一种用于免防锈剂自攻螺丝的表面防腐防锈处理工艺
阅读说明：本技术 一种用于免防锈剂自攻螺丝的表面防腐防锈处理工艺 (Surface anticorrosion and antirust treatment process for antirust-free self-tapping screw ) 是由 张朝辉 于 2021-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于免防锈剂自攻螺丝的表面防腐防锈处理工艺,具体涉及涉及自攻螺丝表面防腐防锈处理技术领域,包括如下具体步骤：步骤(1)、制备无铬锌铝防腐涂料；步骤(2)、表面除油；步骤(3)、抛丸；步骤(4)、浸涂、低温固化；步骤(5)、烘干制得成品。本发明所述的一种用于免防锈剂自攻螺丝的表面防腐防锈处理工艺,采用低温固化无铬锌铝涂层,使其在自攻螺丝表面形成致密的多层保护层,不含六价铬,超低VOC排放,无环境污染问题产生,具有较为环保的性能,同时,低温固化无铬锌铝涂层对工件机械性能无影响,无需电镀打底,耐盐雾性能高,适用于室内工艺中的轻钢龙骨和石膏板之间的连接,具有广阔的应用前景。(The invention discloses a surface anticorrosion and antirust treatment process for a self-tapping screw without an antirust agent, and particularly relates to the technical field of surface anticorrosion and antirust treatment of the self-tapping screw, which comprises the following specific steps: step (1), preparing a chromium-free zinc-aluminum anticorrosive paint; step (2), removing oil on the surface; step (3), shot blasting; step (4), dip coating and low-temperature curing; and (5) drying to obtain a finished product. According to the surface anticorrosion and antirust treatment process for the antirust-free self-tapping screw, a low-temperature curing chromium-free zinc-aluminum coating is adopted, so that a compact multilayer protective layer is formed on the surface of the self-tapping screw, hexavalent chromium is not contained, the discharge of VOC is ultralow, the problem of environmental pollution is avoided, the environment-friendly performance is realized, meanwhile, the low-temperature curing chromium-free zinc-aluminum coating has no influence on the mechanical performance of a workpiece, electroplating and priming are not needed, the salt spray resistance is high, the process is suitable for connection between a light steel keel and a gypsum board in an indoor process, and the application prospect is wide.)
技术领域
本发明涉及自攻螺丝表面防腐防锈处理技术领域，特别涉及一种用于免防锈剂自攻螺丝的表面防腐防锈处理工艺。
背景技术
自攻螺丝是一种带有钻头的螺丝，通过专用的电动工具施工，钻孔、攻丝、固定、锁紧一次完成。自攻螺丝主要用于一些较薄板件的连接与固定，如彩钢板与彩钢板的连接，彩钢板与檩条、墙梁的连接等，现有的自攻螺丝需要使用防锈剂才能实现防锈，而现有技术的防锈剂剧毒，在遇到酸性腻子粉的情况下容易生锈，在将自攻螺丝应用于室内施工工艺时，其特便是轻钢龙骨和石膏板之间的连接时，石膏板表面必须刷腻子粉，这就导致采用常用的防锈剂防锈效果收到影响。
传统达克罗(锌铝涂层)作为有效的金属基材的表面防腐技术，广泛地应用在桥梁、汽车、军工、船舶、风电等行业。达克罗涂液含有的铬酐及固化成涂层后残留的六价铬化合物都会给人体及环境造成极大的损害。随着环保意识的增强，越来越多的国家制定了相应的环保法规，达克罗涂层的使用受到诸多限制，同时水性无铬锌铝涂液的研发也得以蓬勃发展；目前，以水性环氧树脂、稀土类金属盐、硅烷偶联剂作为新型粘接剂应用无铬锌铝涂液方面研发，取得了一定的成果。其中硅烷偶联剂水解后形成的硅醇能够与金属基材及鳞片状锌铝粉之间形成氢键吸附作用，同时硅醇之间能够发生缩合反应，并进一步在高温下缩合形成Si-O-Si的三维交联网状结构。这一过程使鳞片状锌铝粉、金属基材、硅烷偶联剂形成的有机物三者紧密结成一个整体，抵御腐蚀介质的入侵。
本发明公开了采用低温无铬锌铝涂层作文自攻螺丝表面涂层的防锈防腐方法，无需使用防锈剂，更加环保和安全。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于免防锈剂自攻螺丝的表面防腐防锈处理工艺，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种用于免防锈剂自攻螺丝的表面防腐防锈处理工艺，具体步骤如下：
步骤(1)、制备无铬锌铝防腐涂料：按照如下重量百分比准备原料：锌铝粉30％-40％、乳化剂3％-7％、消泡剂1％-5％、硅烷偶联剂21％-25％、分散剂3％-7％、甲醇2％-6％、余量为去离子水，将其混合制备成无铬锌铝防腐涂料备用；
步骤(2)、表面除油：取自攻螺丝，将其浸泡于水基类除油剂内，采用搅拌机进行搅拌，去除表面油污，采用清水冲洗后，自然晾干备用；
步骤(3)、抛丸：将步骤(2)中经过除油并晾干后的自攻螺丝放入抛丸机中进行抛丸，进行表面处理，提高自攻螺丝表面的光洁度；
步骤(4)、浸涂、低温固化：将经过抛丸处理的自动螺丝浸入步骤(1)中制备的无铬锌铝防腐涂料中，使无铬锌铝防腐涂料均匀涂布在自攻螺丝表面，取出于250℃条件下低温固化烘干；
步骤(5)、制得成品：重复上述步骤(4)2-20次，烘干后即得具有无铬锌铝防腐涂层的自攻螺丝。
优选的，所述步骤(1)制备成无铬锌铝防腐涂料的具体步骤如下：
步骤(11)：将锌铝粉、乳化剂、甲醇、消泡剂、和分散剂依次加入容器进行混合搅拌，使其完全混合，制得混合物A；
步骤(12)：向去离子水中加入硅烷偶联剂，持续搅拌至完全混合，得到混合物B；
步骤(13)：将混合物B分三次加入到混合物A中，且每次加入混合物B后均搅均匀，直至所有混合物B完全加入到混合物A中，再次搅拌混合，即得所述无铬锌铝防腐涂料。
优选的，所述步骤(1)中所述的消泡剂选自矿物油型水性消泡剂或者溶剂油中的任意一种。
优选的，所述硅烷偶联剂采用γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
优选的，所述乳化剂乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚中的一种或几种的组合。
优选的，所述分散剂选自OP-10、Tween-20和十八烷醇基聚氧乙烯醚中的任意一种。
优选的，所述步骤(1)中选用的锌铝粉中锌与铝的质量之比为2∶1-5∶1，所述锌铝粉中锌与铝的粒径之比为2∶1-3∶1，所述锌铝粉中锌与铝的粒径为10-20μm。
优选的，所述步骤(4)和步骤(5)中，将经过涂布无铬锌铝防腐涂料的自攻螺钉进行烘干的具体方法为：先于100-120℃温度下进行预烘干5-10min，然后与250℃温度下进行低温固化1-1.5h，最后在常温下防止24h以上，直至其表面完全干燥。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明公开了一种用于免防锈剂自攻螺丝的表面防腐防锈处理工艺，采用低温固化无铬锌铝涂层，使其在自攻螺丝表面形成致密的多层保护层，不含六价铬，超低VOC排放，无环境污染问题产生，具有较为环保的性能，同时，低温固化无铬锌铝涂层对工件机械性能无影响，无需电镀打底，杜绝氢脆现象发生，盐雾性能高达2000小时，适用于室内工艺中的轻钢龙骨和石膏板之间的连接，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式，这里使用的“第一”、“第二”仅用于区别同一技术特征，并不对该技术特征的顺序和数量等加以限定。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
应当说明的是，本发明中，所述乳化剂乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚中的一种或几种的组合；所述分散剂选自OP-10、Tween-20和十八烷醇基聚氧乙烯醚中的任意一种；所述选用的锌铝粉中锌与铝的质量之比为2∶1-5∶1，所述锌铝粉中锌与铝的粒径之比为2∶1-3∶1，所述锌铝粉中锌与铝的粒径为10-20μm；所述偶联剂采用γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
实施例1
步骤(1)、制备无铬锌铝防腐涂料：按照如下重量百分比准备原料：锌铝粉30％、乳化剂3％、消泡剂1％、硅烷偶联剂21％、分散剂3％、甲醇2％、余量为去离子水；
将上述锌铝粉、乳化剂、甲醇、消泡剂、和分散剂依次加入容器进行混合搅拌，使其完全混合，制得混合物A；向去离子水中加入硅烷偶联剂，持续搅拌至完全混合，得到混合物B，将混合物B分三次加入到混合物A中，且每次加入混合物B后均搅均匀，直至所有混合物B完全加入到混合物A中，再次搅拌混合，即得所述无铬锌铝防腐涂料；
步骤(2)、表面除油：取自攻螺丝，将其浸泡于水基类除油剂内，采用搅拌机进行搅拌，去除表面油污，采用清水冲洗后，自然晾干备用；
步骤(3)、抛丸：将步骤(2)中经过除油并晾干后的自攻螺丝放入抛丸机中进行抛丸，进行表面处理，提高自攻螺丝表面的光洁度；
步骤(4)、浸涂、低温固化：将经过抛丸处理的自动螺丝浸入步骤(1)中制备的无铬锌铝防腐涂料中，使无铬锌铝防腐涂料均匀涂布在自攻螺丝表面，取出先于100-120℃温度下进行预烘干5-10min，然后与250℃温度下进行低温固化1-1.5h，最后在常温下防止24h以上，直至其表面完全干燥；
步骤(5)、制得成品：重复上述步骤(4)2-20次，烘干后即得具有无铬锌铝防腐涂层的自攻螺丝。
实施例2
步骤(1)、制备无铬锌铝防腐涂料：按照如下重量百分比准备原料：锌铝粉32％、乳化剂4％、消泡剂2％、硅烷偶联剂22％、分散剂4％、甲醇3％、余量为去离子水，
将锌铝粉、乳化剂、甲醇、消泡剂、和分散剂依次加入容器进行混合搅拌，使其完全混合，制得混合物A；向去离子水中加入硅烷偶联剂，持续搅拌至完全混合，得到混合物B，将混合物B分三次加入到混合物A中，且每次加入混合物B后均搅均匀，直至所有混合物B完全加入到混合物A中，再次搅拌混合，即得所述无铬锌铝防腐涂料；
步骤(2)、表面除油：取自攻螺丝，将其浸泡于水基类除油剂内，采用搅拌机进行搅拌，去除表面油污，采用清水冲洗后，自然晾干备用；
步骤(3)、抛丸：将步骤(2)中经过除油并晾干后的自攻螺丝放入抛丸机中进行抛丸，进行表面处理，提高自攻螺丝表面的光洁度；
步骤(4)、浸涂、低温固化：将经过抛丸处理的自动螺丝浸入步骤(1)中制备的无铬锌铝防腐涂料中，使无铬锌铝防腐涂料均匀涂布在自攻螺丝表面，取出先于100-120℃温度下进行预烘干5-10min，然后与250℃温度下进行低温固化1-1.5h，最后在常温下防止24h以上，直至其表面完全干燥；
步骤(5)、制得成品：重复上述步骤(4)8次，烘干后即得具有无铬锌铝防腐涂层的自攻螺丝。
实施例3
步骤(1)、制备无铬锌铝防腐涂料：按照如下重量百分比准备原料：锌铝粉34％、乳化剂5％、消泡剂3％、硅烷偶联剂23％、分散剂5％、甲醇5％、余量为去离子水，
将锌铝粉、乳化剂、甲醇、消泡剂、和分散剂依次加入容器进行混合搅拌，使其完全混合，制得混合物A；向去离子水中加入硅烷偶联剂，持续搅拌至完全混合，得到混合物B，将混合物B分三次加入到混合物A中，且每次加入混合物B后均搅均匀，直至所有混合物B完全加入到混合物A中，再次搅拌混合，即得所述无铬锌铝防腐涂料；
步骤(2)、表面除油：取自攻螺丝，将其浸泡于水基类除油剂内，采用搅拌机进行搅拌，去除表面油污，采用清水冲洗后，自然晾干备用；
步骤(3)、抛丸：将步骤(2)中经过除油并晾干后的自攻螺丝放入抛丸机中进行抛丸，进行表面处理，提高自攻螺丝表面的光洁度；
步骤(4)、浸涂、低温固化：将经过抛丸处理的自动螺丝浸入步骤(1)中制备的无铬锌铝防腐涂料中，使无铬锌铝防腐涂料均匀涂布在自攻螺丝表面，取出先于100-120℃温度下进行预烘干5-10min，然后与250℃温度下进行低温固化1-1.5h，最后在常温下防止24h以上，直至其表面完全干燥；
步骤(5)、制得成品：重复上述步骤(4)15次，烘干后即得具有无铬锌铝防腐涂层的自攻螺丝。
实施例4
步骤(1)、制备无铬锌铝防腐涂料：按照如下重量百分比准备原料：锌铝粉40％、乳化剂7％、消泡剂5％、硅烷偶联剂25％、分散剂7％、甲醇6％、余量为去离子水，
将锌铝粉、乳化剂、甲醇、消泡剂、和分散剂依次加入容器进行混合搅拌，使其完全混合，制得混合物A；向去离子水中加入硅烷偶联剂，持续搅拌至完全混合，得到混合物B，将混合物B分三次加入到混合物A中，且每次加入混合物B后均搅均匀，直至所有混合物B完全加入到混合物A中，再次搅拌混合，即得所述无铬锌铝防腐涂料；
步骤(2)、表面除油：取自攻螺丝，将其浸泡于水基类除油剂内，采用搅拌机进行搅拌，去除表面油污，采用清水冲洗后，自然晾干备用；
步骤(3)、抛丸：将步骤(2)中经过除油并晾干后的自攻螺丝放入抛丸机中进行抛丸，进行表面处理，提高自攻螺丝表面的光洁度；
步骤(4)、浸涂、低温固化：将经过抛丸处理的自动螺丝浸入步骤(1)中制备的无铬锌铝防腐涂料中，使无铬锌铝防腐涂料均匀涂布在自攻螺丝表面，取出先于100-120℃温度下进行预烘干5-10min，然后与250℃温度下进行低温固化1-1.5h，最后在常温下防止24h以上，直至其表面完全干燥；
步骤(5)、制得成品：重复上述步骤(4)20次，烘干后即得具有无铬锌铝防腐涂层的自攻螺丝。
对比例1。
取自攻螺丝，采用防锈剂(品牌KEM/快尔美)进行涂抹，烘干备用。
将实施例1-4中经过防腐防锈处理的自攻螺丝和对比例1中采用防锈剂进行涂抹的自攻螺丝各取10个，按照国家标准GB/T10125-2012(等同于国际标准ISO9227：2006)进行中性盐雾试验，根据中性盐雾实验测量耐蚀性，其测试结果见下表；
结合表1中的数据可以看出，本发明通过采用低温固化无铬锌铝涂层，使其在自攻螺丝表面形成致密的多层保护层，盐雾性能高达2000小时左右，其防腐蚀性较常规的防锈剂相比，具有显著提升。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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