[发明专利]金属表面无锈化学转化底漆

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面无锈化学转化底漆，可用于铁、铝、铜、锌、及其合金表面，具有较好的防锈效果，可以作为防锈底漆在室内使用，也可以与任何面漆配合在室外使用，属于底漆技术领域。

背景技术

能源成为制约我国经济发展的瓶颈问题，目前中国的能源储量与未来发展需求之间存在巨大的缺口，而这个缺口亦将越来越大。专家预测，到2020年，中国石油消费量将达4.3亿吨至6.1亿吨，而国内可供量却只有1.8亿吨至2亿吨，缺口达2.5亿吨至4.1亿吨。专家甚至预言，由于中国石油产量不可能大幅增长，今后新增的石油需求量几乎要全部依靠进口，到2020年前后，石油进口量有可能超过3亿吨，而成为世界第一大油品进口国。中国目前的石油消费量为3.1亿吨，占全球石油消费量的8％左右。如果能使用水性涂料替换溶剂型的防腐涂料就可以节约宝贵的石油资源，并且使排向空气中的溶剂大量减少，具有很好的经济、环境及社会效益。一直以来使用水性涂料替换溶剂型涂料几乎是所有化学从业人员的梦想，但因为传统水性钝化底漆性能的缺陷，多年来钝化剂仍使用六价铬或者三价铬，也有人使用水性无机富锌底漆替代溶剂型防腐漆，但因只能用在钢铁表面，对有色金属无钝化作用，加之价格较高，也不能得到大规模的使用。

目前，水性金属化学转化底漆的配方一般为：铈镧或氧化物1-10％、硝酸或磷酸1-15％、脂肪胺2-15％、钒酸铋0.5-10％、去离子水55-75％，铈镧或氧化物为钝化剂，硝酸或磷酸提供酸性介质，脂肪胺为腐蚀抑制剂，钒酸铋为促进剂和辅助钝化剂，去离子水为溶剂。

其工艺为：

1.在耐酸不锈钢搅拌釜中加入全部去离子水，在300转/分钟的转速下加入硝酸或磷酸，搅拌均匀后加入脂肪胺；

2.继续搅拌10分钟后，加入铈镧或其氧化物，钒酸铋，至固体颗粒消失可以放料。

这种水性金属化学转化底漆缺点：

1.稀土元素用量比较少，形成的钝化膜不够致密，防腐蚀性不高；

2.配方无添加树脂成分，膜层的附着力不牢，封闭性差；

3.对不同基体金属钝化反应不稳定，在不同金属表面效果差异比较大。

无锈化学转化一直使用较普遍，但主要是六价铬体系，后改用三价铬后环保性有所改善但钝化性也较差，稀土钝化国外从七十年代开始尝试，但一直不能解决与树脂的配伍性问题，仅靠无机氧化膜效果不好，所以一直没有推广开。

发明内容

本发明的目的是提供一种防腐性能好，节约资源，能成膜的金属表面无锈化学转化底漆。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种金属表面无锈化学转化底漆，其特征在于，由以下重量百分比原料组成：钝化剂10-32、成膜物60-70、PH控制剂5-13、硅烷耦联剂0.3-1、溶剂2-10，

其生产工艺为：

步骤1.将各种原料按重量百分配比用计量器具进行精确称量；

步骤2.在搅拌釜内加入全部去离子水，加入PH控制剂开动高速分散机调整转速至50-300转/分钟混合2-20分钟至均匀；

步骤3.将转速提高至100---800转/分钟的情况下加入钝化剂，搅拌5---30分钟，至稀土完全溶解。

步骤4.在200---1000转/分钟条件下加入成膜物和硅烷耦联剂，混合5---40分钟至组分均匀后出料。

所述的钝化剂为铈或其氧化物、铕或其氧化物、镧或其氧化物的至少一种；

所述的成膜物为偏氯乙烯改性丙烯酸乳液；所述的PH控制剂为浓度50％的植酸和浓度40％的硝酸；所述的溶剂为去离子水。

植酸是一个良好络合和金属钝化剂，与稀土元素配合效果较好。

钝化剂也为稀土元素，稀土在酸性条件下溶解成阳离子金属盐，具有强氧化性，可以与铁、铝、锌及其合金发生钝化反应，生成致密的稀土钝化膜。

反应方程式：1.Me₂O₃+3HNO₃＝Me(NO₃)₃+3H₂O式中Me表示稀土元素

2.植酸水解：C₆H₁₈O₂₄P₆→18H⁺¹⁸+C₆O₂₄P₆^-18