技术领域
[0001] 本
发明属于防腐蚀涂料制造技术及
钢结构防腐工程应用领域，具体涉及钢结构防腐蚀技术，主要用于钢
桥梁、码头设施、石油装置、
水工设施、化工设备、
船舶、机械设备等各类钢结构的防腐蚀用涂料及
涂装等。
背景技术
[0002] 富锌底漆因具有牺牲
阳极、屏蔽隔离、
钝化缓蚀功能受到普遍重视，它对提高各类环境条件下的钢结构防腐蚀使用寿命起到不可替代的作用。随着技术的进步，工业领域对钢结构防腐蚀使用寿命希望更加长久。
[0003] 高固体含量富锌涂料，将锌粉和粘接剂分散或溶解于
溶剂中的涂料，分别有有机富锌涂料和无机富锌涂料，有机
树脂采用高分子量的如环
氧树脂，无机树脂主要为高模数的
硅酸盐树脂，其富锌涂料的固体含量达65％以上。
[0004] 发展片状锌粉取代球状锌粉，提高富锌涂料的屏蔽能
力。在富锌涂料中添加少量
铝粉，中国
专利CN105542621A所述30～60份片状锌粉、1～5份片状铝粉的双金属防腐蚀涂料。
[0005] 商用达克罗涂料，采用无机树脂添加片状锌粉、片状铝粉、铬酐等组成的锌铝膜涂料，其
耐腐蚀性能比富锌涂料要好，或发展无铬的富锌铝涂料，加温
固化或室温固化；但另一方面其配套的中间漆和面漆配套性差，不能获得与富锌铝底层涂层结合性能良好的外层涂料。
[0006] 富锌涂料良好的对钢
铁保护性能关键是锌粉的
牺牲阳极特性，对锌粉改进也是提高富锌涂料耐腐蚀能力的途径。对牺牲阳极的锌粉进行改进，保持锌粉高活性、同时自身氧化程度低和腐蚀速率低、高的电位驱动力是含锌涂料研究的重点，如开发超细纳米锌粉、超纯锌粉，以及添加多元
合金元素的锌粉组成的富锌涂料，中国专利CN103817339B 发明高纯纳米锌粉，中国专利CN102719118B发明含稀土镧铈及锌合金的防锈涂料，都意在改善含锌涂料的防腐蚀性能。
[0007] 但是，基于对环境污染控制、人类身体健康、涂料成本的综合考虑，本发明一种含锌铝镁共晶合金粉末的底漆涂料，与富锌涂料相比，具有高电负性、低自腐蚀速率、高
阴极保护效率。
发明人在发明专利CN201610860660.6已经
申请锌铝镁合金粉末及其制造方法，本发明是用锌铝镁合金粉末制备含锌合金防腐蚀涂料。
发明内容
[0008] 为了克服
现有技术中存在的不足，本发明提供一种低自腐蚀速率、高阴极保护效果的含锌铝镁合金牺牲阳极性防腐蚀底漆涂料。
[0009] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0010] 一种锌合金防腐蚀涂料，其原料包括防腐蚀粘结树脂与锌铝镁合金粉末。
[0011] 所述锌铝镁合金粉末的
质量百分数为35～85％。
[0012] 所述防腐蚀粘结树脂为无机
硅酸盐树脂，醇类树脂，
环氧树脂或水性环氧树脂的一种；其中，无机硅酸盐树脂包括硅酸
钾、硅酸锂。
[0013] 所述锌铝镁合金粉末按照质量百分比，其组成为：4.5～12.5％的Al，1.5～4.5％的 Mg，0.0～0.2％的Ce或La，0.0～1.0％的In或Bi，余量为Zn；所述锌铝镁合金粉末的粒径为0.1～45μm。
[0014] 所述锌合金防腐蚀涂料为水性硅酸盐含锌铝镁合金底漆涂料，其由甲乙两个组分组成：甲组份为模数2.0～5.5的硅酸锂或硅酸钾水溶液，乙组份为锌铝镁合金粉末；甲乙组份搅拌相混合成为水性硅酸盐含锌铝镁合金底漆涂料，其中锌铝镁合金粉末占总质量的质量百分比为35～85％；
[0015] 按照质量百分比，所述硅酸锂或硅酸钾水溶液的组成为：10～40％的硅酸锂或硅酸钾，20～35％的硅溶胶，8～18％的硅烷、20～40％的蒸馏水和0.5％～1.5％的助剂组成，所述助剂为
膨润土、
石墨或疏甲基
纤维素的一种或多种的混合。
[0016] 所述锌合金防腐蚀涂料为醇溶性含锌铝镁合金底漆涂料，其由锌铝镁合金粉浆料与固化剂按照质量比为1:0.5～1.0混合而成；
[0017] 按照质量百分比，所述锌铝镁合金粉浆料的组成为：聚乙烯醇缩丁
醛1.5～5.0％，醇类溶剂15～40％，助剂0.5～5％，锌铝镁合金粉末35～75％；所述醇类溶剂为丁醇、异丙醇或丙二醇甲醚的一种或多种的混合，所述助剂为膨润土、石墨或疏甲基
纤维素的一种或多种的混合；
[0018] 按照质量百分比，所述固化剂的组成为：正硅酸乙酯30～50％，质量浓度为36.5％的浓
盐酸0.9～1.3％，蒸馏水5～10％，醇类溶剂40～60％；所述醇类溶剂为正丁醇、丁醇、异丙醇或乙二醇丁醚的一种或多种的混合。
[0019] 所述锌合金防腐蚀涂料为环氧含锌铝镁合金底漆涂料，其由甲乙两个组分组成，其中：
[0020] 按照质量百分比，甲组份由分子量大于800的双酚A环氧树脂或改性环氧树脂5～ 35％，锌铝镁合金粉末45～80％，滑石粉0.5～3.0％，有机膨润土0.05～1.0％，聚硅氧烷
0.1～2.0％、邻二
甲酸二丁酯0.06～1.0％、混合溶剂10～15％组成；所述混合溶剂为丙
酮与二
甲苯丁醇按照质量比7:3的
混合液；
[0021] 按照质量百分比，乙组份由环氧聚酰胺固化剂70～90％，邻苯二甲酸二丁酯2～9％，三
乙醇胺0.05～2.5％，硅烷
偶联剂0.05～2.0％，混合溶剂5～20％组成；所述混合溶剂为丙酮与二甲苯丁醇按照质量比7:3的混合液；
[0022] 甲乙组份按质量比4～6:1混合成为环氧含锌铝镁合金底漆涂料。
[0023] 所述锌合金防腐蚀涂料为水性环氧含锌铝镁合金底漆涂料，其由甲乙两个组分组成，其中：
[0024] 按照质量百分比，甲组份由水性环氧树脂固化剂16～30％，锌铝镁合金粉末42～ 72％，磷铁粉4～18％，聚硅氧烷或其与聚乙二醇混合物0.1～2.5％，硅酸铝和硅酸镁混合物0.1～2.5％，丙二醇甲醚或与异丙醇混合物1～8％组成；
[0025] 乙组分为水性环氧树脂；
[0026] 甲乙组份按质量比2～5:1混合成为水性环氧含锌铝镁合金底漆涂料。
[0027] 本发明所用的含锌铝镁合金涂料涂层在3.5％NaCl水溶液的
电极电位为≤-900mv (SCE)，腐蚀
电流密度≤2μA/cm2。
[0028] 本发明的有益效果是：本发明的锌合金防腐蚀涂料，实现富含锌铝镁合金
粉末涂料对钢铁的长效防腐蚀保护，具备比富锌涂料更负的电极电位、更长久的防腐蚀使用性能。
具体实施方式
[0029] 下面结合具体
实施例对本发明作更进一步的说明。
[0030] 实施例1-5为水性硅酸盐含锌铝镁合金底漆涂料。
[0031] 实施例1：水性硅酸盐含锌铝镁合金底漆涂料。甲组分为硅酸锂水溶液，其模数为2.5，按照质量百分数，其组成为：质量浓度30％的硅酸锂20％、质量浓度30％的硅溶胶
31％、硅烷14％、蒸馏水34％和膨润土1％；乙组分为锌铝镁合金粉末，按照质量百分数，合金成分为6.02％的Al，3.1％的Mg，0.1％的Ce，0.1％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92 μm。甲乙组分重量比为30：70。
[0032] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 1000mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.5μA/cm2。
[0033] 实施例2：水性硅酸盐含锌铝镁合金底漆涂料。甲组分为硅酸钾水溶液，其模数为5.0，按照质量百分数，其组成为：质量浓度15％的硅酸钾17％、质量浓度30％的硅溶胶
35％、硅烷17％、蒸馏水30％、石墨0.5％和疏甲基纤维素0.5％；乙组分为锌铝镁合金粉末，按照质量百分数，合金成分为6.02％的Al，3.1％的Mg，0.1％的Ce，0.1％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。甲乙重量比为38.5：61.5。
[0034] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 990mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.3μA/cm2。
[0035] 实施例3：水性硅酸盐含锌铝镁合金底漆涂料。甲组分为硅酸锂水溶液，其模数为5.5，按照质量百分数，其组成为：质量浓度30％的硅酸锂10％、质量浓度30％的硅溶胶
35％、硅烷18％、蒸馏水35.5％和膨润土和石墨的混合物1.5％；乙组分为锌铝镁合金粉末，按照质量百分数，合金成分为4.5％的Al，4.5％的Mg，0.01％的Bi，余量为Zn，粉末粒度45μm。甲乙组分重量比为65：35。
[0036] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 1000mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.5μA/cm2。
[0037] 实施例4：水性硅酸盐含锌铝镁合金底漆涂料。甲组分为硅酸钾水溶液，其模数为3.8，按照质量百分数，其组成为：质量浓度30％的硅酸钾40％、质量浓度30％的硅溶胶
31.5％、硅烷8％、蒸馏水20％和疏甲基纤维素0.5％；乙组分为锌铝镁合金粉末，按照质量百分数，合金成分为12.5％的Al，1.5％的Mg，0.2％的Ce，0.02％的Bi，余量为Zn，粉末粒度
0.1μm。甲乙组分重量比为15：85。
[0038] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 990mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.4μA/cm2。
[0039] 实施例5：水性硅酸盐含锌铝镁合金底漆涂料。甲组分为硅酸钾水溶液，其模数为4.2，按照质量百分数，其组成为：质量浓度15％的硅酸钾30％、质量浓度30％的硅溶胶
20％、硅烷9％、蒸馏水40％和膨润土1％；乙组分为锌铝镁合金粉末，按照质量百分数，合金成分为8％的Al，4.5％的Mg，0.1％的La，余量为Zn，粉末粒度8.56μm。甲乙组分重量比为50：
50。
[0040] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 1000mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.5μA/cm2。
[0041] 实施例6-9为醇溶性含锌铝镁合金底漆涂料。
[0042] 实施例6：醇溶性含锌铝镁合金底漆涂料。甲组分为锌铝镁合金粉浆料，其组成为聚乙烯醇缩丁醛1.5％，膨润土1.5％，醇类溶剂32％，锌铝镁合金粉末65％。其中，醇类溶剂为丁醇和丙二醇甲醚按照质量比10:1的混合物；锌铝镁合金成分为6.02％的Al，3.1％的Mg，0.1％的Ce，0.1％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。乙组分为固化剂，其组成为
二氧化硅质量含量28％的正硅酸乙酯45％，质量浓度36.5％的浓盐酸1.5％，蒸馏水10％，醇类溶剂43.5％组成，其中，醇类溶剂为异丙醇和丙二醇甲醚按照质量比10:1 的混合物。甲乙组分重量比为1：0.8。
[0043] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 950mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.1μA/cm2。
[0044] 实施例7：醇溶性含锌铝镁合金底漆涂料。甲组分为锌铝镁合金粉浆料，其组成为聚乙烯醇缩丁醛3％，膨润土0.5％，醇类溶剂40％，锌铝镁合金粉56.5％。其中，醇类溶剂为异丙醇和乙二醇丁醚按照质量比14:1的混合物；锌铝镁合金成分为10.86％的Al， 2.94％的Mg，0.1％的Ce，0.08％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。乙组分为固化剂，其组成为二氧化硅质量含量28％的正硅酸乙酯50％，质量浓度36.5％的浓盐酸2％，蒸馏水8％，醇类溶剂40％组成，其中，醇类溶剂为正丁醇和乙二醇丁醚按照质量比14:1 的混合物。甲乙组分重量比为1：0.6。
[0045] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 960mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.2μA/cm2。
[0046] 实施例8：醇溶性含锌铝镁合金底漆涂料。甲组分为锌铝镁合金粉浆料，其组成为聚乙烯醇缩丁醛5％，膨润土5％，醇类溶剂15％，锌铝镁合金粉75％。其中，醇类溶剂为异丙醇；锌铝镁合金成分为10.86％的Al，2.94％的Mg，0.1％的Ce，0.08％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。乙组分为固化剂，其组成为二氧化硅质量含量28％的正硅酸乙酯34.1％，质量浓度36.5％的浓盐酸0.9％，蒸馏水5％，醇类溶剂60％组成，其中，醇类溶剂为正丁醇。甲乙组分重量比为1：0.5。
[0047] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 950mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.2μA/cm2。
[0048] 实施例9：醇溶性含锌铝镁合金底漆涂料。甲组分为锌铝镁合金粉浆料，其组成为聚乙烯醇缩丁醛5％，膨润土5％，醇类溶剂40％，锌铝镁合金粉50％。其中，醇类溶剂为乙二醇丁醚；锌铝镁合金成分为10.86％的Al，2.94％的Mg，0.1％的Ce，0.08％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。乙组分为固化剂，其组成为二氧化硅质量含量28％的正硅酸乙酯30％，质量浓度36.5％的浓盐酸1％，蒸馏水9％，醇类溶剂60％组成，其中，醇类溶剂为乙二醇丁醚。甲乙组分重量比为1：0.6。
[0049] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 960mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.1μA/cm2。
[0050] 实施例10-12为环氧含锌铝镁合金底漆涂料。
[0051] 实施例10：环氧含锌铝镁合金底漆涂料。甲组份为改性双酚A环氧树脂18％，滑石粉 1％，羟基聚二甲基硅氧烷0.8％、膨润土0.5％、邻二甲酸二丁酯1.0％、混合溶剂13％，锌铝镁合金粉末66.7％组成。锌铝镁合金成分为10.86％的Al，2.94％的Mg，0.1％的Ce， 0.08％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。乙组份为环氧聚酰胺固化剂70％，邻苯二甲酸二丁酯8％，三乙醇胺1.5％，硅烷偶联剂1％，混合溶剂19.5％组成；其中，混合溶剂为丙酮与二甲苯丁醇按照质量比7:3的混合液。。甲乙组份按质量比6:1混合成为环氧锌合金底漆涂料。
[0052] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 900mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.0μA/cm2。
[0053] 实施例11：环氧含锌铝镁合金底漆涂料。甲组份为改性双酚A环氧树脂30％，滑石粉 0.5％，羟基聚二甲基硅氧烷0.1％、膨润土0.05％、邻二甲酸二丁酯0.35％、混合溶剂 14％，锌铝镁合金粉末55％组成。锌铝镁合金成分为10.86％的Al，2.94％的Mg，0.1％的Ce，
0.08％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。乙组份为环氧聚酰胺固化剂90％，邻苯二甲酸二丁酯2％，三乙醇胺2.5％，硅烷偶联剂0.05％，混合溶剂5.45％组成；其中，混合溶剂为丙酮与二甲苯丁醇按照质量比7:3的混合液。甲乙组份按质量比5:1混合成为环氧锌合金底漆涂料。
[0054] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 900mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.1μA/cm2。
[0055] 实施例12：环氧含锌铝镁合金底漆涂料。甲组份为改性环氧树脂35％，滑石粉3％，羟基聚二甲基硅氧烷2.0％、膨润土1.0％、邻二甲酸二丁酯0.06％、混合溶剂13.94％，锌铝镁合金粉末45％组成。锌铝镁合金成分为10.86％的Al，2.94％的Mg，0.1％的Ce，0.08％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。乙组份为环氧聚酰胺固化剂80％，邻苯二甲酸二丁酯9％，三乙醇胺0.05％，硅烷偶联剂2.0％，混合溶剂8.95％组成；其中，混合溶剂为丙酮与二甲苯丁醇按照质量比7:3的混合液。甲乙组份按质量比4:1混合成为环氧锌合金底漆涂料。
[0056] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 910mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.0μA/cm2。
[0057] 实施例13-15为水性环氧含锌铝镁合金底漆涂料。
[0058] 实施例13：水性环氧含锌铝镁合金底漆涂料。甲组份为水性环氧树脂固化剂16％，锌铝镁合金粉末72％，磷铁粉10％，聚硅氧烷或其与聚乙二醇混合物0.9％，硅酸铝和硅酸镁混合物0.1％，丙二醇甲醚或与异丙醇混合物1％组成。锌铝镁合金粉末成分为6.02％的Al，3.1％的Mg，0.1％的Ce，0.1％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。乙组分为水性环氧树脂19％。甲、乙组份质量比4.26:1。
[0059] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 1100mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.0μA/cm2。
[0060] 实施例14：水性环氧含锌铝镁合金底漆涂料。甲组份为水性环氧树脂固化剂30％，锌铝镁合金粉末42％，磷铁粉18％，聚硅氧烷或其与聚乙二醇混合物0.1％，硅酸铝和硅酸镁混合物1.9％，丙二醇甲醚或与异丙醇混合物8％组成。锌铝镁合金粉末成分为6.02％的Al，3.1％的Mg，0.1％的Ce，0.1％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。乙组分为水性环氧树脂19％。甲、乙组份质量比4.26:1。
[0061] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 1100mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.1μA/cm2。
[0062] 实施例15：水性环氧含锌铝镁合金底漆涂料。甲组份为水性环氧树脂固化剂20％，锌铝镁合金粉末66％，磷铁粉4％，聚硅氧烷或其与聚乙二醇混合物2.5％，硅酸铝和硅酸镁混合物2.5％，丙二醇甲醚或与异丙醇混合物5％组成。锌铝镁合金粉末成分为6.02％的Al，3.1％的Mg，0.1％的Ce，0.1％的In，余量为Zn，粉末粒度3.92μm。乙组分为水性环氧树脂
19％。甲、乙组份质量比4.26:1。
[0063] 该涂料涂层的耐冲击力≥50kg.cm，与清洁钢板结合力大于10Mpa，电极电位为≤- 1100mv(SCE)，腐蚀电流密度≤1.0μA/cm2。
[0064] 本发明中，采用现有技术的方法制备上述实施例1-15所示的锌合金防腐蚀涂料，即按照各组分含量，将各原料组分混合使用。
[0065] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
