一种耐久型铝棒及其制备方法与流程

本技术涉及铝合金的，更具体地说，它涉及一种耐久型铝棒及其制备方法。

背景技术：

1、铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。

2、铝合金形成的铝材大多数应用于建筑结构、室内外装饰、大型设备等，通常需要铝材具有较佳的耐久性，但单一的铝材较易发生氧化，从而使铝材的强度以及耐久性有所下降。

技术实现思路

1、为了改善铝材存在耐久性不佳的缺陷，本技术提供一种耐久型铝棒及其制备方法，采用如下的技术方案：

2、第一方面，本技术提供一种耐久型铝棒，包括铝棒以及涂覆于铝棒的耐久涂层，所述耐久涂层包括耐久涂料，所述耐久涂料包括以下重量份材料：

3、丙烯酸树脂40-60份；

4、成膜助剂4-8份；

5、填料10-25份；

6、颜料8-15份；

7、分散剂0.5-1.5份；

8、消泡剂0.1-0.5份；

9、增稠剂0.1-0.5份；

10、促进剂0.5-1份；

11、防霉剂0.1-0.5份；

12、水5-10份；

13、所述丙烯酸树脂包括经磷酸酯改性的丙烯酸树脂。

14、通过采用上述技术方案，本技术采用磷酸酯对丙烯酸树脂进行改性处理，丙烯酸树脂上的活性基团增多，能够促使耐久涂料与铝棒之间发生反应并产生共价键，从而有效提高耐久涂料对铝棒的附着效果，使耐久涂料能够长效对铝棒进行保护。同时，由于磷酸酯自身优良的抗静电性以及防锈性，能够有效提高耐久涂料的抗静电效果、防锈能力以及耐腐蚀效果，维持耐久涂层表面的洁净性以及完整性。

15、可选的，所述磷酸酯改性丙烯酸树脂的制备包括：

16、s1、功能性磷酸酯制备：将五氧化二磷和甲基丙烯酸羟丙酯混合，升温酯化，加水水解，再次升温反应，得到功能性单体；

17、s2、磷酸酯改性丙烯酸：取功能性单体、丙烯酸以及引发剂混合，得到混合单体，并将混合单体滴加入乙二醇丁醚中，保温反应，得到磷酸酯改性丙烯酸；

18、所述功能性单体的添加量为功能性单体、丙烯酸与引发剂总质量的3％-5％。

19、通过采用上述技术方案，以乙二醇丁醚作为溶剂，利用功能性单体与丙烯酸自由聚合，得到磷酸酯改性丙烯酸树脂。优化了功能性单体的添加量，在适宜的添加量下，磷酸酯能够与丙烯酸充分反应，且无酸残留，使改性丙烯酸中获得适量的磷酸基团，能够促使改性丙烯酸在铝棒表面形成致密的保护膜，从而提高铝棒的使用寿命。

20、可选的，所述填料包括玻璃鳞片。

21、通过采用上述技术方案，选用玻璃鳞片作为填料，玻璃鳞片能够在涂料中形成层层排列、堆叠的结构，能够在涂层中形成迷宫，从而延长蒸汽、酸、碱等腐蚀介质在涂层中的渗透距离，从而有效提高耐久涂料的耐腐蚀效果。同时，玻璃鳞片的平行叠压排列，能够降低涂料的固化收缩率，减少残余应力，提高涂层的耐热以及耐冲击性。此外，由于玻璃鳞片能够在涂层中层层排列，能够有效提高涂层的耐磨性，即降低涂层破损的可能性，维持涂层的完整性，延长涂层的使用寿命。

22、可选的，所述玻璃鳞片为经硅烷偶联剂改性的玻璃鳞片，所述玻璃鳞片与所述硅烷偶联剂的质量比为1：3-5。

23、通过采用上述技术方案，采用硅烷偶联剂对玻璃鳞片进行改性处理，硅烷偶联剂接枝于玻璃鳞片表面，在玻璃鳞片表面引入长链基团，使玻璃鳞片表面结构粗糙，降低玻璃鳞片之间团聚的倾向，有效提高玻璃鳞片在涂料中的分散均匀性，降低涂层中应力集中、无定向排列现象的发生。优化了硅烷偶联剂与玻璃鳞片的配比，使硅烷偶联剂能够充分包裹玻璃鳞片，优化玻璃鳞片的表面形态，降低玻璃鳞片的团聚的可能性。同时，还能够提高玻璃鳞片与涂层中其余组分之间的结合性。

24、可选的，所述填料还包括微米氧化铝、碳化硅微粉和碳酸钙中的任意一种。

25、通过采用上述技术方案，选用微米氧化铝、碳化硅微粉或碳酸钙与玻璃鳞片配合作为填料，微米氧化铝、碳化硅微粉以及碳酸钙均能够填充玻璃鳞片之间形成的孔隙结构，提高涂层的致密度，进一步提高涂层的耐腐蚀效果。同时，微米氧化铝、碳化硅微粉或碳酸钙的加入，能够改善涂层的强度，降低了涂层因碰撞损伤的可能性。此外，碳酸钙与磷酸酯之间能够发生反应，能够降低碳酸钙的团聚，提高碳酸钙在耐久涂料中的分散均匀性，使涂层获得均匀的致密度。

26、可选的，所述碳酸钙为经硅酸铝和硫酸铝改性的碳酸钙。

27、通过采用上述技术方案，利用硅酸铝与硫酸铝协同对碳酸钙进行改性处理，能够在碳酸钙表面包覆二氧化硅和硫酸钙的复合包覆层，提高碳酸钙的耐酸性以及耐碱性，使涂层表面获得均匀的耐腐蚀效果。

28、可选的，所述碳酸钙为纳米碳酸钙。

29、通过采用上述技术方案，优化了碳酸钙的粒径尺寸，纳米碳酸钙能够充分填充涂层中的孔隙结构，减少涂层中微小孔径的数量，从而提高涂层的致密度。同时，纳米碳酸钙能够在填料中起到滚珠作用，即润滑玻璃鳞片，减少玻璃鳞片的团聚，使玻璃鳞片能够在涂层中形成层层排列，有序堆叠的结构，在涂层中形成稳定的屏蔽层。

30、可选的，所述填料还包括玄武岩纤维或莫来石晶须。

31、通过采用上述技术方案，采用玄武岩纤维或莫来石晶须与玻璃鳞片配合，纤维结构能够填充玻璃鳞片所带来的孔隙结构，还能够在涂层中引入网络结构，能够提高涂层的致密度。同时，纤维结构的加入，能够使玻璃鳞之间形成桥联，增强涂层的致密度以及玻璃鳞片与涂料基材之间的结合效果，并能够有效改善涂层的抗冲击效果。

32、可选的，所述玄武岩纤维上负载有磷酸锌片材，制备方法为：将玄武岩纤维与硝酸锌溶液混合，向硝酸锌溶液中依次加入尿素溶液和磷酸二氢钠溶液，微波反应，过滤，洗涤，干燥，破碎，得到改性玄武岩纤维。

33、通过采用上述技术方案，在玄武岩纤维负载磷酸锌片材，磷酸锌具有较佳的抗紫外效果，从而能够赋予涂层较佳的抗紫外效果，提高涂层的抗老化效果，延长涂层对铝棒的保护效果。同时，磷酸锌的片层结构能够与涂层中的玻璃鳞片配合，再次在涂层中引入迷宫结构，进一步提高涂层的致密度以及能够在玄武岩纤维的负载下形成抗紫外网络，从而使涂层获得均匀的抗紫外效果。

34、第二方面，本技术提供一种耐久型铝棒的制备方法，采用如下的技术方案：

35、一种耐久型铝棒的制备方法，包括以下步骤：

36、s1、耐久涂料制备：按上述重量份分别取丙烯酸树脂、成膜助剂、填料、颜料、分散剂、消泡剂、增稠剂、促进剂、防霉剂以及水，在分散机中搅拌分散，得到耐久涂料；

37、s2、铝棒表面处理：取未处理铝棒对其进行喷砂处理，得到预处理铝棒；

38、s3、铝棒制备：在预处理铝棒表面刷涂耐久涂料，干燥，得到铝棒。

39、通过采用上述技术方案，在铝棒表面进行喷砂处理，有效增加铝棒表面的粗糙度，改善耐久涂料与铝棒之间的结合性，使耐久涂层长久对铝棒进行保护。

40、综上所述，本技术具有以下有益效果：

41、1、由于本技术采用磷酸酯对丙烯酸树脂进行改性处理，丙烯酸树脂上的活性基团增多，能够促使耐久涂料与铝棒之间发生反应并产生共价键，从而有效提高耐久涂料对铝棒的附着效果，使耐久涂料能够长效对铝棒进行保护。同时，由于磷酸酯自身优良的抗静电性以及防锈性，能够有效提高耐久涂料的抗静电效果、防锈能力以及耐腐蚀效果，维持耐久涂层表面的洁净性以及完整性。

42、2、本技术中选用玻璃鳞片作为填料，玻璃鳞片能够在涂料中形成层层排列、堆叠的结构，能够在涂层中形成迷宫，提高腐蚀介质在涂层中的渗透距离，从而有效提高耐久涂料的耐腐蚀效果。同时，玻璃鳞片的平行叠压排列，能够降低涂料的固化收缩率，减少残余应力，提高涂层的耐热以及耐冲击性。此外，由于玻璃鳞片能够在涂层中层层排列，能够有效提高涂层的耐磨性，即降低涂层破损的可能性，维持涂层的完整性，延长涂层的使用寿命。

43、3、本技术选用微米氧化铝、碳化硅微粉或碳酸钙与玻璃鳞片配合作为填料，微米氧化铝、碳化硅微粉以及碳酸钙均能够填充玻璃鳞片之间形成的孔隙结构，提高涂层的致密度，进一步提高涂层的耐腐蚀效果。同时，微米氧化铝、碳化硅微粉或碳酸钙的加入，能够改善涂层的强度，降低了涂层因碰撞损伤的可能性。