專利名稱：防蝕金屬粉末涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種防蝕金屬粉末涂料，特別是指一種含鋁的鋅粉底漆。
鋅具有優(yōu)異陰極保護的防蝕效果，此一特性已為人們所熟知。在鋼鐵材料上，若能披覆上一層以鋅為主的保護層，往往具有良好的抗蝕效果。而鋼鐵表面披覆鋅的方法有很多種，例如熱浸鍍鋅。鋅粉底漆及熱熔射法等。其中涂附鋅粉底漆是目前最普遍且應(yīng)用最廣的方法。
近年來，熱浸鍍鋅常添加鋁元素來增加其抗蝕性，而其效果亦獲得證明，不過熱浸鍍鋅法常需要消耗較多的能源，且浸鍍的工件亦常會受大小、形狀等限制，故熱浸鍍鋅鋁合金有其不方便之處。
本案發(fā)明人鑒于上述鋼鐵材料習(xí)用防蝕技術(shù)所衍生的各項缺點，決心加以改良創(chuàng)新，并經(jīng)多年苦心孤詣潛心研究后，終于成功研發(fā)完成本件防蝕金屬粉末涂料，該涂料可以利用噴涂方式施行金屬表面防蝕處理。為了利用鋅—鋁表面披覆防蝕的效果以及改善施工的方便性及簡易性，本發(fā)明是利用油漆涂裝的方法，開發(fā)含鋁的無機鋅粉涂料，以提升防蝕的效果。
本發(fā)明的目即在于提供一種防蝕金屬粉末涂料，它是在純鋅粉底漆中，依特定的比例添加適量的鋁粉后，可以利用噴涂方式施行金屬表面防蝕處理。根據(jù)電化學(xué)試驗及鹽水噴霧試驗結(jié)果，證實本發(fā)明的鋅—鋁金屬粉末底漆比純鋅粉底漆具有更佳的防蝕效果。
本發(fā)明的次一目的系在于提供一種防蝕金屬粉末涂料，它不僅可提高耐蝕性，并可大幅度降低傳統(tǒng)鋅粉底漆產(chǎn)生鋅白的現(xiàn)象，具有提高中涂漆及面漆的附著性及簡化后續(xù)涂裝作業(yè)的憂點。
本發(fā)明的另一目的系在于提供一種防蝕金屬粉末涂料，它以噴涂方式施行金屬表面防蝕處理，不但不需消耗能源，更可改善防蝕施工的方便件及簡易性，同時不受待進行防蝕作業(yè)的工件的大小及形狀的限制。
可達到上述發(fā)明目的的防蝕金屬粉末涂料，主要系利用油漆涂裝的方法，開發(fā)含鋁的無機鋅粉涂料，以提高防蝕的效果。依照本發(fā)明的新涂料配方，先將試片做噴砂前處理，使試片表面達到NACE 2/sspc-sp10的標準，再以噴涂的方式，將新涂料涂覆到試片上；然后再進行電化學(xué)試驗。鹽水噴霧試驗及掃瞄式電子顯微(SEM)組織分析，進行其耐蝕性質(zhì)的評估證實。
依照本發(fā)明的一特征，在這一新涂料的干膜中，其金屬粉末重量百分比約為70-95重量％；而鋁粉大約為金屬粉末的1-25重量％，約占整體干膜的重量百分比7-24重量％。
請參閱以下有關(guān)本發(fā)明一較佳實施例的詳細說明及其附圖，將可進一步了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及其目的功效；有關(guān)該實施例的附圖為

圖1是本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料各不同實施例的配方試片，在35重量百分比的氯化鈉水溶液中的開路電位與時間變化曲線圖；圖2是本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料各不同實施例的配方試片，依照ASTM B117規(guī)范作鹽水噴霧試驗2000小時后的抗紅銹評估比較及變化曲線圖；圖3是本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料各不同實施例的配方試片，依照ASTM B117規(guī)范作鹽水噴霧試驗2000小時后的抗白銹評估比較及變化曲線圖；圖4是本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料各不同實施例中的10S、15S試片與市售熱浸鍍鋅鋼片，經(jīng)660小時鹽水噴霧試驗后的評估比較圖；圖5是本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料各不同實施例中的10S、15S試片，經(jīng)2400小時鹽水噴霧試驗后的評估比較圖；圖6是本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料實施例所形成的涂層橫截面組織以及鋁、鋅元素分布圖；以及圖7系本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料實施例所形成的涂層，經(jīng)鹽水噴霧試驗4000小時后，顯示涂層仍保持完好，且基材沒有被侵蝕的表面宏觀組織圖與橫截面金相組織圖。
本發(fā)明所提供之防蝕金屬粉末涂料，主要系一種含鋁的無機鋅粉涂料，在這一新涂料的膜中，其金屬粉末的重量百分比為70-95重量％；而鋁粉大約占金屬粉末的1～25％，約占整體干膜的重量百分比7～24％。
該含鋁無機鋅粉涂料的主劑主要為由鋁粉及鋅粉混合組成的金屬粉末，其余組成物包括有例如Claytone HY的防沉劑及少量特定的有機或無機樹脂與溶劑，該樹脂可使用PVB(B08M)，而最后會揮發(fā)掉的溶劑則可使用二甲苯(I.B.A.)。
至于該含鋁無機鋅粉涂料的粘合劑(副劑)，主要成份為硅酸乙脂(Ethyl Silicate 40)或環(huán)氧樹脂。
該含鋁無機鋅粉涂料所使用的金屬鋁粉是平板狀的純鋁或鋁合金金屬粉未。
其中，涂料干膜中金屬粉末的鋁粉與鋅粉的混合比例，可依下表制成不同的配方試片。
《涂料干膜中鋁粉/鋅粉不同比例配方表》
如上表所制成的不同實施例，可藉由各種已知實驗方法，驗證其化學(xué)性能，其中，其電化學(xué)開路電位的測量結(jié)果顯示于圖1，由圖中可得知本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料各不同實施例配方試片的電位皆在-1000mVsce以下，較鋼鐵的電位(-720mVsce)為低，具有相當優(yōu)異的犧牲陽極的陰極保護特性。
至于其鹽水噴霧試驗評估結(jié)果示于圖2、3、4、5。其中圖2顯示本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料各不同實施例的配方試片，抗紅銹能力與鋁含量的關(guān)系圖，此評估標準為ASTM D610中無刮痕表面的評估。由圖中得知含鋁量在15重量％以下者，沒有紅銹生成。圖3顯示本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料各不同實施例的配方試片，抗白銹能力與鋁含量的關(guān)系圖，此評估標準為類似ASTM D610中無刮痕表面的評估，由圖中得知含鋁量在15重量％以上者，沒有白銹生成。而圖4顯示本發(fā)明所提供防蝕金屬粉末涂料各不同實施例中的10S，15S試片與市售熱浸鍍鋅試片(Hot Drip Zn)，經(jīng)鹽水噴霧試驗660小時后，各試片表面腐蝕狀態(tài)的比較，可知本發(fā)明之10S、15S試片具有大幅度優(yōu)異的表現(xiàn)。圖5顯示該10S、15S試片，具有比“無機鋅粉底漆”中國國家標準(CNS4937)的鹽水噴霧試驗規(guī)范高十倍以上的防蝕效果，即2400小時以上。
本發(fā)明各實施例中新形成的涂層橫截面金相組織Mapping分析，如圖6所示，顯示本發(fā)明各實施例中的金屬粉末乃為球狀5～7μm的鋅粉及平板狀20～30μm的鋁粉所組成。圖7顯示本特征實施例配方的試片，經(jīng)鹽水噴霧試驗4000小時后，由表面光學(xué)觀察或經(jīng)掃描電子顯微鏡(SEM)橫截面金相組織觀察，可得知本特征實例配方的試片，依舊具有優(yōu)異的防蝕效果。
本發(fā)明所提供的防蝕金屬粉末涂料，與習(xí)用技術(shù)相互比較時，更具有下列之優(yōu)點1)可以利用噴涂方式施行金屬表面防蝕處理，且根據(jù)電化學(xué)試驗及鹽水噴霧試驗結(jié)果，證實本發(fā)明的鋅—鋁金屬粉末底漆比純鋅粉底漆具有更佳的防蝕效果2)本發(fā)明的防蝕金屬粉末涂料，不僅可提高耐蝕性，并可大幅度降低傳統(tǒng)鋅粉底漆產(chǎn)生鋅白的現(xiàn)象，具有提高中涂漆及面漆的附著性及簡化后續(xù)涂裝作業(yè)的優(yōu)點；以及3)本發(fā)明以噴涂方式施行金屬表面防蝕處理，不但不需消耗能源，更可改善防蝕施工的方便性及簡易性，同時不受待進行防蝕作業(yè)的工件的大小及形狀的限制。
上列詳細說明是針對本發(fā)明的可行實施例的具體說明，但這些實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所為的等效實施或變更，均應(yīng)包含于本案的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種防蝕金屬粉末涂料，其特征在于主要是一種含鋁的無機鋅粉涂料，該涂料是由在該涂料的干膜中重量百分比為70-95重量％的主劑與重量百分比為5-30重量％的粘合劑均勻混合而成；其中主劑主要是由鋁粉及鋅粉混合組成的金屬粉末，鋁粉占該金屬粉末的1-25重量％，即整體干膜的重量百分比的7-24重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防蝕金屬粉末涂料，其特征在于該主劑中還包括有少量的防沉劑以及特定的有機或無機樹脂與溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防蝕金屬粉末涂料，其中該粘合劑主要成份為硅酸乙酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防蝕金屬粉末涂料，其特征在于該粘合劑主要成份為環(huán)氧樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防蝕金屬粉末涂料，其特征在于該鋁粉為一種純鋁金屬粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防蝕金屬粉末涂料，其特征在于該鋁粉為一種鋁合金金屬粉末。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防蝕金屬粉末涂料，其特征在于該鋁粉呈平板狀。
全文摘要
一種防蝕金屬粉末涂料,主要是一種含鋁的無機鋅粉涂料,該涂料是由在該涂料的干膜中重量百分比為70－95重量%的主劑與重量百分比為5－30重量%的粘合劑均勻混合而成;其中主劑主要是由鋁粉及鋅粉混合組成的金屬粉末,鋁粉占該金屬粉末的1－25重量%,即整體干膜的重量百分比的7－24重量%。
文檔編號C09D1/00GK1352221SQ00132739
公開日2002年6月5日 申請日期2000年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月15日
發(fā)明者陳哲生, 陳煌銀, 吳忠民, 陳文斌, 蔡文達 申請人:柏林股份有限公司, 中國石油股份有限公司