[发明专利]仿铜无机涂料的制备工艺及将其用于取代金属表面防护装饰性铜层的工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属防护与装饰领域，涉及一种仿铜无机涂料的制备工艺及将其用于取代金属表面防护装饰性铜层的工艺,适用于在不需要导电性的情况下取代铜镀层。

背景技术

在工业生产领域，金属材料在使用过程中比较容易发生腐蚀，金属材料的腐蚀给人们带来了非常严重的损失。因而，金属材料的腐蚀和防护也就自然成为了腐蚀科学家和涂料工程师的主要研究对象。CN 102877063 A中提到镁合金表面多层复合防护涂层及其制备方法，首先在镁合金基体表面进行等离子体电解氧化形成多孔陶瓷层，然后在该陶瓷层表面喷涂含有铜盐的有机涂层，最后在有机涂层外表面进行化学镀铜，形成化学镀铜层。但防腐蚀涂料镀铜属于重金属，不但成本高、重金属对环境的污染严重，而且镀铜层与金属基体易发生电偶腐蚀，影响涂层的性能。因此，如何在不需要金属表面镀层的导电性的情况下避免使用铜镀层，而是寻找一种取代金属表面防护装饰性涂层的工艺成为急需解决的问题。而应用无机非金属颜料粉进行仿铜涂料的制备尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服铜镀层的性能缺陷，提供一种仿铜无机涂料的制备工艺及将其用于取代金属表面防护装饰性铜层的工艺，该涂层防护装饰性好，避免了铜层带来的电偶腐蚀问题，节约了防护成本，耐腐蚀性好，结合力好。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种仿铜无机涂料的制备工艺，用硅酸钾和硅溶胶作为涂料的粘结剂，在其混合溶液中加入气相二氧化硅作为涂料的填料，然后加入硅烷偶联剂和润湿分散剂作为改善涂料性能的助剂，最后再加入古铜色的颜填料即可制得仿铜的无机硅酸盐涂料，具体步骤如下：

在温度为15～30℃的情况下将30～50g硅酸钾加入到10～30g水中，搅拌5～25分钟，之后在搅拌的条件下加入5～25g硅溶胶搅拌5～25分钟，搅拌均匀后加入3～5ml硅烷偶联剂，放在搅拌机上搅拌1～2小时后加入2～10g气相二氧化硅，继续搅拌1～2小时，当搅拌均匀后加入颜料水分散液20～40g，搅拌1～3小时后即制得性能良好的仿铜无机硅酸盐涂料。

上述工艺中，所述硅烷偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂和甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的一种或几种组合。

上述工艺中，所述颜料水分散液的配制方法如下：向10～30g水中加入5～20g颜料粉和0.5～1.0g润湿分散剂，搅拌8～15小时后至分散均匀。 

上述工艺中，所述颜料粉为古铜色珠光颜料粉、古铜色珍珠颜料粉、古铜色云母颜料粉和古铜色滑石颜料粉中的一种或几种组合。

上述工艺中，所述硅酸钾模数为2.35～3.30。

上述工艺中，所述硅溶胶粒径为5.0～22.5nm。

上述工艺中，所述二氧化硅的粒径为5～30nm。

上述工艺中，所述润湿分散剂为三聚磷酸钾、焦磷酸四钾和聚丙烯酸的盐（钠，钾，铵）中的一种或几种组合。

将上述仿铜无机涂料用于取代金属表面防护装饰性铜层的工艺，按以下步骤进行：

一、将金属件进行化学除油处理，具体是将金属件基体表面浸在60~80℃的化学除油液中浸泡3~5min；其中化学除油液是将30~60g/L氢氧化钠、15~30g/L碳酸钠和20~35g/L磷酸三钠中的一种或几种加入水中得到的溶液；

二、将取代金属表面防护装饰性铜层的仿铜无机涂料涂在经步骤一处理的金属件表面，然后在温度为50~150℃的条件下烘干5~10min，在金属件表面得到干膜厚度为8~20微米的涂层。

上述工艺中，所述的金属件基体为铁、铝、锌或者镁合金中的一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本方法制备的仿铜无机非金属涂料防护装饰性好，避免了铜层带来的电偶腐蚀问题，节约了防护成本，具有超越铜镀层的优良性能，具有成本低、环境友好、耐腐蚀性高、结合力好等优点。

附图说明

图1是实施例1制备的仿铜无机非金属涂料划痕划格测试效果图（20倍）；

图2实施例1制备的仿铜无机非金属涂料耐盐雾性能测试效果图（20倍）；

图3是实施例2制备的仿铜无机非金属涂料划痕划格测试效果图（20倍）；

图4实施例2制备的仿铜无机非金属涂料耐盐雾性能测试效果图（20倍）；

图5是实施例3制备的仿铜无机非金属涂料划痕划格测试效果图（20倍）；

图6是实施例3制备的仿铜无机非金属涂料耐盐雾性能测试效果图（20倍）