專利名稱：涂料增強(qiáng)劑及其制備方法和使用該增強(qiáng)劑的磷酸鹽金屬鋁粉涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工涂料技術(shù)，具體地涉及一種涂料增強(qiáng)劑及其制備方法和應(yīng)用有該涂料增強(qiáng)劑的磷酸鹽金屬鋁粉涂料。
背景技術(shù)：
汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)，排氣系統(tǒng)始終處于高溫狀態(tài)，特別是靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管部件其工作溫度可以高達(dá)600°C。為了避免高溫腐蝕排氣管，往往需要在金屬排氣管的表面涂抹防腐耐高溫的涂料，以延長(zhǎng)排氣管的使用壽命，提高汽車(chē)運(yùn)行性能，如申請(qǐng)?zhí)枮?ZL200710131970.5的中國(guó)發(fā)明專利《一種用于汽車(chē)排氣管的耐熱耐蝕涂料》、申請(qǐng)?zhí)枮?200710042330. 7的中國(guó)發(fā)明專利《一種二硫化鉬基防腐減摩涂料》等文獻(xiàn)中公開(kāi)了可實(shí)現(xiàn)耐高溫、耐腐蝕的涂料，能夠用于排氣系統(tǒng)等金屬管件的表面防腐耐熱處理。目前，可實(shí)現(xiàn)耐高溫耐腐蝕處理的涂料種類(lèi)很多，如現(xiàn)有技術(shù)中用于汽車(chē)排氣管表面處理的磷酸鹽金屬鋁粉涂料是一種用水溶性磷酸二氫鋁鹽作為粘結(jié)材料的耐高溫涂料，該涂料中以鉻酸(鹽、酐等)作為調(diào)節(jié)劑鈍化鋁粉，增加鋁粉在磷酸中的穩(wěn)定性，小于 10 μ m直徑球形鋁粉還能有效減少粉體的表面積，提高了金屬粉體的填充量，另外，磷酸二氫鋁鹽的優(yōu)良高溫粘結(jié)性則能讓涂層可以長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下工作，使得涂料能承受 500°C以下長(zhǎng)時(shí)間高溫?zé)嵛g不開(kāi)裂、不脫落。但是，這種耐高溫的磷酸鹽金屬鋁粉涂料在更高溫度(如排氣管工作溫度可以高達(dá)600°C)的使用環(huán)境下，其涂料的耐高溫性能就有所減弱，而且容易脫落，使其使用性能大大下降，因此，采用這種磷酸鹽金屬鋁粉涂料作為排氣管表面涂料無(wú)法滿足排氣管在高溫下的工作要求，還有待于作出進(jìn)一步的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種能有效提高涂層結(jié)合性能和耐熱防腐蝕性能的涂料增強(qiáng)劑。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種上述涂料增強(qiáng)劑的制備方法。本發(fā)明所要解決的第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種應(yīng)用有上述涂料增強(qiáng)劑的磷酸鹽金屬鋁粉涂料。本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種涂料增強(qiáng)劑，其特征在于所述的涂料增強(qiáng)劑由液態(tài)甲組分和固態(tài)乙組分組成，其中，所述的液態(tài)甲組分和固態(tài)乙組分的原料重量組份為甲組分 100乙組分 ；35 40 ；并且，所述的液態(tài)甲組分為磷酸，所述的固態(tài)乙組分為氫氧化鑭或氧化鑭。本發(fā)明解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種涂料增強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于包括有如下步驟
(1)、將所述的液態(tài)甲組分和固態(tài)乙組分按照所述的重量組份放入容器中，反應(yīng) 30 60分鐘后，得到稠狀半透明凝膠物質(zhì)，其中，液體甲組分和固態(tài)乙組分的反應(yīng)過(guò)程為磷酸和氫氧化鑭H3LaO3(或氧化鑭La2O3)之間的放熱反應(yīng)；O)、在所述容器中加入適量的去離子水，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，所述步驟(1)中得到的凝膠物質(zhì)溶于水中，形成白色乳狀液體，步驟(2)中去離子水的加入是為了保證液態(tài)甲組分和固態(tài)乙組分之間的充分反應(yīng)；(3)、將所述容器放入100°C 140°C的烘箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)2 6小時(shí)保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；G)、從烘箱取出容器，并在該容器內(nèi)繼續(xù)加入去離子水，最終配置成總重量組份為250的溶液，該溶液經(jīng)2 3小時(shí)攪拌，形成白色乳狀液體，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾后即得所需的增強(qiáng)劑。此時(shí)加入去離子水是為了配置增強(qiáng)劑的最終濃度，要求加入離子水后的容器內(nèi)的總重量組份達(dá)到250，攪拌充分后即可獲得所需的涂料增強(qiáng)劑。為了使得液態(tài)甲組分和固態(tài)乙組分能夠充分反應(yīng)，保證溶劑均勻，作為優(yōu)選，所述步驟⑶和步驟⑷之間還可以增加如下步驟(3-1)、在所述的保溫時(shí)間內(nèi)，將所述容器從烘箱中取出，進(jìn)行攪拌。所述的攪拌方式可以為機(jī)械攪拌或超聲波攪拌，當(dāng)采用超聲波攪拌時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)販p少攪拌時(shí)間。本發(fā)明解決上述第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種使用涂料增強(qiáng)劑的磷酸鹽金屬鋁粉涂料，其特征在于該磷酸鹽金屬鋁粉涂料的重量組份如下
磷酸二氫鋁 100 涂料增強(qiáng)劑 5 30 鉻酐3 15
球狀鋁粉70 110。作為優(yōu)選，所述球狀鋁粉的粒徑為5 20 μ m。球狀鋁粉的粒徑大小主要影響涂料的抗氧化性和涂抹后表面質(zhì)量，當(dāng)球狀鋁粉的粒徑過(guò)小(小于5 μ m時(shí))，此時(shí)，磷酸鹽金屬鋁粉涂料涂抹到金屬表面后，能夠獲得較好的表面質(zhì)量，但是涂料的抗氧化性能降低；當(dāng)球狀鋁粉的粒徑過(guò)大(大于20 μ m時(shí))，此時(shí)，磷酸鹽金屬鋁粉涂料涂抹到金屬表面后，雖然具有較高的抗氧化性，但是表面質(zhì)量較為粗糙，影響產(chǎn)品的美觀度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)磷酸和固體稀土(氫氧化鑭或氧化鑭) 的反應(yīng)，配置得到磷酸稀土增強(qiáng)劑，該稀土增強(qiáng)劑添加到普通的磷酸鹽金屬鋁粉涂料中，可以配成一種水系金屬微粉涂料，這種涂料經(jīng)過(guò)燒結(jié)后，使得增強(qiáng)劑內(nèi)的磷酸鹽與磷酸鹽金屬鋁粉涂料中的金屬氧化物構(gòu)成具有氫鍵締合的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而將金屬微粉固定在其中，在起到粘結(jié)固定作用的同時(shí)，封閉了微粉之間的孔隙，不僅有效地提高了涂層的結(jié)合性能，使涂層具有較好的耐腐蝕性能，而且還提高了涂層的耐高溫性能，進(jìn)而有效地延長(zhǎng)了汽車(chē)排氣管的使用壽命。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1 本實(shí)施例的涂料增強(qiáng)劑為稀土增強(qiáng)劑，該增強(qiáng)劑采用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氫氧化鑭(H3LaO3) 35份放入容器中進(jìn)行放熱反應(yīng)；反應(yīng)30 60分鐘后，得到稠狀半透明凝膠物質(zhì)；O)、在容器中加入適量的去離子水，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，上述的凝膠物質(zhì)溶于水中并形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入100°C的烘箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)2小時(shí)保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過(guò)程中，可以將容器從烘箱取出，進(jìn)行攪拌，攪拌能夠使得容器內(nèi)的溶液更為均勻， 起到促進(jìn)反應(yīng)的作用；0)、從烘箱取出容器，并在該容器內(nèi)繼續(xù)加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經(jīng)2 3小時(shí)的攪拌，形成白色乳狀液體，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾后即得所需的增強(qiáng)劑。上述制備過(guò)程中的攪拌方式可以選擇機(jī)械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少攪拌時(shí)間。將本實(shí)施例的增強(qiáng)劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉涂料后，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉涂料為上述各組分?jǐn)嚢?小時(shí)，加入適量去離子水成糊狀，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾待用(可以噴涂、 刷涂、侵涂)。實(shí)施例2 本實(shí)施例的涂料增強(qiáng)劑為稀土增強(qiáng)劑，該增強(qiáng)劑采用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氫氧化鑭(H3LaO3) 38份放入容器中進(jìn)行放熱反應(yīng)；反應(yīng)30 60分鐘后，得到稠狀半透明凝膠物質(zhì)；O)、在容器中加入適量的去離子水，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，上述的凝膠物質(zhì)溶于水中并形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入120°C的烘箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)4小時(shí)保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過(guò)程中，可以將容器從烘箱取出，進(jìn)行攪拌；0)、從烘箱取出容器，并在該容器內(nèi)繼續(xù)加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經(jīng)2 3小時(shí)的攪拌，形成白色乳狀液體，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾后即得所需的增強(qiáng)劑。上述制備過(guò)程中的攪拌方式可以選擇機(jī)械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少攪拌時(shí)間。將本實(shí)施例的增強(qiáng)劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉涂料后，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉涂料為
磷酸二氫鋁涂料增強(qiáng)劑鉻酐
5μm粒徑的球狀鋁粉
100份 5份 3份 80份，
5磷酸二氫鋁100份
涂料增強(qiáng)劑17份
鉻酐5份
20 μ m粒徑的球狀鋁粉 70份，上述各組分?jǐn)嚢?小時(shí)，加入適量去離子水成糊狀，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾待用(可以噴涂、 刷涂、侵涂)。實(shí)施例3 本實(shí)施例的涂料增強(qiáng)劑為稀土增強(qiáng)劑，該增強(qiáng)劑采用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氫氧化鑭(H3LaO3)40份放入容器中進(jìn)行放熱反應(yīng)；反應(yīng)30 60分鐘后，得到稠狀半透明凝膠物質(zhì)；O)、在容器中加入適量的去離子水，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬螅鲜龅哪z物質(zhì)溶于水中并形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入140°C的烘箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)6小時(shí)保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過(guò)程中，可以將容器從烘箱取出，進(jìn)行攪拌；0)、從烘箱取出容器，并在該容器內(nèi)繼續(xù)加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經(jīng)2 3小時(shí)的攪拌，形成白色乳狀液體，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾后即得所需的增強(qiáng)劑。上述制備過(guò)程中的攪拌方式可以選擇機(jī)械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少攪拌時(shí)間。將本實(shí)施例的增強(qiáng)劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉涂料后，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉涂料為
磷酸二氫鋁100份
涂料增強(qiáng)劑30份
鉻酐9份
12 μ m粒徑的球狀鋁粉 110份，上述各組分?jǐn)嚢?小時(shí)，加入適量去離子水成糊狀，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾待用(可以噴涂、 刷涂、侵涂)。實(shí)施例4 本實(shí)施例的涂料增強(qiáng)劑為稀土增強(qiáng)劑，該增強(qiáng)劑采用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氧化鑭(La2O3) 35份放入容器中進(jìn)行放熱反應(yīng)；反應(yīng)30 60分鐘后，得到稠狀半透明凝膠物質(zhì)；O)、在容器中加入適量的去離子水，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，上述的凝膠物質(zhì)溶于水中并形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入110°C的烘箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)3小時(shí)保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過(guò)程中，可以將容器從烘箱取出，進(jìn)行攪拌；0)、從烘箱取出容器，并在該容器內(nèi)繼續(xù)加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經(jīng)2 3小時(shí)的攪拌，形成白色乳狀液體，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾后即得所需的增強(qiáng)劑。上述制備過(guò)程中的攪拌方式可以選擇機(jī)械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少攪拌時(shí)間。將本實(shí)施例的增強(qiáng)劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉涂料后，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉涂料為上述各組分?jǐn)嚢?小時(shí)，加入適量去離子水成糊狀，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾待用(可以噴涂、 刷涂、侵涂)。實(shí)施例5 本實(shí)施例的涂料增強(qiáng)劑為稀土增強(qiáng)劑，該增強(qiáng)劑采用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氧化鑭(La203)40份放入容器中進(jìn)行放熱反應(yīng)；反應(yīng)30 60分鐘后，得到稠狀半透明凝膠物質(zhì)；O)、在容器中加入適量的去離子水，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，上述的凝膠物質(zhì)溶于水中并形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入140°C的烘箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)5小時(shí)保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過(guò)程中，可以將容器從烘箱取出，進(jìn)行攪拌；0)、從烘箱取出容器，并在該容器內(nèi)繼續(xù)加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經(jīng)2 3小時(shí)的攪拌，形成白色乳狀液體，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾后即得所需的增強(qiáng)劑。上述制備過(guò)程中的攪拌方式可以選擇機(jī)械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少攪拌時(shí)間。將本實(shí)施例的增強(qiáng)劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉涂料后，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉涂料為上述各組分?jǐn)嚢?小時(shí)，加入適量去離子水成糊狀，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾待用(可以噴涂、 刷涂、侵涂)。實(shí)施例6 本實(shí)施例的涂料增強(qiáng)劑為稀土增強(qiáng)劑，該增強(qiáng)劑采用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氧化鑭(La2O3) 37份放入容器中進(jìn)行放熱反應(yīng)；反應(yīng)30 60分鐘后，得到稠狀半透明凝膠物質(zhì)；O)、在容器中加入適量的去離子水，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，上述的凝膠物質(zhì)溶于水中并
磷酸二氫鋁涂料增強(qiáng)劑鉻酐
IOym粒徑的球狀鋁粉
100份 10份 6份 90份，
磷酸二氫鋁涂料增強(qiáng)劑鉻酐
15 μ m粒徑的球狀鋁粉
100份 15份 10份 100 份，形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入135°C的烘箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)3. 5小時(shí)保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過(guò)程中，可以將容器從烘箱取出，進(jìn)行攪拌；0)、從烘箱取出容器，并在該容器內(nèi)繼續(xù)加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經(jīng)2 3小時(shí)的攪拌，形成白色乳狀液體，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾后即得所需的增強(qiáng)劑。上述制備過(guò)程中的攪拌方式可以選擇機(jī)械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少攪拌時(shí)間。將本實(shí)施例的增強(qiáng)劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉涂料后，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉涂料為
磷酸二氫鋁100份
涂料增強(qiáng)劑25份
鉻酐15份
5 μ m粒徑的球狀鋁粉 105份，上述各組分?jǐn)嚢?小時(shí)，加入適量去離子水成糊狀，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾待用(可以噴涂、 刷涂、侵涂)。將上述實(shí)施例1 實(shí)施例6中制備得到的涂料，涂覆到汽車(chē)排氣管的表面以提高排氣管的性能，涂料的涂覆工藝如下1、首先將排氣管和涂片樣品經(jīng)表面噴砂去銹、化學(xué)侵泡除油，并清洗、風(fēng)干；2、用0. 5 0. 壓力壓縮空氣噴槍在經(jīng)去銹除油干燥的排氣管上制備涂層，噴涂過(guò)程要逐步涂覆，不能發(fā)生涂料在排氣管上流躺現(xiàn)象，涂層厚度約為60 μ m ；3、排氣管涂層噴涂完成后，掛在通風(fēng)干燥處表干2小時(shí)左右，掛入80°C烘箱中保溫30 60分鐘干燥；4、排氣管經(jīng)干燥后入280 520°C的空氣爐中燒結(jié)30 60分鐘，經(jīng)燒結(jié)后的涂層呈灰白色，達(dá)到使用狀態(tài)。排氣管的涂層經(jīng)檢測(cè)，各項(xiàng)性能見(jiàn)下表所示
權(quán)利要求
1.一種涂料增強(qiáng)劑，其特征在于所述的涂料增強(qiáng)劑由液態(tài)甲組分和固態(tài)乙組分組成，其中，所述的液態(tài)甲組分和固態(tài)乙組分的原料重量組份為甲組分 100 乙組分 ；35 40 ；并且，所述的液態(tài)甲組分為磷酸，所述的固態(tài)乙組分為氫氧化鑭或氧化鑭。
2.一種如權(quán)利要求1所述的涂料增強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于包括有如下步驟 (1)、將所述的液態(tài)甲組分和固態(tài)乙組分按照所述的重量組份放入容器中，反應(yīng)30 60分鐘后，得到稠狀半透明凝膠物質(zhì)；O)、在所述容器中加入適量的去離子水，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，所述步驟(1)中得到的凝膠物質(zhì)溶于水中，形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入100°C 140°C的烘箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)2 6小時(shí)保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；G)、從烘箱取出容器，并在該容器內(nèi)繼續(xù)加入去離子水，最終配置成總重量組份為250 的溶液，該溶液經(jīng)2 3小時(shí)攪拌，形成白色乳狀液體，經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾后即得所需的增強(qiáng)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料增 強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于所述步驟(3)和步驟 (4)之間還可以增加如下步驟(3-1)、在所述的保溫時(shí)間內(nèi)，將所述容器從烘箱中取出，進(jìn)行攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的涂料增強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于所述的攪拌方式為機(jī)械攪拌或超聲波攪拌。
5.一種使用如權(quán)利要求1所述的涂料增強(qiáng)劑的磷酸鹽金屬鋁粉涂料，其特征在于該磷酸鹽金屬鋁粉涂料的重量組份如下磷酸二氫鋁 100 涂料增強(qiáng)劑 5 30 鉻酐3 15球狀鋁粉70 110。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磷酸鹽金屬鋁粉涂料，其特征在于所述球狀鋁粉的粒徑為 5 20 μ m0
全文摘要
一種涂料增強(qiáng)劑，其特征在于所述的涂料增強(qiáng)劑由液態(tài)甲組分和固態(tài)乙組分組成，所述的液態(tài)甲組分和固態(tài)乙組分的原料重量組份為甲組分100，乙組分35～40；所述的液態(tài)甲組分為磷酸，所述的固態(tài)乙組分為氫氧化鑭或氧化鑭。本發(fā)明通過(guò)磷酸和固體稀土(氫氧化鑭或氧化鑭)的反應(yīng)，配置得到磷酸稀土增強(qiáng)劑，該稀土增強(qiáng)劑添加到普通的磷酸鹽金屬鋁粉涂料中，使得增強(qiáng)劑內(nèi)的磷酸鹽與磷酸鹽金屬鋁粉涂料中的金屬氧化物構(gòu)成具有氫鍵締合的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而將金屬微粉固定在其中，不僅有效地提高了涂層的結(jié)合性能，使涂層具有較好的耐腐蝕性能。
文檔編號(hào)C09D1/00GK102492324SQ201110427620
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者周重光, 賀勇, 陸志偉 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)第五二研究所, 浙江摩多巴克斯汽配有限公司