CN101875810B - 金属镁用耐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属镁用耐蚀涂料及其制备方法，该涂料的抗腐蚀性能优越。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该金属镁用耐蚀涂料化学成分的重量百分含量为：其各成份的重量百分比为：40％-45％的合金粉，3％～6％的碳氮化钛粉、3％～6％的氮化硅粉，7％～8％的丁醇，其余为环氧树脂液；合金粉、碳氮化钛粉、氮化硅粉的的粒度均为270目～800目；所述合金粉各成份的重量百分含量为：Cu为2％～4％，Sn为0.01％～0.1％，Sb为0.2％～0.4％，Si为3％-6％，Pr为0.03％-0.09％，其余为Ni。
Description
一、技术领域
本发明属于金属材料领域，涉及一种金属镁用耐蚀涂料及其制备方法。
二、技术背景
目前涂料材料领域中，对金属镁及镁合金的耐腐蚀保护受到了重视。
CN200810137357.9号申请提供的是一种超轻镁锂合金高效防腐蚀涂料。其重量百分比组成为：聚苯胺：5-20％；分散剂：0.5-5％；溶剂：5-25％；成膜物：余量。仅适用于超轻镁锂合金，使用范围窄。
CN200910236236.4号申请公开了一种适用于镁合金表面的有机/无机硅杂化水性耐蚀涂料及其制备方法，该耐蚀涂料由有机硅烷为5wt％～30wt％、酸性溶液为10wt％～20wt％、硅酸盐为10wt％～20wt％、有机乳液为5wt％～15wt％、纳米级填料为5wt％～20wt％、纳米级缓蚀剂为0.2wt％～3wt％、水性成膜助剂0.1wt％～2wt％、分散剂为0.1wt％～2wt％和余量的去离子水组成。涂料配方复杂，因涂料制备使用酸性溶液需使用专用容器，对设备损坏严重。
CN200510017284.6号申请公开一种镁合金无铬达克罗溶液涂料及其生产方法，该发明涉及一种镁合金无铬达克罗溶液涂料，主要是由以下重量配比的原料制成的：有机硅：0.5-5、纳米粉体：0.1-5、纳米分散液：0.05-15、复合树脂：60-100、有机溶剂：5-50、去离子水5～25、锌粉30～80、铝粉10～30。锌粉和铝粉的电极电位不同，分开加入会在涂层中造成不均匀腐蚀，使涂层迅速出现空洞形成腐蚀通道，降低涂层的保护功能。
三、发明内容
本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种金属镁用耐蚀涂料，该涂料的抗腐蚀性能优越。
本发明的另一目的是提供上述金属镁用耐蚀涂料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
该金属镁用耐蚀涂料化学成分的重量百分含量为：
一种金属镁用耐蚀涂料，其各成份的重量百分比为：40％-45％的合金粉，3％～6％的碳氮化钛粉、3％～6％的氮化硅粉，7％～8％的丁醇(各异构体均可)，其余为环氧树脂液；合金粉、碳氮化钛粉、氮化硅粉的的粒度均为270目～800目；
所述合金粉各成份的重量百分含量为：Cu为2％～4％，Sn为0.01％～0.1％，Sb为0.2％～0.4％，Si为3％-6％，Pr为0.03％-0.09％，其余为Ni。
一种金属镁用耐蚀涂料制备方法，该方法包括以下各步骤：
合金粉的准备：按照重量百分含量：Cu为2％～4％，Sn为0.01％～0.1％，Sb为0.2％～0.4％，Si为3％-6％，Pr为0.03％-0.09％，其余为Ni进行配料，其中Sn和Sb用纯金属锭，Cu和Ni用纯板材，Si用硅块，Pr用含Pr15％的镨铝中间合金；将原料放入外设感应圈的有底孔的坩埚中加热熔化，底孔直径1-2mm，坩埚底孔下部设旋转的钼合金转轮，坩埚上部连接氮气压力系统，熔化在常压下进行，感应圈起加热熔化合金的作用，熔化合金时将感应圈通电，熔化温度为1700-1720℃，熔化后保温3-8min，开启氮气压力系统，在1.2-1.5大气压的氮气作用下合金液从底孔流出和旋转的钼合金转轮边缘接触，转轮边缘的线速度为16-20m/s，钼合金转轮边缘将合金液甩成(厚度为0.1-0.5mm)条带；然后将合金条带放入球磨机中粉碎成粒度为270目～800目的合金粉；
涂料的制备：先按40％-45％的合金粉、3％～6％的碳氮化钛粉、3％～6％的氮化硅粉、7％～8％的丁醇、其余为环氧树脂液进行配料，将合金粉、碳氮化钛粉、氮化硅粉至于容器中干搅拌10-15min，搅拌转数为30-60转/分；然后将环氧树脂液和丁醇缓慢注入容器，接着进行搅拌，搅拌转数为800-1200转/分，搅拌时间为30-50min，便制得金属镁用耐蚀涂料。
涂料储存于密封桶中，使用时将耐蚀涂料以800-1200转/分搅拌5min便可直接使用。
本发明相比现有技术的有益效果如下：
本发明的合金粉由Cu、Sn、Sb、Si、Pr、组成。其中Ni、Cu、Sn配合调整电位，增强保护金属镁及镁合金的功能。Si提合金粉的硬度和脆性，便于合金球磨成片状颗粒的细粉；Pr和Sb增大材料的过冷能力，形成细小的晶粒，提高合金粉的强度。
因碳氮化钛和氮化硅具有高的耐磨性能，因此碳氮化钛粉和氮化硅粉为涂料的组分增加了涂料的耐磨功能，对合金粉起保护作用；氮化硅具有良好的导热性能，因此提高了涂料的散热功能。该涂料适于涂覆于金属镁表面，起保护作用。也可使用于镁基体的合金材料上。
丁醇和环氧树脂液的作用是将合金粉和陶瓷粉有机地与镁合金结合在一起。
本发明的涂料性能见表1。
涂料制备工艺和操作都十分简便，应用范围广，不剥落，耐蚀性强，对镁合金零件防护时间长。
四、附图说明
图1为本发明实施例一制得的金属镁用耐蚀涂料的组织。
由图1可以看到涂料的组元分布。
五、具体实施方式
以下各实施例仅用作对本发明的解释说明，其中的重量百分比均可换成重量g、kg或其它重量单位。
实施例一：
本发明镁合金用耐蚀涂料制备过程如下：
合金粉的准备：按照重量百分含量：按Cu为2％，Sn为0.01％，Sb为0.2％，Si为3％，Pr为0.03％，其余为Ni进行配料，其中Sn和Sb用纯金属锭，Cu和Ni用纯板材，Si用硅块，Pr用含Pr15％的镨铝中间合金；将原料放入外设感应圈的有底孔的坩埚中加热熔化，底孔直径1-2mm，坩埚底孔下部设旋转的钼合金转轮，坩埚上部连接氮气压力系统，熔化在常压下进行，感应圈起加热熔化合金的作用，熔化合金时将感应圈通电，熔化温度为1700-1720℃(该温度仅用感应线圈加热即可)，熔化后温3-8min，开启氮气压力系统，在1.2-1.5大气压的氮气作用下合金液从底孔流出和旋转的钼合金转轮边缘接触，转轮边缘的线速度为16-20m/s，钼合金转轮边缘将合金液甩成(厚度为0.1-0.5mm)条带；然后将合金条带放入球磨机中粉碎成粒度为270目～800目的合金粉；
涂料的制备：按40％的合金粉，3％的碳氮化钛粉、3％的氮化硅粉，7％的丁醇，其余为环氧树脂液进行配料，将后合金粉、碳氮化钛粉、氮化硅粉至于容器中干搅拌10-15min，搅拌转数为30-60转/分；然后将环氧树脂液和丁醇缓慢注入容器，接着进行搅拌，搅拌转数为800-1200转/分，搅拌时间为30-50min，便制得金属镁用耐蚀涂料。
实施例二
合金粉的准备：合金粉的化学成分的重量百分含量为：Cu为4％，Sn为0.1％，Sb为0.4％，Si为6％，Pr为0.09％，其余为Ni。
涂料制备时各成份的重量百分数为：45％的合金粉，6.0％的碳氮化钛粉、6％的氮化硅粉，8.0％的丁醇，其余为环氧树脂液；
制备过程同实施例一。
实施例三：
合金粉的准备：合金粉的化学成分的重量百分含量为：Cu为3％，Sn为0.09％，Sb为0.3％，Si为4％，Pr为0.06％，其余为Ni。
涂料制备时各成份的重量百分数为：42％的合金粉，5％的碳氮化钛粉、5％的氮化硅粉，7.5％的丁醇，其余为环氧树脂液；
制备过程同实施例一。
实施例四：(原料成份配比不在本发明范围内的实例)
合金粉的准备：合金粉的化学成分的重量百分含量为：Cu为1％，Sn为0.005％，Sb为0.1％，Si为2％，Pr为0.02％，其余为Ni。
涂料制备时各成份的重量百分数为：30％的合金粉，2％的碳氮化钛粉、2％的氮化硅粉，6％的丁醇，其余为环氧树脂液；
制备过程同实施例一。
实施例五：(原料成份配比不在本发明范围内的实例)
合金粉的准备：合金粉的化学成分的重量百分含量为：Cu为5％，Sn为0.2％，Sb为0.5％，Si为7％，Pr为0.1％，其余为Ni。
涂料制备时各成份的重量百分数为：50％的合金粉，7％的碳氮化钛粉、7％的氮化硅粉，9％的丁醇，其余为环氧树脂液；
制备过程同实施例一。
下表1为不同成份与配比的涂料性能对照表：
测试时将各编号的涂料涂覆于金属镁表面，测得实验数据如下：
涂料的这些组元超出本申请配比范围，会严重降低涂料的性能。
Cu、Sn不足，降低电位、提高活性、保护金属镁的功能就不足；Cu、Sn过量，Ni的含量降低，材料的力学性能降低。
Pr和Sb不足，增大材料的过冷能力、形成细小的晶粒、提高合金粉的强度及合金粉的硬度的作用就不足；Pr和Sb过量，脆性化合物过多，材料的力学性能降低。
Si不能过多，否则合金粉脆性太大，没有强度，合金保护镁合金的功能就会丧失。
碳氮化钛和氮化硅不足，涂料的耐磨性不足，对合金粉的保护功能不足；碳氮化钛和氮化硅过量，合金粉数量降低，保护金属镁的功能降低。
Claims (2)
1.一种金属镁用耐蚀涂料，其各成份的重量百分比为：40％-45％的合金粉，3％～6％的碳氮化钛粉、3％～6％的氮化硅粉，7％～8％的丁醇，其余为环氧树脂液；合金粉、碳氮化钛粉、氮化硅粉的的粒度均为270目～800目；
所述合金粉各成份的重量百分含量为：Cu为2％～4％，Sn为0.01％～0.1％，Sb为0.2％～0.4％，Si为3％-6％，Pr为0.03％-0.09％，其余为Ni。
2.一种金属镁用耐蚀涂料制备方法，该方法包括以下各步骤：
合金粉的准备：按照重量百分含量：Cu为2％～4％，Sn为0.01％～0.1％，Sb为0.2％～0.4％，Si为3％-6％，Pr为0.03％-0.09％，其余为Ni进行配料，其中Sn和Sb用纯金属锭，Cu和Ni用纯板材，Si用硅块，Pr用含Pr15％的镨铝中间合金；将原料放入外设感应圈的有底孔的坩埚中加热熔化，底孔直径1-2mm，坩埚底孔下部设旋转的铝合金转轮，坩埚上部连接氮气压力系统，熔化在常压下进行，熔化合金时将感应圈通电，熔化温度为1700-1720℃，熔化后保温3-8min，开启氮气压力系统，在1.2-1.5大气压的氮气作用下合金液从底孔流出和旋转的钼合金转轮边缘接触，转轮边缘的线速度为16-20m/s，钼合金转轮边缘将合金液甩成条带；然后将合金条带放入球磨机中粉碎成粒度为270目～800目的合金粉；
涂料的制备：先按40％-45％的合金粉、3％～6％的碳氮化钛粉、3％～6％的氮化硅粉、7％～8％的丁醇、其余为环氧树脂液进行配料，将合金粉、碳氮化钛粉、氮化硅粉至于容器中干搅拌10-15min，搅拌转数为30-60转/分；然后将环氧树脂液和丁醇缓慢注入容器，接着进行搅拌，搅拌转数为800-1200转/分，搅拌时间为30-50min，便制得金属镁用耐蚀涂料。
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