[发明专利]一种以烧结钕铁硼为基体的Zn-Al涂层及其制备方法

说明书

一种以烧结钕铁硼为基体的Zn‑Al涂层及其制备方法。所述Zn‑Al涂层由A组分、B组分、C组分和D组分组成，其中A组分由Zn粉、Al粉分散剂、γ‑(2，3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、去离子水、乳化剂和异辛醇组成；B组分由γ‑(2，3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、的甲醇和去离子水组成；C组分由磷钼酸钠和去离子水组成；D组分由增稠剂与去离子水组成。本发明得到的Zn‑Al涂层耐腐蚀性能强，耐中性盐雾试验1000h后表面没有锈点；具有硬度高、结合力强的特点，其硬度为5H，结合力为1级，并且表面具有金属光泽。本发明的制备过程成本较低，绿色环保，无三废排放，符合绿色环保性表面处理技术的发展要求。

技术领域

本发明涉及金属防腐领域，具体是一种以烧结钕铁硼为基体的耐中性盐雾试验大于1000h的Zn-Al涂层。

背景技术

烧结钕铁硼是一种稀土永磁材料，性价比高，具良好的机械特性，具高能量密度，具有极高的磁能积和矫顽力。这些优点使钕铁硼在医疗设备，现代工业，新能源汽车，航空航天等领域用途广泛。但钕铁硼由于耐高温特性较差，易于发生腐蚀从而粉化，严重限制了磁体应用领域的拓展。所以当务之急是提高其耐蚀性，以达到实际应用的要求。

当前有两种提高烧结钕铁硼耐腐蚀性能的方法：第一是添加合金元素；第二是在磁体表面添加涂层。第一种添加合金元素提高磁体耐蚀性，通常会破坏磁体，而且对耐腐蚀性能的提高不显著。比如电镀，化学镀，这两种方法虽然成本低，但是会存在三个严重的问题，第一，电镀废液的排放严重污染环境；第二，由于在镀液中进行沉积，镀液会渗入基体，使磁体产生腐蚀；第三，电镀的析氢反应会导致钕铁硼基体表面疏松，从而导致膜基结合力较差。因此，当前工业上通常采用表面添加防护层的方来式提高磁体的耐腐蚀性能。防护涂层的原理是通过阻碍腐蚀介质与基体直接接触来减缓磁体的腐蚀。

Zn-Al涂层是一种绿色环保的表面处理新工艺，原理是将片状Zn粉和片状Al粉溶于有机溶剂和去离子水中，加入粘结剂，钝化剂及其它助剂搅拌均匀后，涂覆在基体表面，经过预热及固化后形成Zn-Al涂层。Zn-Al涂层不仅环保，而且在基体表面起到物理屏蔽作用，阴极保护作用，钝化作用。但目前用于烧结钕铁硼的Zn-Al涂层还存在硬度不高，耐腐蚀性能差等问题，有待解决。

在公开号为CN 109439187 A的发明创造中公开了一种石墨烯改性无铬达克罗涂料，通过添加石墨烯，提升了涂层的耐腐蚀性能和硬度，但是由于石墨烯价格昂贵，目前无法大规模生产。在公开号为CN 106700701 A的发明创造中了一种耐高温环保达克罗涂料、涂层，通过采用镁锰粉替代部分锌粉，用无水乙醇替代水，提升了涂层的高温耐蚀性和抗热震性能，但是耐硝酸铵快速腐蚀试验仅为162min，耐腐蚀性能较差。南京航空航天大学的蒋穹在其博士学位论文《基于达克罗技术的Zn-Al基合金涂层的制备及耐蚀机制研究》中，采用磷钼酸钠为钝化剂，乙二醇为分散剂,配合鳞片状锌铝粉制备了一种无铬达克罗涂层，存在工艺繁琐的缺点。

发明内容

为克服现有技术中存在的在高温，潮湿，有氢的环境极易腐蚀的缺点，本发明提出了一种以烧结钕铁硼为基体的Zn-Al涂层及其制备方法。

本发明提出的以烧结钕铁硼为基体的Zn-Al涂层由A组分、B组分、C组分和D组分组成。所述A组分由35重量份的片状Zn粉和片状Al粉、6.72～20.06重量份的分散剂、5～15重量份的γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、5～15重量份的去离子水、1～5重量份的乳化剂和0.1～0.5重量份的异辛醇消泡剂；

所述B组分由5～20重量份的γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、5～20重量份的甲醇和5～20重量份的去离子水组成；

所述C组分由0.3～1.2重量份的磷钼酸钠和10重量份的去离子水组成；

所述D组分由增稠剂与去离子水组成；所述增稠剂：去离子水＝1:25；所述比例为重量份比。