申請(qǐng)日2010.06.18

　　公開(公告)日2010.11.17

　　IPC分類號(hào)C09D133/00; C09D7/12; C23C22/82; C09D5/08; C23C22/36; C09D5/00

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，屬于防腐技術(shù)領(lǐng)域。具體包括(1)鋁合金材料首先經(jīng)過常規(guī)堿性脫脂液進(jìn)行表面脫脂、除油;使用還原性的酸性清洗液進(jìn)行表面活化處理，然后進(jìn)行活性表面的鈍化與封閉處理;(2)制備具有疏水效果的組合物，由重量比為9～16∶1的甲、乙組分組成，甲組分由下列重量百分比的物質(zhì)配制而成：氟碳樹脂35～60%，防銹顏料10～40%，有機(jī)硅化合物1～8%，分散劑0.5～5%，防沉降劑0.5～3%，有機(jī)溶劑10～40%，所述乙組分脂肪族和/或芳香族固化劑;(3)鋁合金表面防腐疏水處理：將(2)具有疏水效果的組合物采用刷涂、噴涂或者浸涂方式涂覆在(1)處理過的鋁合金表面，經(jīng)過12小時(shí)左右的固化。采用本發(fā)明技術(shù)在鋁合金表面上獲得的防腐疏水涂層，具有涂層厚度薄、附著力好、耐海水腐蝕、表面超疏水等優(yōu)點(diǎn)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　1)鋁合金表面處理：鋁合金材料首先經(jīng)過堿性脫脂液進(jìn)行表面脫脂、除油;其次，使用還原性的酸性清洗液進(jìn)行表面活化處理5～10分鐘，進(jìn)行水漂洗;最后，進(jìn)行活性表面的鈍化與封閉處理10～15分鐘，其中，還原性的酸性清洗液的質(zhì)量百分比組成為鹽酸7～10%，磷酸或者硫酸3～5%，還原性的金屬氯化物1～3%，Lan-826緩蝕劑1～3‰，余量為水，工作溫度為常溫，酸洗時(shí)間5～10分鐘，鈍化采用活化表面鈍化液，其重量組成為氟化物1～3‰，磷酸鹽1～3%，氧化劑3～5%，余量為水，采用磷酸調(diào)節(jié)pH值1～2，工作溫度35～40℃，時(shí)間5～10分鐘，封閉處理采用的封閉液重量組成為硅酸鹽5～10%，1～3‰氯化鈰或者鈰酸鹽，余量為水，調(diào)節(jié)pH值10～11，工作溫度60℃，時(shí)間5～10分鐘;

　　(2)制備具有疏水效果的組合物，由重量比為9～16∶1的甲、乙組分組成，所述甲組分由下列重量百分比的物質(zhì)配制而成：氟碳樹脂35～60%，防銹顏料10～40%，有機(jī)硅化合物1～8%，分散劑0.5～5%，防沉降劑0.5～3%，有機(jī)溶劑10～40%，所述乙組分脂肪族和/或芳香族固化劑;

　　(3)鋁合金表面防腐疏水處理：將(2)具有疏水效果的組合物采用刷涂、噴涂或者浸涂方式涂覆在(1)處理過的鋁合金表面，經(jīng)過12小時(shí)左右的固化，即形成了具有防腐疏水的表面。

　　2.權(quán)利要求1的一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，其特征在于，氟碳樹脂為市售的低表面能樹脂。

　　3.權(quán)利要求1的一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，其特征在于，所述甲組分中的有機(jī)硅化合物為甲基硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷共聚物、羥基改性聚有機(jī)硅氧烷、聚醚改性有機(jī)硅氧烷、丙烯酸改性有機(jī)硅氧烷、聚酯改性有機(jī)硅氧烷中的一種或幾種。

　　4.權(quán)利要求1的一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，其特征在于，所述甲組分中的防銹顏料是指磷酸鋅、三聚磷酸鋁、鐵紅、磷鐵粉、鉻綠等的一種或幾種。

　　5.權(quán)利要求1的一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，其特征在于，所述甲組分中的分散劑為聚醚改性有機(jī)硅氧烷、低分子量不飽和多元酸聚合物、含羧基的共聚體中的一種或幾種。

　　6.權(quán)利要求1的一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，其特征在于，所述甲組分中的防沉降劑為有機(jī)膨潤(rùn)土，氫化蓖麻油、有機(jī)陶土、氣相法白炭黑中的一種或幾種。

　　7.權(quán)利要求1的一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，其特征在于，所述甲組分中的有機(jī)溶劑為芳香類溶劑、酯類溶劑或醚酯類溶劑，所述芳香類溶劑為二甲苯、S100、S150，所述酯類溶劑為醋酸丁酯、醋酸乙酯，所述醚酯類溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯。

　　8.權(quán)利要求1的一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，其特征在于，所述乙組分脂肪族和/或芳香族固化劑為含異氰酸酯官能團(tuán)的脂肪族和/或芳香族固化劑。

　　9.權(quán)利要求2的一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，其特征在于，所述低表面能樹脂為WN-2型氟化丙烯酸樹脂。

　　說明書

　　一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，屬于防腐技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　淡水資源短缺一直困擾著人類社會(huì)發(fā)展。海水淡化是當(dāng)今人們獲取淡水的途徑之一。除了采用反滲透裝置獲取淡水外，多效閃蒸技術(shù)是人們常用的海水淡化工藝，并且該技術(shù)得到的淡水品質(zhì)較好。在多效閃蒸工藝技術(shù)中，設(shè)備材料不但要求耐腐蝕，而且更需要熱傳導(dǎo)效率高。目前，在海水中使用的耐腐蝕金屬材料有銅及其合金，鈦合金，雙相不銹鋼。比較起來，在這些材料中，銅及其合金既是耐海水腐蝕材料，也是最好的熱傳導(dǎo)材料，但是價(jià)格太貴。鈦合金和雙相不銹鋼材料雖然也耐海水腐蝕，但是相對(duì)來說，其熱傳導(dǎo)性能差些。為此，有以色利公司針對(duì)鋁合金材料耐海水腐蝕性能較差，熱傳導(dǎo)性能良好的特點(diǎn)，對(duì)鋁合金材料進(jìn)行改性，添加稀土等特殊元素，提高其耐蝕性，并應(yīng)用于海水淡化裝置中的換熱設(shè)備。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明目的是提供一種用于鋁合金表面防腐疏水處理的方法，將鋁合金材料表面處理技術(shù)和超疏水涂層技術(shù)結(jié)合起來，在提高鋁合金材料耐海水腐蝕能力的同時(shí)，并使其表面具有超疏水性能，最終使得鋁合金材料既耐腐蝕又保持良好的導(dǎo)熱性能。

　　為解決以上問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

　　(1)鋁合金表面處理：鋁合金材料首先經(jīng)過常規(guī)堿性脫脂液進(jìn)行表面脫脂、除油;其次，使用還原性的酸性清洗液進(jìn)行表面活化處理5～10分鐘，之后，進(jìn)行水漂洗;最后，進(jìn)行活性表面的鈍化與封閉處理10～15分鐘，得到具有適度粗糙的、褐黑色表面。其中，還原性的酸性清洗液的組成為鹽酸7～10%，磷酸或者硫酸3～5%，還原性的金屬氯化物1～3%，比如，氯化亞鐵或者氯化鎳，Lan-826緩蝕劑1～3‰，余量為水。工作溫度為常溫，酸洗時(shí)間5～10分鐘。鈍化采用活化表面鈍化液，其組成為氟化物1～3‰，磷酸鹽1～3%，氧化劑3～5%，比如硝酸鹽，三氧化二鉻等，余量為水，采用磷酸調(diào)節(jié)pH值1～2，工作溫度35～40℃，時(shí)間5～10分鐘，氟化物為常用的氟化物如氟化鈉、氟化鉀等，硝酸鹽為常用的硝酸鹽如硝酸鈉、硝酸鉀或硝酸銨等。封閉處理采用的封閉液組成為硅酸鹽5～10%，1～3‰氯化鈰，或者鈰酸鹽，余量為水，調(diào)節(jié)pH值10～11，工作溫度60℃左右，時(shí)間5～10分鐘。

　　(2)具有疏水效果的組合物，由按重量比為9～16∶1的比例組成的甲、乙組分，所述甲組分由下列重量百分比的物質(zhì)配制而成：氟碳樹脂35～60%;防銹顏料10～40%;有機(jī)硅化合物1～8%;分散劑0.5～5%;防沉降劑0.5～3%;有機(jī)溶劑10～40%;所述乙組分脂肪族和/或芳香族固化劑。

　　所述甲組分中的氟碳樹脂是市售的低表面能樹脂，如海洋化工研究院生產(chǎn)的WN-2型氟化丙烯酸樹脂，該樹脂具有優(yōu)異的憎水性，與水的接觸角能達(dá)到120°。

　　所述甲組分中的有機(jī)硅化合物為甲基硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷共聚物、羥基改性聚有機(jī)硅氧烷、聚醚改性有機(jī)硅氧烷、丙烯酸改性有機(jī)硅氧烷、聚酯改性有機(jī)硅氧烷中的一種或幾種。

　　所述甲組分中的防銹顏料是指磷酸鋅、三聚磷酸鋁、鐵紅、磷鐵粉、鉻綠等的一種或幾種。

　　所述甲組分中的分散劑為聚醚改性有機(jī)硅氧烷、低分子量不飽和多元酸聚合物、含羧基的共聚體中的一種或幾種。如BYK公司的104、104S;AFCONA公司的4000、4015。

　　所述甲組分中的防沉降劑為有機(jī)膨潤(rùn)土，氫化蓖麻油、有機(jī)陶土、氣相法白炭黑中的一種或幾種。

　　所述甲組分中的有機(jī)溶劑為芳香類溶劑、酯類溶劑或醚酯類溶劑，所述芳香類溶劑為二甲苯、S100、S150，所述酯類溶劑為醋酸丁酯、醋酸乙酯，所述醚酯類溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯。

　　所述乙組分是含異氰酸酯官能團(tuán)的脂肪族和/或芳香族固化劑。如Bayer公司的N75、N90。

　　上述組合物噴涂在馬口鐵板上，涂層的性能特點(diǎn)如下：

　　1)附著力GB1720-79(劃圈法)，不低于1級(jí)。

　　2)柔韌性GB1781-79，≤1mm。

　　3)沖擊強(qiáng)度GB1732-1993，不低于50kg·cm。

　　4)涂層與蒸餾水的接觸角大于120°。

　　5)涂層厚度不大于20μm。

　　(3)鋁合金表面防腐疏水處理：將上述具有疏水效果的組合物采用刷涂、噴涂或者浸涂方式涂覆在上述處理過的鋁合金表面，經(jīng)過12小時(shí)左右的固化，即形成了具有防腐疏水的表面。

　　用120目銅網(wǎng)過濾漆料，噴槍使用前先用稀料進(jìn)行清洗，將過濾后的漆料倒入噴槍容器中，預(yù)噴兩下，使噴口與容器中的漆料濃度一致。

　　噴涂要點(diǎn)：噴涂距離、噴槍運(yùn)行方式和噴霧圖樣搭接是噴涂的三原則，也是噴涂的基礎(chǔ)。(1)噴槍距離為15cm～25cm之間噴涂距離過近，單位時(shí)間內(nèi)形成的漆膜就增厚，易產(chǎn)生流掛;噴涂距離過大，漆膜變薄，涂料損失大，嚴(yán)重時(shí)造成涂料無光;(2)噴槍運(yùn)行方式包括噴涂角度和噴槍運(yùn)行速度，應(yīng)保持噴槍與被涂物面呈直角、平行運(yùn)行，移動(dòng)速度一般在30～60cm/s調(diào)整，并要求恒定。如果噴槍傾斜并呈圓弧狀或運(yùn)行速度多變，都得不到厚度均勻的漆膜，易產(chǎn)生條紋和斑痕。噴槍移動(dòng)速度過慢，則易產(chǎn)生流掛;過快和噴霧圖樣搭接不多時(shí)則不易得到平滑的漆膜;(3)噴霧圖樣搭接的寬度應(yīng)保持一定，一般為有效幅度的1/4～1/3，為獲得更為均勻的漆膜，再噴涂第二道時(shí)應(yīng)與前道漆縱橫交錯(cuò)，即第一道橫向噴涂，第二道則應(yīng)縱向噴涂。

　　本發(fā)明使鋁合金表面具有特定的粗糙度;其次，使用一種具有疏水效果的組合物，通過浸涂、噴涂、刷涂等方法在鋁合金表面得到厚度低于20μm，具有防腐、超疏水性能的薄膜，可以有效地提高鋁合金材料在海水中的防腐能力并保持鋁合金材料良好的導(dǎo)熱性能的技術(shù)。

　　采用本發(fā)明技術(shù)在鋁合金表面上獲得的防腐疏水涂層，具有涂層厚度薄、附著力好、耐海水腐蝕、表面超疏水等優(yōu)點(diǎn)。