本發(fā)明涉及一種金屬防護涂料，特別涉及一種鋁合金防腐涂料、其制備方法及用途，屬于金屬防護領域。
背景技術(shù)：
：鋁合金的密度較低、耐腐蝕性能好、比強度高、容易加工成型，使鋁合金制品在海洋環(huán)境和航空領域得到廣泛應用。在常規(guī)大氣腐蝕環(huán)境中，鋁合金表面能夠形成致密的氧化物保護膜而具有較好的耐蝕性，但在沿海和內(nèi)陸濕熱環(huán)境下，由于環(huán)境中含有氯化物、硫化物等有害腐蝕介質(zhì)，鋁合金結(jié)構(gòu)具有很強的腐蝕敏感性。與其它材料相比，鋁合金結(jié)構(gòu)的腐蝕問題更為突出。在海洋大氣環(huán)境中，鋁合金很容易發(fā)生小孔腐燭，主要是由于在鋁合金表面的局部區(qū)域會受到氯離子的侵蝕作用，鋁合金表面致密的鈍化膜發(fā)生破裂，出現(xiàn)向內(nèi)部發(fā)展的小孔，而其他部位腐蝕比較輕微。理論上說來，鋁合金表面上都可以形成孔蝕。但鋁合金本身就存在一些缺陷，比如金屬表面的位錯露頭、傷痕以及金屬內(nèi)部間顆粒形成,導致鋁合金表面的鈍化膜出現(xiàn)一些缺陷，氯離子優(yōu)在這些缺陷處和陽離子吸附，從而形成可溶性的氯化物，小孔腐蝕優(yōu)先在這些缺陷處發(fā)生。為了降低鋁合金的腐蝕敏感性，諸多研究人員嘗試了多種方案。例如，有研究人員采用凝膠溶膠法制備納米SiO2雜化涂層，通過浸漬-提拉法在鋁合金表面形成防腐涂層，使鋁合金在3.5％NaCl溶液中的腐蝕電流密度下降2個數(shù)量級，但是該涂層與鋁合金之間的附著力不好，在長期腐蝕過程中容易脫落。又例如，有研究人員在鋁合金表面通過激光融覆法制備硬質(zhì)合金涂層，這種涂層雖然結(jié)合力好、結(jié)合強度高，但涂層的致密性較差。因此，開發(fā)一種簡單有效而且能顯著降低鋁合金腐蝕速率的涂層，對延長鋁合金制品的服役壽命具有重要意義。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的在于提供一種鋁合金防腐涂料、其制備方法及應用，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：本發(fā)明實施例提供了一種鋁合金防腐涂料，其主要由環(huán)氧樹脂、二氧化鈦、滑石粉、鍶鉻黃、磷酸鋅、石墨烯、分散劑、有機溶劑、流平劑、防沉劑和環(huán)氧固化劑等組成。本發(fā)明實施例還提供了前述任一種鋁合金防腐涂料的制備方法，其包括：將分散劑、石墨烯、二氧化鈦和滑石粉均勻分散到稀釋劑中，形成第一混合物；將環(huán)氧樹脂，鍶鉻黃、磷酸鋅于有機溶劑中均勻混合，形成第二混合物；將第一混合物和第二混合物混合，并添加流平劑和防沉劑，混合均勻后，再添加環(huán)氧固化劑，繼續(xù)混合均勻，形成所述鋁合金防腐涂料。本發(fā)明實施例還提供了由前述任一種鋁合金防腐涂料形成的涂層。本發(fā)明實施例還提供了前述任一種鋁合金防腐涂料于鋁合金或鎂合金防腐處理中的用途。較之現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的鋁合金防腐涂料易于制備，成本低廉，且形成的涂層(漆膜)與鋁合金、鎂合金基材的附著力好、柔韌性好、綜合防腐性能優(yōu)異，在鋁合金、鎂合金制品的防腐領域具有廣泛應用前景。附圖說明圖1是采用本發(fā)明實施例1的防腐涂料在2024鋁合金表面涂覆鹽霧2000h后的照片，其中涂膜厚度為50-60μm。圖2是采用本發(fā)明實施例2的防腐涂料在2024鋁合金電極表面涂覆50μm時，在3.5wt％NaCl溶液中浸泡不同時間后的交流阻抗譜圖。具體實施方式鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長期研究和大量實踐，得以提出本發(fā)明的技術(shù)方案。如下將對該技術(shù)方案、其實施過程及原理等作進一步的解釋說明。本發(fā)明實施例的一個方面提供了一種鋁合金防腐涂料，其主要由環(huán)氧樹脂、二氧化鈦、滑石粉、鍶鉻黃、磷酸鋅、石墨烯、分散劑、有機溶劑、流平劑、防沉劑和環(huán)氧固化劑等組成。在一些較佳實施方案中，所述鋁合金防腐涂料包括按照重量份計算的如下組分：環(huán)氧樹脂20～40份、二氧化鈦5～15份、滑石粉10～15份、鍶鉻黃10～20份、磷酸鋅5～15份、石墨烯0.1～2份、分散劑0.1～0.5份、稀釋劑10～30份、流平劑0.5～1份，防沉劑2～3份以及環(huán)氧固化劑。進一步的，所述分散劑包括苯甲醇、連苯三酚、曲拉通X-100的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。進一步的，所述分散劑與石墨烯的質(zhì)量比為1:10～1:1，優(yōu)選為1:5～1:1，最優(yōu)比為1:4。進一步的，所述石墨烯的平均直徑(亦可認為是徑向尺寸)為20～50μm，優(yōu)選為10～30μm，最佳直徑為25μm。進一步的，所述石墨烯包括單層石墨烯、少層石墨烯(層數(shù)一般在3～10層)和多層石墨烯(層數(shù)一般在10～100層)中的任意一種或兩種以上的組合。進一步的，所述防腐涂料中石墨烯的含量為0.1wt％～2wt％，優(yōu)選為0.1wt％～1wt％，最優(yōu)含量為0.5wt％。進一步的，所述環(huán)氧樹脂包括E20，E44和E51中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。所述環(huán)氧樹脂為無色粘稠狀液體。進一步的，所述環(huán)氧固化劑包括聚酰胺、腰果酚、芳香胺中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。其中，環(huán)氧固化劑的用量與環(huán)氧樹脂的用量相對應，兩者的用量比例是業(yè)界已知的。進一步的，所述鍶鉻黃(又稱鉻酸鍶，strontiumchromeyellow)的粒徑為800～1200目。所述鍶鉻黃為黃色粉末。進一步的，所述鍶鉻黃可通過市購、自制等途徑獲取，例如，可由硝酸鍶與鉻酸鈉溶液反應生成沉淀過濾干燥而制得。進一步的，所述防腐涂料中鍶鉻黃的含量為10wt％～20wt％，優(yōu)選為15wt％～20wt％，最優(yōu)含量為15wt％。進一步的，所述防沉劑包括聚酰胺蠟、氣硅、膨潤土中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。進一步的，所述稀釋劑包括乙醇、正丁醇、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、蒸餾水中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。進一步的，所述磷酸鋅可以包括但不限于無水磷酸鋅、二水磷酸鋅和四水磷酸鋅中的任意一種或兩種以上的組合。進一步的，所述流平劑可選自業(yè)界已知的合適類型，例如可選自但不限于BYK300，BYK306和BYK333中的任意一種或兩種以上的組合，用以促使涂料在干燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的涂膜。本發(fā)明實施例的另一個方面提供了一種制備所述鋁合金防腐涂料的方法，其包括：將分散劑、石墨烯、二氧化鈦和滑石粉均勻分散到稀釋劑中，形成第一混合物；將環(huán)氧樹脂，鍶鉻黃、磷酸鋅于有機溶劑中均勻混合，形成第二混合物；將第一混合物和第二混合物混合，并添加流平劑和防沉劑，混合均勻后，再添加環(huán)氧固化劑，繼續(xù)混合均勻，形成所述鋁合金防腐涂料。所述鋁合金防腐涂料可應用于鋁合金、鎂合金制品等設備表面，起到封閉和防腐蝕作用。本發(fā)明實施例的另一個方面提供了由所述鋁合金防腐涂料形成的涂層。本發(fā)明實施例的另一個方面提供了所述的鋁合金防腐涂料于鋁合金或鎂合金防腐處理中的用途。本發(fā)明實施例的另一個方面提供了一種鋁合金或鎂合金防護方法，其包括：在鋁合金或鎂合金基材表面涂覆所述的鋁合金防腐涂料，并使所述防腐涂料固化成膜(優(yōu)選在室溫下固化成膜)。在前述實施方案中，可采用的涂覆方式包括但不限于抹涂、旋涂、刮涂、噴涂等等業(yè)界已知的任何合適方式。在一些較為具體的實施方案中，一種鋁合金防腐涂料的制備及應用方法可以包括如下步驟：(1)將分散劑、石墨烯(粉體狀)、二氧化鈦和滑石粉按一定比例，超聲依次分散到稀釋劑中；(2)將環(huán)氧樹脂，鍶鉻黃、鋅鉻黃依次加入稀釋劑(如正丁醇)中，約1500r/min攪拌約30min；(3)將步驟(1)和(2)所獲物料混合，添加流平劑和防沉劑，約1000r/min攪拌約20min，添加環(huán)氧固化劑，攪拌均勻，涂覆到鋁合金(或鎂合金)表面，室溫固化成膜，實現(xiàn)對鋁合金(或鎂合金)的封閉和防腐。與現(xiàn)有鋁合金防腐涂料相比，本發(fā)明鋁合金防腐涂料制備工藝簡單、與鋁合金基材的附著力好、漆膜柔韌性好、綜合防腐性能優(yōu)異。以下結(jié)合若干實施例和附圖等對本發(fā)明做更詳細的描述，但所述實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。實施例1將0.2g連苯三酚、0.8g石墨烯(購自寧波墨西科技有限公司，石墨烯層數(shù)約為6～8層)分散在20mL正丁醇中，1500r/min攪拌30min，然后依次加入6g二氧化鈦，15g滑石粉，攪拌，將所制分散漿料加到20g環(huán)氧樹脂E20(購自山東德源環(huán)氧科技有限公司)中，依次加入10g鍶鉻黃(購自上海鉻黃顏料廠蘇州市分廠)，8g磷酸鋅(購自上海龍博化工有限公司)，15mL二甲苯，1g聚酰胺蠟，1g膨潤土，0.5g流平劑BYK392，1000r/min攪拌20min，然后添加10g腰果酚固化劑(購自無錫光明化工有限公司)，攪拌均勻，即可得到鋁合金防腐涂料，由其形成的涂層的附著力、柔韌性、耐鹽霧和耐鹽水浸泡性能見表1。將涂覆好的鋁合金試樣進行鹽霧實驗，鹽霧2000小時后的照片見圖1。實施例2將0.1g曲拉通X100、0.1g苯甲醇和0.7g石墨烯(購自寧波墨西科技有限公司，石墨烯層數(shù)約為6～8層)分散在30mL正丁醇中，1500r/min攪拌30min，然后依次加入10g二氧化鈦，15g滑石粉，攪拌，將所制分散漿料加到20g環(huán)氧樹脂E44(購自山東德源環(huán)氧科技有限公司)中，依次加入15g鍶鉻黃(購自上海鉻黃顏料廠蘇州市分廠)，8g磷酸鋅(購自上海龍博化工有限公司)，15mL二甲苯，1g聚酰胺蠟，0.5g膨潤土，0.6g流平劑BYK392，1000r/min攪拌20min，然后添加12g聚酰胺固化劑DF1228(購自山東德源環(huán)氧科技有限公司)，攪拌均勻，即可得到鋁合金防腐涂料，由其形成的涂層的附著力、柔韌性、耐鹽霧和耐鹽水浸泡性能見表1。將涂料涂覆在鋁合金電極表面，控制涂膜厚度為50μm，在3.5％NaCl溶液只浸泡不同時間后的交流阻抗譜圖見圖2。浸泡28天后，涂層的阻抗模值沒有顯著下降，說明所制涂料對鋁合金具有良好的防護性能。實施例3將0.2g連苯三酚和0.8g石墨烯(購自寧波墨西科技有限公司，石墨烯層數(shù)為6～8層)分散在20mL正丁醇中，1500r/min攪拌30min，然后依次加入8g二氧化鈦，12g滑石粉，攪拌，將所制分散漿料加到20g環(huán)氧樹脂(購自山東德源環(huán)氧科技有限公司)中，依次加入10g鍶鉻黃(購自上海鉻黃顏料廠蘇州市分廠)，8g磷酸鋅(購自上海龍博化工有限公司)，15mL二甲苯，2g聚酰胺蠟，0.5g流平劑BYK392，1000r/min攪拌20min，然后添加10g腰果酚固化劑(購自無錫光明化工有限公司)，攪拌均勻，即可得到鋁合金防腐涂料，由其形成的涂層的附著力、柔韌性、耐鹽霧和耐鹽水浸泡性能見表1。實施例4將0.2g苯甲醇和0.7g石墨烯(購自寧波墨西科技有限公司，石墨烯層數(shù)為6～8層)分散在20mL正丁醇中，1500r/min攪拌30min，然后依次加入6g二氧化鈦，15g滑石粉，攪拌，將所制分散漿料加到25g環(huán)氧樹脂(購自山東德源環(huán)氧科技有限公司)中，依次加入10g鍶鉻黃(購自上海鉻黃顏料廠蘇州市分廠)，8g磷酸鋅(購自上海龍博化工有限公司)，15mL二甲苯，1g聚酰胺蠟，1g膨潤土，0.5g流平劑BYK392，1000r/min攪拌20min，然后添加10g聚酰胺固化劑DF1228(購自山東德源環(huán)氧科技有限公司)，攪拌均勻，即可得到鋁合金防腐涂料，由其形成的涂層的附著力、柔韌性、耐鹽霧和耐鹽水浸泡性能見表1。應當理解，上述實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。表1實施例1-實施例4制備的鋁合金防腐涂料的綜合物理性能物理性能檢測標準實施例1實施例2實施例3實施例4外觀觀察平整平整平整平整附著力GB/T52100級0級0級0級耐鹽霧性能(h)GB/T17712000250020002100柔韌性GB/T17311級1級1級1級耐酸堿性(h)GB/T92741500120013001200耐鹽水性能(h)GB1763800900850850當前第1頁1 2 3