一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法，將甲酚甲醛環(huán)氧樹脂與對氨基苯甲酸反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物與二甲基乙醇胺中和成鹽制備成陰離子表面活性劑；通過上述制備的陰離子表面活性劑采用相反轉(zhuǎn)法對水性高分子量線性酚醛環(huán)氧樹脂進(jìn)行乳化，然后通過嚴(yán)格的工藝條件制造出新型的水性環(huán)保耐高溫防腐漆；本發(fā)明通過合理的配伍和配比，涂覆金屬元器件表層只需150℃烘烤40分鐘，即可表現(xiàn)出請好耐高溫腐蝕性、耐應(yīng)力腐蝕特性，使用年限更長，對大氣不會造成污染。
【專利說明】
一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于材料工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前機(jī)械作業(yè)設(shè)備對于耐腐蝕性能的要求越來越高，尤其對于海水下探測器而言，常用機(jī)械臂連接機(jī)械手進(jìn)行水下礦石采集，而機(jī)械臂的基本組成部件為連桿，常需要承受載荷。目前金屬連桿使用時，往往在探測器上浮后，暴露在空氣中，表面殘留的海水與空氣形成界面，加速連桿的腐蝕。
[0003]目前常用的防腐材料通常采用達(dá)克羅涂料和溶劑型油漆。達(dá)克羅是一種高防腐鋅鋁復(fù)合涂層，其價格高昂，且在使用時需要350°C的高溫烘烤30分鐘，材料成本高、使用不方便，對使用者造成較大的壓力。另一方面，溶劑型油漆對大氣環(huán)境的污染很大，不符合環(huán)保要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法。
[0005]其具體的技術(shù)方案如下:
一種耐腐蝕金屬連桿，其包括桿本體，桿本體外層涂覆有防腐層，桿本體兩端開設(shè)有鉸孔，所述桿本體包括以下組分:S1:0.30-0.34%，Mg:0.64-0.66%,Cu:0.02%,Fe:0.23-0.25%,Sr: 0.02-0.03%，La: 0.14%，Nd: 0.18%，T1: 0.02-0.05%，其余為Al ；所述防腐層是由以下各組分的原料組成:
水性環(huán)氧乳液41?50份、分散劑0.7?0.9份、消泡劑0.5?0.7份、流平劑0.5?0.7份、鎂粉10?25份、超細(xì)磷酸鋅粉20?40份、過氧化氫二異丙苯3?7份、去離子水3?7份;所述水性環(huán)氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環(huán)氧樹脂400?450份、陰離子環(huán)氧基表面活性劑18?25份、去離子水300?360份。
[0006]進(jìn)一步，所述防腐層是由以下各組分的原料組成:
水性環(huán)氧乳液45份、分散劑0.8份、消泡劑0.6份、流平劑0.6份、鎂粉20份、鋅粉35份、高甲醚化三聚氰胺樹脂5.5份、去離子水5.5份;所述水性環(huán)氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環(huán)氧樹脂420份、陰離子環(huán)氧基表面活性劑20份、去離子水357份。
[0007]進(jìn)一步，所述陰離子環(huán)氧基表面活性劑由以下各組分的原料組成:
GT6097環(huán)氧樹脂400份、丙二醇甲醚45份、對氨基苯磺酸46.5份、DMEA25.5份、去離子水63份。
[0008]—種權(quán)利要求1所述的耐腐蝕金屬連桿的制備方法，其包括以下的步驟:
步驟一:制備陰離子環(huán)氧基表面活性劑；
步驟二:制備水性環(huán)氧乳液； 步驟三:將水性環(huán)氧乳液41?50份加入配料罐中，在低速攪拌下加入分散劑0.7?0.9份、消泡劑0.5?0.7份、流平劑0.5?0.7份，攪拌均勻；
步驟四:將鎂粉10?25份、超細(xì)磷酸鋅粉20?40份加入另一個配料罐中，中速攪拌打成膏狀；
步驟五:將步驟五制得的膏體加入步驟四中的配料罐中，攪拌均勻，加入過氧化氫二異丙苯3?7份、去離子水3?7份，攪拌均勾；
步驟六:過濾，制得水性耐高溫防腐漆。
[0009]步驟七:對連桿本體進(jìn)行除銹、打磨、除油后，噴涂防腐底漆，50 °C放置45min后，噴涂防腐漆，在150 0C下烘烤40min。
[00?0] 進(jìn)一步，步驟一中，按以下步驟進(jìn)行:
將GT6097環(huán)氧樹脂加入到反應(yīng)釜中，加入丙二醇甲醚作為溶劑；
升溫到88 0C，攪拌待環(huán)氧樹脂溶解后加入對氨基苯磺酸；
控制反應(yīng)溫度在88°C，反應(yīng)3小時候后抽真空，將丙二醇甲醚抽掉；
降溫到65 0C加入DMEA和去離子水進(jìn)行中和。
[0011]進(jìn)一步，步驟二中，按以下步驟進(jìn)行:
步驟A:將ECN9699甲酚甲醛環(huán)氧樹脂420份、陰離子環(huán)氧基表面活性劑18?25份、加入乳化釜中，升溫至80-85 °C ；
步驟B:開啟攪拌，攪拌速度為2000rpm;
步驟C:然后緩慢滴加300?360份去離子水；
步驟D:降溫出料。
[0012]進(jìn)一步，步驟C中，按以下步驟進(jìn)行:
首先滴加總份數(shù)的60%的去離子水，滴加過程保持溫度不變；
滴加完畢，保持?jǐn)嚢钑r間30分鐘，體系發(fā)生相反轉(zhuǎn)；
然后加入剩余的水的40%，繼續(xù)攪拌1.5小時；
最后加入剩余的水。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
本發(fā)明提供的金屬連桿桿表面更加光滑，粗糙度可達(dá)1.8um，無明顯凹陷，不易產(chǎn)生腐蝕，使用年限更長，硬度更高。
[0014]本發(fā)明將甲酚甲醛環(huán)氧樹脂通過與對氨基苯甲酸反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物與二甲基乙醇胺中和成鹽制備成陰離子表面活性劑;通過上述制備的陰離子表面活性劑采用相反轉(zhuǎn)法對水性酚醛環(huán)氧樹脂進(jìn)行乳化，然后通過嚴(yán)格的工藝條件制造出新型的水性環(huán)保防腐漆。
[0015]本發(fā)明通過合理的配伍和配比，將新型防腐漆涂覆金屬元器件表層，只需150°C烘烤40分鐘，即可表現(xiàn)出請好耐高溫腐蝕性、耐應(yīng)力腐蝕特性，使用年限更長，可以使金屬在海水-空氣界面處仍能表現(xiàn)出良好的耐應(yīng)力腐蝕特性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種耐腐蝕金屬連桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]為了對實施例中所用配方組份材料進(jìn)行清楚說明，對出現(xiàn)的材料型號或名稱縮寫進(jìn)行如下說明:
BYK191:含有顏料親和基團(tuán)的共聚物。德國畢克公司生產(chǎn)的一種分散劑；
BYKO21:在聚乙二醇中的憎水固體和破泡聚硅氧烷的混合物;德國畢克公司生產(chǎn)的一種消泡劑；
BYK346:芳烷基改性聚甲基硅氧烷;德國畢克公司生產(chǎn)的一種流平劑；
GT6097:環(huán)氧樹脂:亨斯邁公司生產(chǎn)的ARALDITE GT6097雙酸A型固體環(huán)氧樹脂；
DMEA: —種高效的胺中和劑，可作為pH值調(diào)整、穩(wěn)定及輔助溶劑等效能?；瘜W(xué)名稱:N，N-二甲基乙醇胺、二甲基氨基乙醇、二甲基乙醇胺；
ECN9699:亨斯邁公司生產(chǎn)的甲酚甲醛環(huán)氧樹脂，高官能度5.5，作為改性劑與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧樹脂配合，可配制高硬度、高耐溫性和優(yōu)異的抗化學(xué)性的涂料。
[0019]實施例1:
一種耐腐蝕金屬連桿，其是由以下各組分的原料組成:
本實施例中一種耐腐蝕金屬連桿的桿本體各組分重量百分比如下:S1:0.40%，Mg:
0.64%，01:0.02%，卩6:0.23%，5『:0.03%，1^:0.14%，制:0.18%，211:0.03%，1^:0.05%，其余為AL.
[0020]防腐漆組水性環(huán)氧乳液41?50份、分散劑0.7?0.9份、消泡劑0.5?0.7份、流平劑
0.5?0.7份、鎂粉10?25份、超細(xì)磷酸鋅粉20?40份、過氧化氫二異丙苯3?7份、去離子水3?7份;所述水性環(huán)氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環(huán)氧樹脂400?450份、陰離子環(huán)氧基表面活性劑18?25份、去離子水300?360份。
[0021 ] 其中，分散劑優(yōu)選采用BYK191 ；消泡劑優(yōu)選采用BYK021;流平劑優(yōu)選采用BYK346。
[0022]實施例2:
一個優(yōu)選方案中，一種耐腐蝕金屬連桿由以下各組分的原料組成:
桿本體:S1:0.44%,Mg:0.66%,Cu:0.02%,Fe:0.25%,Sr:0.02%,La:0.14%,Nd:0.18%,Zn:
0.05%,T1:0.02%,其余為Al。
[0023]防腐漆:水性環(huán)氧乳液45份、分散劑0.8份、消泡劑0.6份、流平劑0.6份、鎂粉20份、鋅粉35份、高甲醚化三聚氰胺樹脂5.5份、去離子水5.5份;所述水性環(huán)氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環(huán)氧樹脂420份、陰離子環(huán)氧基表面活性劑20份、去離子水357份。
[0024]實施例3:
一個優(yōu)選方案中，所述陰離子環(huán)氧基表面活性劑由以下各組分的原料組成:
GT6097環(huán)氧樹脂400份、丙二醇甲醚45份、對氨基苯磺酸46.5份、DMEA25.5份、去離子水63份。
[0025]實施例4:
陰離子環(huán)氧基表面活性劑的制備工藝
將實施例3配方中的GT6097環(huán)氧樹脂加入到反應(yīng)釜中，加入配方量的丙二醇甲醚作為溶劑，升溫到92°C，攪拌待環(huán)氧樹脂溶解后加入配方量的對氨基苯甲酸，控制反應(yīng)溫度在92°C左右，反應(yīng)3小時候后抽真空，將丙二醇甲醚抽掉，降溫到60°C加入DMEA和水進(jìn)行中和。
[0026]實施例5:
水性環(huán)氧樹脂的乳化工藝
將ECN9699甲酚甲醛環(huán)氧樹脂和陰離子環(huán)氧基表面活性劑和非離子表面活性劑加入乳化釜中，升溫至80-850C，開啟攪拌，攪拌速度為2000rpm，然后緩慢滴加50%的去離子水，滴加過程保持溫度不變，滴加完畢，保持?jǐn)嚢钑r間30分鐘，體系發(fā)生相反轉(zhuǎn)。加入剩余的水的50%，繼續(xù)攪拌I小時。最后加入剩余的水。降溫出料。
[0027]實施例6:
水性環(huán)氧耐高溫漆的制備制備工藝:
1、將水性酚醛環(huán)氧樹脂按配方比例加入配料罐中，在低速攪拌下加入BYK191、BYK021、BYK346，攪拌均勻。
[0028]2、將鎂粉、超細(xì)磷酸鋅粉加入另一個配料罐中，攪拌均勻，緩慢的加入鋁粉和鋅粉，中速攪拌打成膏狀。
[0029]3、將上述膏體加入I中的配料罐中，攪拌均勻，加入高甲醚化三聚氰胺樹脂和去離子水，攪拌均勻。
[0030]4、過濾。
[0031]實施例7:
本實施例中桿本體各組分重量百分比如下:S1: 0.42%，Mg: 0.65%，Cu: 0.02%，F(xiàn)e: 0.24%，Sr:0.03%,La:0.14%,Nd:0.18%,Zn:0.05%,Ti:0.04%，其余為Al。
[0032]利用上述組分制備金屬型材成品，具體制備方法為:將各組分混合均勻后，在鋁棒爐內(nèi)均質(zhì)化處理，提升整體性能的均勻性，使材料兼具適當(dāng)?shù)挠捕群晚g性，然后經(jīng)空氣冷卻，在450-500 °C進(jìn)行鑄錠加熱，然后送入擠壓機(jī)擠壓，擠壓筒的溫度在400 °C ± 10 °C，擠壓速度3-6m/min，擠壓后進(jìn)行水霧淬火，后經(jīng)斷切、冷床冷卻、拉伸、矯直后進(jìn)行人工時效，保溫溫度為2500C ± 10°C，時間180min，得到金屬成品。經(jīng)測試，金屬成品的硬度(HW)為10。表面粗糙度為1.8um，型材厚度可達(dá)3mm。采用上述實施例提供的金屬，鑄造、加工成金屬桿，金屬桿包括長條狀的桿本體I，桿本體I涂覆有防腐漆3，桿本體I兩端表面沖開設(shè)鉸孔2。
[0033]涂覆過程如下:
對連桿本體進(jìn)行除銹、打磨、除油后，噴涂防腐底漆，50°C放置45min后，噴涂防腐漆，在150°(:下烘烤4011^11。
[0034]本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾。這些改進(jìn)和修飾也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種耐腐蝕金屬連桿，其特征在于: 其包括桿本體，桿本體外層涂覆有防腐層，桿本體兩端開設(shè)有鉸孔，所述桿本體包括以下組分:S1:0.30-0.34%，Mg:0.64-0.66%,Cu:0.02%,Fe:0.23-0.25%，Sr:0.02-0.03%，La:0.14%，Nd: 0.18%，T1: 0.02-0.05%，其余為Al ；所述防腐層是由以下各組分的原料組成:水性環(huán)氧乳液41?50份、分散劑0.7?0.9份、消泡劑0.5?0.7份、流平劑0.5?0.7份、鎂粉10?25份、超細(xì)磷酸鋅粉20?40份、過氧化氫二異丙苯3?7份、去離子水3?7份;所述水性環(huán)氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環(huán)氧樹脂400?450份、陰離子環(huán)氧基表面活性劑18?25份、去離子水300?360份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕金屬連桿，其特征在于:所述防腐層是由以下各組分的原料組成: 水性環(huán)氧乳液45份、分散劑0.8份、消泡劑0.6份、流平劑0.6份、鎂粉20份、鋅粉35份、高甲醚化三聚氰胺樹脂5.5份、去離子水5.5份;所述水性環(huán)氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環(huán)氧樹脂420份、陰離子環(huán)氧基表面活性劑20份、去離子水357份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕金屬連桿，其特征在于:所述陰離子環(huán)氧基表面活性劑由以下各組分的原料組成: GT6097環(huán)氧樹脂400份、丙二醇甲醚45份、對氨基苯磺酸46.5份、DMEA25.5份、去離子水63份。4.一種權(quán)利要求1所述的耐腐蝕金屬連桿的制備方法，其特征在于:其包括以下的步驟: 步驟一:制備陰離子環(huán)氧基表面活性劑； 步驟二:制備水性環(huán)氧乳液； 步驟三:將水性環(huán)氧乳液41?50份加入配料罐中，在低速攪拌下加入分散劑0.7?0.9份、消泡劑0.5?0.7份、流平劑0.5?0.7份，攪拌均勻； 步驟四:將鎂粉10?25份、超細(xì)磷酸鋅粉20?40份加入另一個配料罐中，中速攪拌打成膏狀； 步驟五:將步驟五制得的膏體加入步驟四中的配料罐中，攪拌均勻，加入過氧化氫二異丙苯3?7份、去離子水3?7份，攪拌均勾； 步驟六:過濾，制得水性耐高溫防腐漆； 步驟七:對連桿本體進(jìn)行除銹、打磨、除油后，噴涂防腐底漆，50°C放置45min后，噴涂防腐漆，在150 °C下烘烤40min。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種耐腐蝕金屬連桿的制備方法，其特征在于:步驟一中，按以下步驟進(jìn)行: 將GT6097環(huán)氧樹脂加入到反應(yīng)釜中，加入丙二醇甲醚作為溶劑； 升溫到88°C，攪拌待環(huán)氧樹脂溶解后加入對氨基苯磺酸； 控制反應(yīng)溫度在88°C，反應(yīng)3小時候后抽真空，將丙二醇甲醚抽掉； 降溫到65 0C加入DMEA和去離子水進(jìn)行中和。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種耐腐蝕金屬連桿的制備方法，其特征在于:步驟二中，按以下步驟進(jìn)行: 步驟A:將ECN9699甲酚甲醛環(huán)氧樹脂420份、陰離子環(huán)氧基表面活性劑18?25份、加入乳化釜中，升溫至80-85 °C ； 步驟B:開啟攪拌，攪拌速度為2000rpm; 步驟C:然后緩慢滴加300?360份去離子水； 步驟D:降溫出料。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種耐腐蝕金屬連桿的制備方法，其特征在于:步驟C中，按以下步驟進(jìn)行: 首先滴加總份數(shù)的60%的去離子水，滴加過程保持溫度不變； 滴加完畢，保持?jǐn)嚢钑r間30分鐘，體系發(fā)生相反轉(zhuǎn)； 然后加入剩余的水的40%，繼續(xù)攪拌1.5小時； 最后加入剩余的水。
【文檔編號】C09D7/12GK106010137SQ201610427078
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】劉書元
【申請人】青島源之林農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司