[发明专利]用于铝合金保护的镁铝复合涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属腐蚀与防护领域，具体涉及一种适用于铝合金基体防腐蚀的涂料及其制备方法。

技术背景

铝合金的主要特点是密度小、强度高，易成型加工以及优异的物理、化学性能。广泛应用于化学工业、航空航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。然而铝合金在恶劣环境中耐蚀性较差，阻碍了铝合金的广泛应用。

涂覆涂层是在金属上应用最广泛的防腐蚀方法之一。铝合金表面具有良好保护作用的涂层中往往含有铬，而六价铬具有极高毒性及致癌作用。研制保护效果优秀且无铬的涂层是当务之急。近年间一些研究者也开发了对铝合金基材具有阴极保护作用的富镁涂层。富镁涂层对铝合金的保护作用已经得到证实，但富镁涂层还存在一些不足之处：涂层中的镁粉活性很高，在阴极保护过程中，镁粉发生强烈的牺牲阳极作用，会产生较强的电流作用，导致涂层中有机物的降解和老化加速；为了使涂层起到阴极保护作用，涂层中镁粉的体积应大于颜料的临界填充体积，而大量活性镁粉的存在会使涂层中缺陷增多，降低涂层的耐蚀性。目前，如何降低富镁涂层中镁粉的含量，适当减缓涂层中镁粉的消耗速度，延长涂层的保护寿命成为研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对铝合金具有良好防腐蚀性能的阴极保护涂料及其制备方法。

本发明所提供的用于铝合金保护的镁铝复合涂料，其特征在于，镁铝复合涂料的干膜的组成及其质量百分含量如下：

其中，所述的纯镁粉的平均粒度为10-20微米；纯铝粉的平均粒径为15-25微米。

本发明所提供的铝合金防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：

1）将环氧树脂、聚酰胺、纯镁粉、纯铝粉、消泡剂BYK-A530和硅烷偶联剂分别按如下质量百分含量进行备份：20%-35%、15%-30%、15%-30%、20%-35%、0.5-1.5%和0.5-1.5%，所述的镁粉平均粒度为10-20微米,纯铝粉的平均粒径为15-25微米；

2）将环氧树脂溶于二甲苯与正丁醇按质量比1:1-4:1(优选7:3)混合的溶剂中，配制成环氧树脂的质量分数为55%-75%的溶液；将聚酰胺溶于二甲苯与正丁醇按质量比1:1-4:1(优选7:3)混合的溶剂中，配制成聚酰胺的质量分数为55%-75%的溶液；

3）将镁粉与铝粉加入到步骤2）中配制的环氧树脂溶液中，混合均匀后，加入硅烷偶联剂，搅拌均匀，超声分散10-20分钟，而后加入步骤2）中配制的聚酰胺溶液和消泡剂BYK-A530，分散5-10分钟后，熟化1-10分钟，得到镁铝复合涂料。

本发明原理如下：

本发明通过向环氧清漆中添加镁粉和铝粉制成复合涂层，与铝合金相比，纯镁粉的腐蚀电位更低，在电解质溶液中镁粉容易失去电子变成阳极，铝合金则成为阴极，作为阳极的镁粉由于不断地失去电子而被腐蚀掉，作为阴极的铝合金表面不断得到电子，从而得到保护；即使涂层局部被破坏，铝合金基体也不会发生腐蚀。

本发明有如下有益效果：

本发明用铝粉代替富镁涂层中的部分镁粉，降低了涂层中高活性镁粉的含量，减弱了镁粉反应产生的强烈的电流作用，从而减缓了涂层的老化和降解；同时，铝粉的存在，使镁粉在涂层表面分布减少，减少由镁粉反应生成的孔洞，增强了涂层的屏蔽性。

附图说明

附图1是涂覆本发明的镁铝复合涂层以及富镁涂层的铝合金体系在3%氯化钠溶液浸泡条件下0.01Hz频率下阻抗值的变化图；

附图2是本发明的镁铝复合涂层以及富镁涂层在3%氯化钠溶液浸泡条件下孔隙率的变化图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明，单本发明并不限于以下实施例。

实施例1

1)将环氧树脂、聚酰胺、纯镁粉、纯铝粉、消泡剂BYK-A530和硅烷偶联剂分别按如下质量百分含量进行备份：34%、30%、15%、20%、0.5%和0.5%；

2）将环氧树脂溶于二甲苯与正丁醇按质量比7:3混合的溶剂中，配制成环氧树脂的质量分数为62.5%的溶液；将聚酰胺溶于二甲苯与正丁醇按质量比7:3混合的溶剂中，配制成聚酰胺的质量分数为62.5%的溶液；

3）将镁粉与铝粉加入到步骤2）中配制的环氧树脂溶液中，混合均匀后，加入硅烷偶联剂，搅拌均匀，超声十分钟，而后加入步骤2）中配制的聚酰胺溶液和消泡剂BYK-A530，分散5分钟后，熟化5分钟，得到镁铝复合涂料。