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锌铬膜涂料中增稠剂的优化选择

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-10-08  浏览次数:331
核心提示:达克罗(Dacromet)技术,在国内也称为锌铬膜技术,是将工件直接浸入含锌粉和铬酸的料浆中,或用刷涂法使涂料粘附在工件表面,然后
 达克罗(Dacromet)技术,在国内也称为锌铬膜技术,是将工件直接浸入含锌粉和铬酸的料浆中,或用刷涂法使涂料粘附在工件表面,然后经烧结形成含锌和铬的无机膜层的特殊表面防锈处理技术[1],20世纪60年代,国外技术人员开始寻找电镀锌的替代技术,通过较长时间的研究,他们发现用金属锌粉末和铬酸盐水溶液等混合形成的溶液,采用浸涂或刷涂等方法并经高温烧结后,可形成耐蚀性非常好的表面涂层,特别耐盐水的腐蚀.其后,又进一步完善工艺,改善溶液的配比,添加增稠剂、润湿剂、还原剂和分散剂等物质,形成实用化产品向用户供应,并开发相应的配套设备.这些措施使得锌铬膜技术在较短的时间内迅速得到推广,由于技术先进、涂层性能优越,已成为目前表面处理方面重要技术之一,被誉为表面处理行业具有划时代意义的产品[2]。

我国在上世纪90年代引进该技术,但由于技术保密的原因,一直没有完全掌握该技术,国产的涂料在涂料和涂膜性能方面与国外产品始终有着较明显的差距.在国外的涂料配制中,增稠剂的溶解需要用热水溶解,我们实验用常温溶解的增稠剂来代替进口产品中的增稠剂,取得了良好的效果,获得质量合格的涂层,达到国内领先的水平。

1.实验方法与结果

1.1 涂料的成份与涂层制备工艺

经过配方选择,最终确定配方是在每50ml水中加入:5g工业级片状锌粉(15μm~20μm),1g工业级片状铝粉(40μm左右),1IIll润湿剂OP-20(10%),5g分散剂聚乙二醇(400)5ml辅助分散剂乙二醇;1g固化剂铬酐。

涂层制备的工艺流程:除油→水洗→除锈(喷丸处理)→水洗→浸涂→甩干→烘干(80℃,10min~30min)→烧结(300cc,10min~30min)→冷却→检验。

1.2 增稠剂的优化选择

本实验选用的增稠剂有:乙纤,工业级;聚丙烯酰胺,工业级,分子量>20万;聚乙烯醇,工业级。

实验步骤:在50rnl水中分别加入片状锌粉以及OP-20(1ml),聚乙二醇400(5g)和各种增稠剂,观察溶液的分散状态,实验结果见表1.该结果表明:选用乙纤后,溶液的分散结果很好,涂层质量良好,涂层外观质量和涂液的稳定效果与进口增稠剂相当。乙纤的用量小,且它是在常温时溶解的,不用加热,用它做增稠剂的增稠效果最为理想。

1.3 增稠剂(乙纤)的含量对涂层质量的影响

固定其它组份的用量,对增稠剂(乙纤)含量在0.5g~1.5g/50ml水的实验结果见表2。由表2可知,每50ml水中乙纤含量控制在1克左右比较合适,可以获得厚度均匀的涂层。

1.3 涂层的SEM分析

用日本电子公司JCxA733型扫描电子显微镜,加速电压15kV,电流1×10-9A,对涂层的表面和断面进行观察分析其结果如图1和图2所示。从SEM图像看,涂层紧密堆积在基体的表面,与基体紧密结合在一起,这表明用乙纤作增稠剂可以获得质量良好的涂层.

2.讨论

由于涂料中锌粉密度较大,配制时极易沉淀,使涂液分层。为此,必须选用一种高效增稠剂,使分散好的金属粉末在体系中稳定存在.此外在体系中必须添加一定数量的增稠剂,使体系黏度增加,体系中粒子、分子之间物理化学作用力增加,使片状金属粉末漂浮于溶液中,从而使含有金属粉末的体系更加稳定.在水溶液体系中,可以起到这方面作用的有聚乙烯醇类、聚酰胺类、改性淀粉类和改性纤维素类.但是在实验过程中我们发现加入铬酐或其它盐类后,多种增稠剂的增稠作用减弱,甚至凝聚失效.这是选择增稠剂时需要注意的事项,也缩小了我们选择经济有效增稠剂的范围[3]。此外,增稠剂的化学性质也会影响到固化后涂层的质量。

3.结论

在锌铬膜涂料中用国产化的增稠剂乙纤类物质取代了

进口涂料中的增稠剂,做出了质量合格的涂层;而且国产增稠剂的溶解不用加热,既节约了能源,又用量少,具有很好的应用价值。

参考文献:

[1]孙贺民.锌铬膜一一种特殊的表面处理新技术[J].材料保护,1994,27(8):2I.

[2]苏红军.水系锌铬膜涂层技术研究[J].表面技术,2000,29(1):12.

[3]万德立,朱殿瑞.锌铬膜涂覆工艺的研究[J].材料保护,1999,32(7):32.

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关键词: 锌铬膜涂料 增稠剂
 
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