锌铝涂料组合物和锌铝涂料及其制备方法以及含有锌铝涂层的制品与流程

本发明涉及涂料，具体涉及一种锌铝涂料组合物和锌铝涂料及其制备方法以及含有锌铝涂层的制品。

背景技术：

1、金属及其合金作为最重要的结构材料，被广泛应用在许多领域中。在日常生活和工业中金属腐蚀都是非常普遍的现象，给国民经济造成的损失十分严重。凡是能够使用金属材料的地方，到处都存在着或大或小的腐蚀现象。若能对金属腐蚀进行防腐保护，则不仅可以回收利用金属，也可极大的降低了经济损失。

2、汽车金属零部件的腐蚀不仅会严重影响整车性能及行驶安全性，同时也会带来巨大的经济浪费和环境问题。传统的锌铬涂层主要用于钢铁表面腐蚀防护，具有高耐蚀性、高附着力和优秀耐候性等特点，因此在汽车、军工等多个领域获得了广泛的应用。但是，由于锌铬涂料中含有六价铬，六价铬是有毒的致癌物，残留在固化后的涂层中，对人们的身体健康构成威胁，对环境的危害很大，目前世界范围内对于铬的使用都有明确的规定和限制，因此无铬化是涂料技术的发展趋势，研究新型的环保锌铝涂层技术势在必行。

3、cn112280040a公开了一种新型绿色环保高防腐锌铝涂层，该锌铝涂层包括以下原料：170-218份高沸点醇类、380-450份锌粉、35-45份铝粉、300-400份绿色环保树脂，其中，该绿色环保树脂的制备方法包括以下步骤：取两种或三种硅烷偶联剂与纳米溶胶混合搅拌后，用溶液质量0.3-1倍的酸液水解后制得；其中，该硅烷偶联剂为kh550、甲基三甲氧基硅烷、kh560、甲酰基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯，纳米溶胶为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或纳米二氧化锆，该锌铝涂层不添加铬酸等有毒有害物质，但是，通过此方法得到的膜层硬度不高，为4h，铅笔硬度低，另外，制备工艺复杂、耐热性差；并且，由于采用硅类金属醇盐，耐蚀性很差。

4、cn114016102a公开了一种标准件的表面处理工艺，该表面处理工艺先采用电镀法制备锌镍合金层，再采用浸涂法制备锌铝涂层，在标准件表层负载了双层复合层，但是，工艺流程复杂，需要电镀锌镍涂层作为底涂。

5、cn110643997a公开了一种高防腐耐火烧的复合涂装工艺，工艺步骤为：除油→抛丸→达克罗或锌铝涂覆→导电性水性钝化→陶瓷涂覆。该复合涂装工艺使涂装的工件既保留了达克罗涂层的高耐蚀性，又克服了达克罗涂层耐酸碱性差的缺点，但是，需要在锌铝涂层后增加钝化和涂覆陶瓷涂层两道工序，工艺流程复杂。

6、cn109897537a公开了一种具有高耐盐雾性能的水性涂料结构涂层，该水性涂料结构涂层包括：一涂覆在基材上的硅烷膜，一涂覆在硅烷膜上的无铬锌铝涂层和一涂覆在无铬锌铝涂层上的硅烷膜；该高耐盐雾性能的水性涂料结构涂层具有协同强效果，结构简单、加工能耗低和高耐盐雾的优点，但是，具有涂层结构复杂的缺点。

7、因此，研究和开发具有优异防腐性能的新型涂层技术具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的锌铝涂料制备工艺流程复杂、价格高昂、品质不稳定、可耐中性盐雾试验效果差的缺陷问题，提供一种锌铝涂料组合物和锌铝涂料及其制备方法以及含有锌铝涂层的制品，本发明提供的锌铝涂料制备工艺简单、价格低廉，所制备的锌铝涂层加工温度低、硬度高、附着力强、耐中性盐雾试验检测耐蚀性好，能够为各类金属基体提供良好的防护效果。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种锌铝涂料组合物，其中，所述锌铝涂料组合物包括金属粉、粘结剂和溶剂，且以所述锌铝涂料组合物的总重量为基准，所述金属粉的含量为30-70重量％，所述粘结剂的含量为20-50重量％，所述溶剂的含量为5-30重量％，其中，所述金属粉为锌粉和铝粉的混合物或为锌铝合金粉，所述粘结剂包括金属醇盐、偶联剂和/或水解抑制剂，所述金属醇盐选自钠醇盐、钾醇盐、铝醇盐、硼醇盐、锆醇盐、铌醇盐、磷醇盐、镁醇盐、钙醇盐、铜醇盐、钡醇盐和铝镁醇盐中的一种或多种。

3、本发明第二方面提供了一种锌铝涂料，其中，所述锌铝涂料由前述所述的锌铝涂料组合物制备得到。

4、本发明第三方面提供了一种前述所述锌铝涂料的制备方法，其中，所述的制备方法包括：

5、(1)将金属醇盐、偶联剂和/或水解抑制剂、溶剂混合进行反应，得到组分a；

6、(2)在搅拌条件下，将金属粉加入到所述组分a中，制备得到锌铝涂料。

7、本发明第四方面提供了一种含有锌铝涂层的制品，其中，所述制品包括基底材料以及覆着在所述基底材料表面上的锌铝涂层，所述锌铝涂层由前述所述的锌铝涂料经固化处理得到。

8、通过上述技术方案，本发明提供的锌铝涂料的制备方法简单、价格低廉，所制备的锌铝涂层加工温度低、耐高温性好、硬度高、附着力强、耐蚀性好，能够为各类金属基体提供良好的防护效果。而且该涂料可采用浸涂、刷涂和喷涂等不同的施工方式，性能稳定，使用方便。

9、本发明不含苯、二甲苯等有毒有机溶剂，具有涂层固化温度低、优异的耐蚀性、优良的抗冲击性能、与基体结合力强。且该锌铝涂层不添加铬酸等有毒有害物质，绿色环保。解决了目前国产锌铝涂层存在的价格高昂，品质不稳定，保存管理要求严格等问题。

技术特征：

1.一种锌铝涂料组合物，其特征在于，所述锌铝涂料组合物包括金属粉、粘结剂和溶剂，且以所述锌铝涂料组合物的总重量为基准，所述金属粉的含量为30-70重量％，所述粘结剂的含量为20-50重量％，所述溶剂的含量为5-30重量％，其中，所述金属粉为锌粉和铝粉的混合物或为锌铝合金粉，所述粘结剂包括金属醇盐、偶联剂和/或水解抑制剂，所述金属醇盐选自钠醇盐、钾醇盐、铝醇盐、硼醇盐、锆醇盐、铌醇盐、磷醇盐、镁醇盐、钙醇盐、铜醇盐、钡醇盐和铝镁醇盐中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的锌铝涂料组合物，其中，以所述锌铝涂料组合物的总重量为基准，所述金属粉的含量为35-60重量％，所述粘结剂的含量为20-45重量％，所述溶剂的含量为8-20重量％；

3.根据权利要求1或2所述的锌铝涂料组合物，其中，以所述锌铝涂料组合物的总重量为基准，所述锌粉的含量为30-60重量％，所述铝粉的含量为1-20重量％；所述金属醇盐的含量为15-45重量％，所述偶联剂的含量为3-12重量％；

4.根据权利要求1所述的锌铝涂料组合物，其中，所述金属醇盐选自锆酸四丁酯、硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、铝酸三异丙酯、铝酸三乙酯、铝酸三辛酯、磷酸三甲酯、磷酸三戊酯、磷酸三丙酯、磷酸二异辛酯和五乙醇铌中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的锌铝涂料组合物，其中，所述偶联剂选自硅烷类偶联剂、酸酯类偶联剂、双金属类偶联剂和络合物类偶联剂中的一种或多种；

6.根据权利要求1或3所述的锌铝涂料组合物，其中，所述铝粉为鳞片状，粒径为4-25μm，厚度为0.1-0.2μm，松装密度为0.9-1.3kg/l；

7.根据权利要求1或2所述的锌铝涂料组合物，其中，所述溶剂选自酮、酯、醚、醇和烃中的一种或多种；

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的锌铝涂料组合物，其中，所述粘结剂还包括水解抑制剂；

9.一种锌铝涂料，其特征在于，所述锌铝涂料由权利要求1-8中任意一项所述的锌铝涂料组合物制备得到。

10.一种权利要求9所述锌铝涂料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：

11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述锌铝涂料的ph控制在6-8.5；

12.一种含有锌铝涂层的制品，其特征在于，所述制品包括基底材料以及覆着在所述基底材料表面上的锌铝涂层，所述锌铝涂层由权利要求9所述的锌铝涂料经固化处理得到。

13.根据权利要求12所述的制品，其中，所述锌铝涂层的厚度为5-12μm；

技术总结本发明涉及涂料技术领域，公开了一种锌铝涂料组合物和锌铝涂料及其制备方法以及含有锌铝涂层的制品，其中，以锌铝涂料组合物的总重量为基准，该锌铝涂料组合物包括30‑70重量％金属粉、20‑50重量％粘结剂和5‑30重量％溶剂，金属粉为锌粉和铝粉的混合物或为锌铝合金粉，粘结剂包括金属醇盐、偶联剂和/或水解抑制剂，金属醇盐选自钠醇盐、钾醇盐、铝醇盐、硼醇盐、锆醇盐、铌醇盐、磷醇盐、镁醇盐、钙醇盐、铜醇盐、钡醇盐和铝镁醇盐中的一种或多种。本发明提供的锌铝涂料制备工艺简单、价格低廉，制备的锌铝涂层加工温度低、硬度高、附着力强、耐中性盐雾试验检测耐蚀性好，能够为各类金属基体提供良好的防护效果。技术研发人员：张玉柱,刘莎莎,宋文广,马兰,陈梁受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4