.5重量份，優(yōu)選為1.4-1.8重量份。
[0016]其中，相對于I重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述促進劑的含量可以為0.2-1.8重量份，優(yōu)選為0.5-0.7重量份。
[0017]其中，所述第一促進劑和第二促進劑之間的重量比沒有特別的要求，例如所述第一促進劑和第二促進劑之間的重量比可以為1:(0.5-2)。
[0018]其中，相對于I重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述氧化硅填料的用量可以為0.25-2.2重量份，優(yōu)選為0.6-0.85重量份。
[0019]其中，相對于I重量份的所述水溶性硅酸鹽，以固體計，所述水溶性成膜樹脂的用量可以為0.8-6.8重量份，優(yōu)選為2.1-2.7重量份。此處固體與用于計算或表示固含量的固體含義相同，即為水溶性成膜樹脂除去溶劑后剩余的成分。
[0020]其中，相對于I重量份的所述水溶性硅酸鹽,水的用量為10-100重量份，優(yōu)選為25-40重量份。需要說明的是，本發(fā)明中所說的水的用量是指另外添加的水的量，不包括上述以溶液或乳液方式添加的其它組分中帶有的水的量。
[0021]根據(jù)本發(fā)明提供的金屬防護涂料，其中，為了進一步提高所述金屬防護涂料的性能，優(yōu)選情況下，所述Ν-β-氨乙基-Y-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑為 NH2(CH2)2NH(CH2)3Si (OCH2CH3) 3、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si (OCH3)3 和NH2(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2 按 1: (0.5-2): (0.5-2)的重量比混合得到的混合物。
[0022]根據(jù)本發(fā)明提供的金屬防護涂料，其中，所述水溶性硅酸鹽可以為硅酸鈉和/或硅酸鉀。[0023]根據(jù)本發(fā)明提供的金屬防護涂料，其中，所述氧化硅填料沒有特殊的要求，可以為以氧化硅為主體的各種填料，例如，所述氧化硅填料可以為納米二氧化硅粉和/或硅溶膠；優(yōu)選情況下，所述氧化硅填料為納米二氧化硅粉，所述納米二氧化硅粉的粒徑可以為10_90nm。
[0024]根據(jù)本發(fā)明提供的金屬防護涂料，其中，所述水溶性成膜樹脂可以為各種水溶性的且能夠用于成膜的改性的或未改性的樹脂，所述樹脂可以以合適的制品形式使用，例如水溶性乳液、水溶性溶液和水溶性固體中的至少一種，本發(fā)明沒有特別的要求，只要能夠用于成膜即可，例如，所述水溶性成膜樹脂可以為水溶性聚酯成膜樹脂(即由多元醇類單體和多元酸類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如購自廣州勵寶精細化工有限公司，牌號CB2200的聚酯樹脂)、水溶性苯丙成膜樹脂(即由苯乙烯類單體和丙烯酸(酯)類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如購自廣州市超龍化工科技有限公司，牌號為xy-108b的苯丙乳液)、水溶性環(huán)氧成膜樹脂(即由含有環(huán)氧基的單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如購自東莞市黑馬化工有限公司，牌號為BH620的環(huán)氧樹脂)、水溶性聚氨酯成膜樹脂(即由多元異氰酸酯類單體和多元羥基化合物類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如購自福建晉江建華公司，牌號812的聚氨酯樹脂)、水溶性硅丙成膜樹脂(即由有機硅類單體和丙烯酸(酯)類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如青島興國涂料公司TC-05型硅丙乳液，固含量為48重量％)、水溶性丙烯酸成膜樹脂(即由丙烯酸(酯)類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如購自廣州歐鵬化工的牌號為A-3418的丙烯酸樹脂)和水溶性氟碳成膜樹脂(即由含氟類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如購自北京首創(chuàng)納米科技有限公司，牌號為SKFT-1的水性氟碳乳液)中的至少一種；優(yōu)選情況下，所述水溶性成膜樹脂為水溶性苯丙成膜樹月旨、水溶性環(huán)氧成膜樹脂、水溶性硅丙成膜樹脂、水溶性丙烯酸成膜樹脂、水溶性聚氨酯成膜樹脂和水溶性聚酯成膜樹脂中的至少一種。更優(yōu)選地，其中，所述水溶性硅丙成膜樹脂為Silomer 8861 乳液(購自 Richdale Special Chemicals Inc.,瑞德特殊化學(xué)公司)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明提供的金屬防護涂料，其中，為了進一步提高形成的防護膜的潤滑性能，優(yōu)選情況下，本發(fā)明的金屬防護涂料還含有潤滑助劑，所述潤滑助劑為二甲基硅油的水性乳液、聚醚改性的聚硅氧烷、聚乙烯蠟的水性乳液和氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的一種或多種。`
[0026]更優(yōu)選地，相對于I重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述潤滑助劑的含量為0.2-1.8重量份，進一步優(yōu)選為0.5-0.7重量份。
[0027]其中，所述二甲基硅油的水性乳液的固含量可以為10-90重量％，優(yōu)選為30-80重量％。需要說明的是，二甲基硅油的水性乳液在用于配制本發(fā)明提供的金屬防護涂料時，其用量是指水性乳液的總重量乘以其固含量后得到的數(shù)值。需要說明的是，所述二甲基硅油的水性乳液的固含量是指制備所述二甲基硅油的水性乳液所用的二甲基硅油的含量。所述二甲基硅油是指水不溶性的未改性的二甲基硅油。
[0028]其中，所述二甲基硅油的水性乳液中的二甲基硅油的粘度可以為500-50000mPa.s，優(yōu)選為 1000-40000mPa.s，更優(yōu)選為 1500-30000mPa.S。
[0029]其中，所述聚醚改性的聚硅氧烷俗稱水溶性二甲基硅油，現(xiàn)有的各種水溶性二甲基硅油均可以在本發(fā)明中作為所述潤滑助劑用于實現(xiàn)本發(fā)明的目的。優(yōu)選所述聚醚改性的聚硅氧烷為粘度為100-10000mPa.s，優(yōu)選為500_8000mPa.s，更優(yōu)選為1000_6000mPa.s,更進一步優(yōu)選為2000-5000mPa.s的水溶性二甲基硅油。
[0030]需要說明的是，本發(fā)明中未做相反說明的情況下，所述粘度是指在25°C下測得的表觀粘度數(shù)值。
[0031]其中，所述聚乙烯蠟的水性乳液可以是按照常規(guī)方法將聚乙烯蠟乳化后得到的水性乳液，所述聚乙烯蠟的水性乳液的固含量可以為30-60重量％，優(yōu)選為40-50重量％。需要說明的是，聚乙烯蠟的水性乳液在用于配制本發(fā)明提供的金屬防護涂料時，其用量是指水性乳液的總重量乘以其固含量后得到的數(shù)值。
[0032]其中，所述聚乙烯蠟的水性乳液中的聚乙烯蠟的熔點可以為90-130°C，優(yōu)選為100-120°C，更優(yōu)選為 105-115°C。
[0033]其中，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液可以是按照常規(guī)方法將氧化聚乙烯蠟乳化后得到的水性乳液，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液的固含量可以為30-60重量％，優(yōu)選為40-50重量％。需要說明的是，氧化聚乙烯蠟的水性乳液在用于配制本發(fā)明提供的金屬防護涂料時，其用量是指水性乳液的總重量乘以其固含量后得到的數(shù)值。
[0034]其中，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的氧化聚乙烯蠟的熔點可以為80_120°C，優(yōu)選為90-115°C，更優(yōu)選為100-110°C。
[0035]需要說明的是，本發(fā)明中未作相反說明的情況下，聚乙烯蠟和氧化聚乙烯蠟的熔點是指按照GB/T 2539-2008石油蠟熔點的測定-冷卻曲線法測定的數(shù)值。
[0036]其中，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的氧化聚乙烯蠟的酸值可以為5_60mgK0H/g，優(yōu)選為10-50mgK0H/g。其中，所述酸值是按照GB/T 264-83石油產(chǎn)品酸值測定法測定的數(shù)值。
`[0037]除了含有上述成分之外，本發(fā)明的金屬防護涂料還可以含有其它各種不影響金屬防護涂料性質(zhì)的組分，如染料、顏料、分散劑和消泡劑中的一種或多種。以該金屬防護涂料的總重量為基準，其它組分的含量不超過20重量％，優(yōu)選不超過10重量％。所述消泡劑可以是本領(lǐng)域公知的各種消泡劑，例如聚醚類消泡劑、高碳醇類消泡劑和硅類消泡劑等中的一種或多種。更具體地說，所述消泡劑可以為商購自例如東營市石大創(chuàng)新科技有限責(zé)任公司的SD-401系列消泡劑中的一種或多種。優(yōu)選情況下，以所述金屬防護涂料的總量為基準，所述消泡劑的含量為0.01-0.05重量％。
[0038]本發(fā)明的金屬防護涂料無需稀釋可以直接使用。
[0039]本發(fā)明還提供了上述金屬防護涂料在制備金屬材料中的用途。上述金屬防護涂料可以以本領(lǐng)域常規(guī)的方式用于制備各種金屬材料。
[0040]根據(jù)本發(fā)明提供的熱鍍金屬材料，該熱鍍金屬材料包括熱鍍鋅金屬基材和附著在該熱鍍金屬基材上的涂層，所述熱鍍金屬基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱鍍鋁鋅鎂金屬基材中的至少一種，其特征在于，所述涂層為如上所述的金屬防護涂料的固化產(chǎn)物。
[0041 ] 其中，所述熱鍍鋅金屬基材可以為含有鋅鍍層的金屬基材，所述鋅鍍層中，鋅的含量可以為92.5-95.5重量％。所述鋅鍍層還可含有其它常規(guī)成分，如硅。
[0042]其中，所述熱鍍鋁鋅金屬材料可以為含有鋅鋁鍍層的金屬基材，所述鋅鋁鍍層中，鋅的含量可以為41.5-43.5重量％，鋁的含量可以為51.5-55.0重量％。所述鋅鋁鍍層還可含有其它常規(guī)成分，如娃。[0043]其中，熱鍍鋁鋅鎂金屬基材可以為含有鋁鋅鎂鍍層的金屬基材，所述鋁鋅鎂鍍層中，鋅的含量可以為85.5-99.2重量％，鋁的含量可以為0.2-11重量％，鎂的含量可以為0.5-3重量％。所述鋁鋅鎂鍍層還可含有其它常規(guī)成分，如硅。
[0044]根據(jù)本發(fā)明提供的熱鍍金屬材料，其中，所述涂層的厚度可以為熱鍍金屬基材上的防腐蝕涂層的常規(guī)厚度，為了提高所述涂層的性能，優(yōu)選情況下，所述涂層的厚度為0.05-2微米，優(yōu)選可以為0.1-1微米。
[0045]根據(jù)本發(fā)明提供的熱鍍金屬材料，其中，在熱鍍金屬基材上附著所述涂層的方法可以包括將所述金屬防護涂料附著在熱鍍金屬基材的表面上，然后干燥，干燥的溫度可以為60-120°C，優(yōu)選為90-110°C，時間可以為0.5-3秒。所述金屬防護涂料的用量可以根據(jù)涂層的厚度進行確定。
[0046]其中，所述干燥的方法，可以為熱風(fēng)干燥、感應(yīng)加熱和紅外輻射加熱中的一種或多種。
[0047]本發(fā)明中，未做相反說明的情況下，所有液體和固體的體積均指20°C，I標準大氣壓下的體積。
[0048]以下將通過實施例對本發(fā)明進行進一步詳細描述。以下實施例和對比例中，金屬防護涂料的各原料是基本上同時加入容器中的。
[0049]實施例1
[0050]將I重量份的水溶性硅酸鹽(硅酸鈉，購自保定潤豐實業(yè)有限公司)、0.6重量份的促進劑(吡咯烷酮和硫脲按重量比1:1混合后得到的混合物)、1.6重量份的Ν-β -氨乙基-Y -氨丙基硅烷偶聯(lián)劑(NH2 (CH2) 2NH(CH2) 3Si (OCH2CH3) 3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-793、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si (OCH3)3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-792)和NH2 (CH2) 2NH (CH`2) 3SiCH3 (OCH3) 2 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-602)等重量混合得到的混合物)、0.72重量份的氧化硅填料(納米二氧化硅粉，購自美國GE公司，RNS-E，平均顆粒大小20nm)、2.4重量份(以固體計)的水溶性成膜樹脂(水溶性硅丙成膜樹脂(Silomer 8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.,瑞德特殊化學(xué)公司，固含量為43重量％)))和28重量份的水，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到本實施例的金屬防護涂料。
[0051]對比例I
[0052]按照實施例1的方法制備金屬防護涂料，不同的是，用氨丙基三乙氧基硅烷(購自湖北力美達硅氟科技有限公司，牌號LMD-1100)代替Ν-β-氨乙基-Y-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑。
[0053]對比例2
[0054]按照實施例1的方法制備金屬防護涂料，不同的是，不加入促進劑。
[0055]對比例3
[0056]按照實施例1的方法制備金屬防護涂料，不同的是，不加入水溶性硅酸鹽。
[0057]對比例4
[0058]按照實施例1的方法制備金屬防護涂料，不同的是，不加入氧化硅填料。
[0059]實施例2
[0060]將I重量份的水溶性硅酸鹽(硅酸鉀，購自保定潤豐實業(yè)有限公司)、0.5重量份的促進劑(吡咯烷酮)、1.4重量份的Ν-β-氨乙基-Υ-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑(NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3Si (OCH2CH3) 3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-793、NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3Si (OCH3) 3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-792)和NH2(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-602)按照1:0.5:2的重量比混合得到的混合物)、0.6重量份的氧化硅填料(納米二氧化硅，購自美國GE公司，RNS-E，平均顆粒大小20nm)、2.1重量份(以固體計)的水溶性成膜樹脂(水溶性硅丙成膜樹脂(Silomer 8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.,瑞德特殊化學(xué)公司，固含量為43重量％)))和25重量份的水，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到本實施例的金屬防護涂料。
[0061]實施例3
[0062]將I重量份的水溶性硅酸鹽(硅酸鈉，購自保定潤豐實業(yè)有限公司)、0.7重量份的促進劑(硫脲)、1.8重量份的Ν-β-氨乙基-Y-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑(NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3Si (OCH2CH3) 3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-793、NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3Si (OCH3) 3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-792)和NH2(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-602)按照1:2:0.5的重量比混合得到的混合物)、0.85重量份的氧化硅填料(30重量％的硅溶膠，使用量以固體計)、2.7重量份(以固體計)的水溶性成膜樹脂(水溶性硅丙成膜樹脂(Silomer8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學(xué)公司，固含量為43重量％)))和40重量份的水，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到本實施例的金屬防護涂料。
[0063]實施例4
[0064]將I重量份的水溶性硅酸鹽(硅酸鈉，購自保定潤豐實業(yè)有限公司)、0.3重量份的促進劑(吡咯烷酮和硫脲 按重量比1:1混合后得到的混合物)、0.6重量份的Ν-β -氨乙基-Y -氨丙基硅烷偶聯(lián)劑(NH2 (CH2) 2NH(CH2) 3Si (OCH2CH3) 3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-793、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si (OCH3)3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-792)和NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3SiCH3 (OCH3) 2 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-602)等重量混合得到的混合物)、2.1重量份的氧化硅填料(納米二氧化硅粉，購自美國GE公司，RNS-E，平均顆粒大小20nm)、6.5重量份(以固體計)的水溶性成膜樹脂(水溶性硅丙成膜樹脂(Silomer 8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.,瑞德特殊化學(xué)公司，固含量為43重量％)))和90重量份的水，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到本實施例的金屬防護涂料。
[0065]實施例5
[0066]將I重量份的水溶性硅酸鹽(硅酸鈉，購自保定潤豐實業(yè)有限公司)、1.7重量份的促進劑(吡咯烷酮和硫脲按重量比1:1混合后得到的混合物)、4.5重量份的Ν-β -氨乙基-Y -氨丙基硅烷偶聯(lián)劑(NH2 (CH2) 2NH(CH2) 3Si (OCH2CH3) 3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-793、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si (OCH3)3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-792)和NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3SiCH3 (OCH3) 2 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-602)等重量混合得到的混合物)、0.3重量份的氧化硅填料(納米二氧化硅粉，購自美國GE公司，RNS-E，平均顆粒大小20nm)、l.0重量份(以固體計)的水溶性成膜樹脂(水溶性硅丙成膜樹脂(Silomer 8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.,瑞德特殊化學(xué)公司，固含量為43重量％)))和15重量份的水，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到本實施例的金屬防護涂料。[0067]實施例6
[0068]按照實施例1的方法制備金屬防護涂料，不同的是，N-β-氨乙基-Y-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑為NH2(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH2CH3)3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-793)。
[0069]實施例7
[0070]按照實施例1的方法制備金屬防護涂料，不同的是，N- β -氨乙基-Y -氨丙基硅烷偶聯(lián)劑為NH2(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-792)。
[0071]實施例8
[0072]按照實施例1的方法制備金屬防護涂料，不同的是，使用水溶性硅丙成膜樹脂(青島興國涂料公司TC-05型硅丙乳液，固含量為48重量％)作為水溶性成膜樹脂，并且添加潤滑助劑(二甲基硅油的水性乳液和聚醚改性的聚硅氧烷按重量比1:1混合后得到，二甲基硅油的水性乳液購自南京華拓化工有限公司，牌號為HTR-1，固含量為30重量％，是由25°C下的表觀粘度為25000mPa.s的二甲基硅油乳化后得到的；聚醚改性的聚硅氧烷購自東莞宏碁紡織染整助劑廠有限公司，25°C下的表觀粘度為3000mPa *s)，其中，相對于I重量份的水溶性硅酸鹽，潤滑助劑的用量為0.6重量份。
[0073]實施例9
[0074]按照實施例8的方法制備金屬防護涂料，不同的是，不添加潤滑助劑。
[0075]實施例10
[0076]使用水溶性苯丙成膜樹脂(購自廣州市超龍化工科技有限公司，牌號為xy-108b的苯丙乳液)作為水溶性成膜樹脂，并且添加潤滑助劑(聚乙烯蠟的水性乳液和氧化聚乙烯蠟的水性乳液按重量比1:1混合后得到，聚乙烯蠟的水性乳液購自東莞市宏廣塑膠原料經(jīng)營部，固含量為48重量％，聚乙烯蠟的熔點為110-115°c ;氧化聚乙烯蠟的水性乳液購自北京中冠特種蠟有限公司，固含量為48重量％，氧化聚乙烯蠟的熔點為105-110°C，酸值為14-21mgK0H/g)，其中，相對于I重量份的水溶性硅酸鹽，潤滑助劑的用量為0.5重量份。
[0077]實施例11
[0078]按照實施例1的方法制備金屬防護涂料，不同的是，使用水溶性環(huán)氧成膜樹脂(購自東莞市黑馬化工有限公司，牌號為BH620的水性環(huán)氧樹脂乳液)作為水溶性成膜樹脂，并且添加潤滑助劑(二甲基硅油的水性乳液，購自廣州市斯洛柯化學(xué)有限公司，固含量為80重量％，是由25°C下的表觀粘度為1500mPa.s的二甲基硅油乳化后得到的)，其中，相對于I重量份的水溶性硅酸鹽，潤滑助劑的用量為0.7重量份。
[0079]實施例12
[0080]按照實施例1的方法制備金屬防護涂料，不同的是，使用水溶性聚酯成膜樹脂(購自江蘇鹽城聚科化工有限公司，牌號為PE-10030-P的水性聚酯)作為水溶性成膜樹脂，并且添加潤滑助劑(二甲基硅油的水性乳液，購自廣州市斯洛柯化學(xué)有限公司，固含量為80重量％，是由25°C下的表觀粘度為1500mPa.s的二甲基硅油乳化后得到的)，其中，相對于I重量份的水溶性硅酸鹽，潤滑助劑的用量為0.7重量份。
[0081]制備實施例1[0082]取實施例1-12和對比例1-4得到的金屬防護涂料分別涂敷于鍍鋅鋼板(購自攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司，型號DX54D，鍍鋅層中含鋅95重量％)的表面，90-11 (TC下熱風(fēng)干燥2秒，得到處理后的鍍鋅鋼板1-16。其中，涂敷量使得鍍鋅鋼板1-16上的涂層的厚度均為0.8微米。涂層的厚度是用XRF (熒光光譜儀)測量儀測定的數(shù)值。
[0083]制備實施例2
[0084]取實施例1-12和對比例1-4得到的金屬防護涂料分別涂敷于鍍鋁鋅鋼板(購自攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司，型號DX51D+AZ，鍍鋁鋅層中含鋅42.5重量％，含鋁52.3重量％)的表面，90-110°C下熱風(fēng)干燥2秒，得到處理后的鍍鋁鋅鋼板1-16。其中，涂敷量使得鍍鋁鋅鋼板1-16上的涂層的厚度均為0.8微米。涂層的厚度是用XRF (熒光光譜儀)測量儀測定的數(shù)值。
[0085]制備實施例3
[0086]取實施例1-12和對比例1-4得到的金屬防護涂料分別涂敷于鍍鋁鋅鎂鋼板(購自攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司，型號DX53D+ZAM，鍍鋁鋅鎂層中含鋅91重量％，含鋁6重量％，含鎂3重量％)的表面，90-110°C下熱風(fēng)干燥2秒，得到處理后的鍍鋁鋅鎂鋼板1-16。其中，涂敷量使得鍍鋁鋅鎂鋼板1-16上的涂層的厚度均為0.8微米。涂層的厚度是用XRF(熒光光譜儀)測量儀測定的數(shù)值。
[0087]測試實施例1
[0088]按GB / T 101251997中規(guī)定的要求，進行中性鹽霧試驗，測定鍍鋅鋼板1-15、鍍鋁鋅鋼板1-16和鍍鋁鋅鎂鋼板1-16的耐腐蝕性能。按“鹽霧試驗96h，銹蝕面積< 20%”視為合格。
`[0089]按如下方法，測定鍍鋅鋼板1-16、鍍鋁鋅鋼板1-16和鍍鋁鋅鎂鋼板1_16的耐水性倉泛。
[0090]在水平放置的鍍鋅鋼板1-16、鍍鋁鋅鋼板1-16和鍍鋁鋅鎂鋼板1-16的表面，滴加約2毫升的沸水，經(jīng)24小時自然干燥后，用3M膠帶將滴水處粘附，對膠帶上沾下的斑點計數(shù)，根據(jù)每平方厘米膠帶上粘下斑點的計數(shù)，判斷膜層耐水性的好壞，粘下的斑點越多，耐水性越差。
[0091]按如下方法，測定鍍鋅鋼板1-16、鍍鋁鋅鋼板1-16和鍍鋁鋅鎂鋼板1-16的耐熱性。
[0092]將鍍鋅鋼板1-16、鍍鋁鋅鋼板1-16和鍍鋁鋅鎂鋼板1_16置于熱風(fēng)爐內(nèi)，在300°C下烘烤20分鐘，然后取出觀察涂層表面形貌變化，并采用色差儀測試烘烤前后試樣表面的Λ L(亮度變量)、Λ a(紅綠變量)、Ab (黃藍變量)值，并計算Λ E (色差)=(Λ L2+Λ a2+Ab2)1/2。ΔE越小涂層即具有越優(yōu)良的耐熱性。
[0093]按如下方法，測定鍍鋅鋼板1-16、鍍鋁鋅鋼板1-16和鍍鋁鋅鎂鋼板1_16的耐指紋性。
[0094]采用色差儀測試鍍鋅鋼板1-16、鍍鋁鋅鋼板1-16和鍍鋁鋅鎂鋼板1_16涂敷0.5克/平方米凡士林前后的AL (亮度變量)、Aa (紅綠變量)、Ab (黃藍變量)值，并計算ΛΕ(色差)=(Λ L2+ Λ a2+ Δ b2)1/2，Δ E越小涂層即具有越優(yōu)良的耐指紋性能。
[0095]在Μ-2000環(huán)塊式摩擦磨損試驗儀上，按照其說明書測定測試鍍鋅鋼板1-16、鍍鋁鋅鋼板1-16和鍍鋁鋅鎂鋼板1-16的涂層的動摩擦系數(shù)。[0096]如上所述的測試結(jié)果如表1所示。
[0097]表1
[0098]
【權(quán)利要求】
1.一種金屬防護涂料，該金屬防護涂料由一種原料混合物混合均勻后得到，所述原料混合物含有水溶性硅酸鹽、氧化硅填料、促進劑，水溶性成膜樹脂、N-β -氨乙基- Y-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑和水；所述促進劑含有第一促進劑和/或第二促進劑，所述第一促進劑為吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮中的至少一種，所述第二促進劑為硫脲和/或尿素；所述N-β -氨乙基- Y-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑為NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3S i (OCH2CH3) 3、NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3Si (OCH3) 3 和 NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3SiCH3 (OCH3) 2 中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬防護涂料，其中，相對于I重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述促進劑的含量為0.2-1.8重量份，所述N- β -氨乙基-Y -氨丙基硅烷偶聯(lián)劑的用量為0.5-4.5重量份，所述氧化硅填料的用量為0.25-2.2重量份，以固體計，所述水溶性成膜樹脂的用量為0.8-6.8重量份，水的用量為10-100重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬防護涂料，其中，相對于I重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述促進劑的含量為0.5-0.7重量份，所述N- β -氨乙基-Y -氨丙基硅烷偶聯(lián)劑的用量為1.4-1.8重量份，所述氧化硅填料的用量為0.6-0.85重量份，以固體計，所述水溶性成膜樹脂的用量為2.1-2.7重量份,水的用量為25-40重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的金屬防護涂料，其中，所述Ν-β-氨乙基 1-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑為 NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3Si (OCH2CH3) 3、NH2 (CH2) 2NH (CH2) 3Si (OCH3) 3 和NH2(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2 按重量比 1: (0.5-2): (0.5-2)混合得到的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的金屬防護涂料，其中，所述氧化硅填料為納米二氧化硅粉和/或硅溶膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的金屬防護涂料，其中，所述水溶性成膜樹脂為水溶性聚酯成膜樹脂、水`溶性苯丙成膜樹脂、水溶性環(huán)氧成膜樹脂、水溶性聚氨酯成膜樹月旨、水溶性硅丙成膜樹脂、水溶性丙烯酸成膜樹脂和水溶性氟碳成膜樹脂中的至少一種，其中，所述水溶性硅丙成膜樹脂優(yōu)選為Silomer 8861乳液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的金屬防護涂料，其中，所述原料混合物還含有潤滑助劑，所述潤滑助劑為二甲基硅油的水性乳液、聚醚改性的聚硅氧烷、聚乙烯蠟的水性乳液和氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的一種或多種，相對于I重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述潤滑助劑的含量為0.2-1.8重量份。
8.權(quán)利要求1-7中任意一項所述的金屬防護涂料在制備金屬材料中的用途。
9.一種熱鍍金屬材料，該熱鍍金屬材料包括熱鍍金屬基材和附著在該熱鍍金屬基材上的涂層，所述熱鍍金屬基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱鍍鋁鋅鎂金屬基材中的至少一種，其特征在于，所述涂層為權(quán)利要求1-7中任意一項所述的金屬防護涂料的固化產(chǎn)物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱鍍金屬材料，其中，所述涂層的厚度為0.1-1微米。
【文檔編號】C09D133/00GK103509441SQ201210220576
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】許哲鋒 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司