專利名稱：一種快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械加工金屬熱處理保護領域，特別是一種快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的制備方法。
背景技術：
金屬熱處理工藝可以分為物理熱處理和化學熱處理，物理熱處理如正火、淬火、退火是通過改變金屬晶相結構的轉變，以達到工件要求的機械性能；化學熱處理是通過其他化學元素如碳、氮、鋁、硅、硫、氰等的滲入，來改變金屬表面的化學組成，再經(jīng)后續(xù)熱處理來達到機械性能、化學性能、工藝性能等特殊的性能要求。金屬熱處理一般都在400∽2000℃的高溫條件，在物理熱處理時如果不對金屬保護，金屬會脫碳和氧化；在化學熱處理時，不保護不需要滲入元素的部位，將會導致金屬零件的報廢。
解決上述問題的方法一是在金屬表面鍍銅加以保護，這種方法工序復雜、成本高、不環(huán)保；二是在金屬表面涂覆熱處理保護涂料。一般現(xiàn)有的金屬熱處理保護涂料主要以玻璃、陶瓷、硅酸鹽為組成物，但該類涂料干性慢，對金屬附著力差，金屬熱處理后不能自行脫落，還需噴砂處理，需留加工余量，對精密加工而言，這種類型的涂料很難滿足加工精度的要求。
金屬熱處理保護膜如中國專利申請?zhí)?5102501所公開的《金屬熱處理保護膜制備方法》，其組成包括橡膠、汽油、苯和硼酸，先用橡膠、汽油或苯制成膠粘劑，然后和硼酸配制成保護膜，可將保護膜纏在金屬工件上；雖然該保護膜的金屬保護效果較好，能自脫落，但在制備時有汽油、苯等有毒或易燃有劑溶劑，而且不適應復雜形狀的金屬工件。
綜上所述，目前金屬熱處理保護涂料或保護膜的性能都存在著一些缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種以空氣為介質的防氧化、防脫碳的保護和以化學物質為介質的化學熱處理的防滲碳、防滲氮、防氰化、防滲鋁、防滲鉻、防滲硫、防滲硅的金屬熱處理保護涂料，即能滿足復雜工件的要求、精密加工要求，又能自脫落，并且水性環(huán)保、可刷涂和噴涂、快干、對金屬附著力好，簡化金屬熱處理的工藝。
本發(fā)明的一種快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的具體制備方法如下將硼酸，水性樹脂，鈦白粉漿，著色顏料漿，消泡劑，去離子水在不銹鋼缸內用攪拌器高速分散均勻至細度小于50μ，過濾包裝而得到快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料，其中硼酸40.0～70.0wt％，水性樹脂25.0～50.0wt％，鈦白粉漿1.0～15.0wt％，著色顏料漿0.1～10.0wt％，消泡劑0.1～2.0wt％，余量為去離子水。
本發(fā)明使用的水性樹脂為固含量為30.0～60.0wt％、玻璃化溫度為-35℃～50℃的丙烯酸乳液、苯乙烯丙烯酸乳液、苯乙烯丁二烯乳液、聚醋酸乙烯乳液、聚醋酸乙烯丙烯酸乳液或水性聚氨脂樹脂。
本發(fā)明使用的鈦白粉漿為30.0～80.0wt％鈦白粉、0.0～20.0wt％水性分散劑、余量為去離子水的高速分散或砂磨液；水性分散劑為聚丙烯酸鹽、聚羧酸鹽、聚丙烯酸丙烯酰胺鹽、聚磺酸鹽、聚氧乙烯醚、萘磺酸鹽、二異丁烯順丁烯二酸鹽、苯乙烯順酐丁醇半酯化物或油酰基環(huán)氧烷烴嵌段共聚物。
本發(fā)明使用的著色顏料漿為1.0～30.0wt％著色顏料、0.0～50.0wt％水性分散劑、余量為去離子水的高速分散或砂磨液；其中著色顏料為有機檸檬黃、酞菁綠、酞菁籃、異吲哚啉酮、喹丫啶酮有機顏料無有害重金屬的著色顏料的一種或幾種以一定重量比混合的混合顏料，水性分散劑為聚丙烯酸鹽、聚羧酸鹽、聚丙烯酸丙烯酰胺鹽、聚磺酸鹽、聚氧乙烯醚、萘磺酸鹽、二異丁烯順丁烯二酸鹽、苯乙烯順酐丁醇半酯化物或油酰基環(huán)氧烷烴嵌段共聚物。
本發(fā)明使用的消泡劑為疏水性二氧化硅、含硅礦物油、脂肪酸酯、脂肪醇、硅改性脂肪酸酯、脂肪酸和多乙烯胺的衍生物、環(huán)氧乙烷加成物、有機磷酸鹽或脂肪酸金屬皂。
本發(fā)明制備的快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料，由于硼酸在400℃以上時會失去水份生成性能穩(wěn)定的熔融的玻璃狀三氧化二硼，保護金屬表面，三氧化二硼易溶于水，水洗可自脫落；鈦白粉作為能否自脫落的指示劑，其他著色顏料作為涂刷或噴涂工件保護范圍的指示色；選用的水性樹脂干性快，可刷涂和噴涂，對金屬附著力好，在400℃以上時基本能灼燒完畢，只留下三氧化二硼，使涂層水洗可自剝；消泡劑使涂層在涂刷時不產(chǎn)生泡孔，使涂層致密，使保護膜沒有漏點。
具體實施例方式
實施例1-4(1)、快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的制備按照表1所述配方將將硼酸，水性樹脂，鈦白粉漿，著色顏料漿，消泡劑，去離子水在不銹鋼缸內用攪拌器高速分散均勻至細度小于50μ，經(jīng)檢驗合格，過濾、計量、包裝。
表1(表中各種原材料以重量百分比計)


注Tg指玻璃化溫度。
(2)、快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的施工工藝先將需物理熱處理或化學熱處理的金屬工件除油除銹，清洗干凈，再將上述表1中各實施例的水性金屬熱處理保護涂料涂刷或噴涂在需保護金屬工件部位的表面，一般涂刷或噴涂2∽3道，每道常溫干燥時間30分鐘，保證干膜厚≥100μ，然后對金屬工件在爐中進行400∽1200℃×2∽25小時的物理熱處理或滲碳、滲氮、氰化、滲鋁、滲鉻、滲硫、滲硅等金屬化學熱處理；然后用水清洗處理過的金屬工件，檢測保護結果見表2。
表2檢測保護結果

權利要求
1.一種快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的制備方法，其特征在于制備方法如下將硼酸，水性樹脂，鈦白粉漿，著色顏料漿，消泡劑，去離子水在不銹鋼缸內用攪拌器高速分散均勻至細度小于50μ，過濾包裝而得到快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料，其中硼酸40.0～70.0wt％，水性樹脂25.0～50.0wt％，鈦白粉漿1.0～15.0wt％，著色顏料漿0.1～10.0wt％，消泡劑0.1～2.0wt％，余量為去離子水。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的制備方法，其特征是水性樹脂為固含量為30.0～60.0wt％、玻璃化溫度為-35℃～50℃的丙烯酸乳液、苯乙烯丙烯酸乳液、苯乙烯丁二烯乳液、聚醋酸乙烯乳液、聚醋酸乙烯丙烯酸乳液或水性聚氨脂樹脂。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的制備方法，其特征是鈦白粉漿為30.0～80.0wt％鈦白粉、0.0～20.0wt％水性分散劑、余量為去離子水的高速分散液或砂磨液；水性分散劑為聚丙烯酸鹽、聚羧酸鹽、聚丙烯酸丙烯酰胺鹽、聚磺酸鹽、聚氧乙烯醚、萘磺酸鹽、二異丁烯順丁烯二酸鹽、苯乙烯順酐丁醇半酯化物或油?；h(huán)氧烷烴嵌段共聚物。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的制備方法，其特征是著色顏料漿為1.0～30.0wt％著色顏料、0.0～50.0wt％水性分散劑、余量為去離子水的高速分散液或砂磨液；其中著色顏料為有機檸檬黃、酞菁綠、酞菁籃、異吲哚啉酮、喹丫啶酮有機顏料無有害重金屬的著色顏料的一種或幾種以一定重量比混合的混合顏料，水性分散劑為聚丙烯酸鹽、聚羧酸鹽、聚丙烯酸丙烯酰胺鹽、聚磺酸鹽、聚氧乙烯醚、萘磺酸鹽、二異丁烯順丁烯二酸鹽、苯乙烯順酐丁醇半酯化物或油酰基環(huán)氧烷烴嵌段共聚物。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的制備方法，其特征是消泡劑為疏水性二氧化硅、含硅礦物油、脂肪酸酯、脂肪醇、硅改性脂肪酸酯、脂肪酸和多乙烯胺的衍生物、環(huán)氧乙烷加成物、有機磷酸鹽或脂肪酸金屬皂。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料的制備方法，將硼酸，水性樹脂，鈦白粉漿，著色顏料漿，消泡劑，去離子水在不銹鋼缸內用攪拌器高速分散均勻至細度小于50μ，過濾包裝而得到快干的水性自剝性金屬熱處理保護涂料，其中硼酸40.0～70.0wt％，水性樹脂25.0～50.0wt％，鈦白粉漿1.0～15.0wt％，著色顏料漿0.1～10.0wt％，消泡劑0.1～2.0wt％，余量為去離子水；本發(fā)明為環(huán)保的水性涂料，可刷涂和噴涂，干燥快，對金屬的附著力優(yōu)，適應各種復雜形狀、精密加工的金屬工件的以空氣為介質的物理熱處理的防氧化、防脫碳的保護和以化學物質為介質的化學熱處理的防滲碳、防滲氮、防氰化、防滲鋁、防滲鉻、防滲硫、防滲硅的保護；并且水洗可自行脫落，簡化了金屬熱處理的工藝。
文檔編號C21D1/68GK101074455SQ20071004231
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月21日 優(yōu)先權日2007年6月21日
發(fā)明者羅漫 申請人:上海交通大學