一种金属喷涂处理工艺
技术领域
本发明涉及金属处理领域，具体涉及一种金属喷涂处理工艺。
背景技术
大多数金属零部件不仅需要合适的机械强度，而且需要良好的表面耐磨抗蚀性能，金属发生电化学腐蚀的主要原因之一是由于表面与电解质溶液或潮湿的大气接触，产生各种腐蚀原电池。因此，可通过改变金属表面状态，使金属表面与腐蚀环境隔离，防止腐蚀的发生。目前，金属材料的表面处理一般采用磷化和铬酸盐转化膜法等方法，磷化技术是目前涂装前金属喷涂处理普遍采用的方法，由于磷化剂中含有大量的磷和氮，会给环境带来严重的污染，磷化剂中含有的重金属也会给人体造成永久性伤害，同样的，铬酸盐转化膜法也会在使用中对环境造成较大污染。因此，需要一种环保的金属喷涂处理工艺以取代现有的技术。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种金属喷涂处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，打磨：
采用砂纸对金属材料进行粗打磨；
步骤2，喷砂：
先对经步骤1处理过的金属材料进行喷砂处理，再使用乙醇或丙酮清洗干净；之后置于60～80℃烘箱中干燥处理0.5～1h；
步骤3，除锈：
先将除锈剂与去离子水混合，形成除锈剂溶液；再将经过步骤2处理后的金属材料置于所述除锈剂溶液中浸泡5～20min，然后使用去离子水洗涤后，置于80～100℃烘箱中干燥处理；
其中，金属材料、除锈剂与水的质量比为3～5:10，浸泡温度为15℃～25℃；
步骤4，涂层喷涂：
将经过步骤3处理过的金属材料喷涂底漆，等底漆干燥之后，再将面漆喷涂于底漆表面，于室温下自然流平2～10min；
步骤5，热处理：
第一次升温：将经过步骤4处理过的金属材料置于烘箱中，从室温升至100～120℃后热处理10～20min；第二次升温：继续升温至200～280℃，热处理20～30min，自然冷却至室温，即可。
优选地，所述步骤1中打磨是使用600#、1500#、2000#的砂纸依次对金属材料进行打磨。
优选地，所述步骤2中喷砂是先使用80～100目的砂粒进行处理，再使用300～350目的砂粒进行处理。
优选地，所述步骤2中喷砂过程中，喷枪的喷嘴与金属材料垂直设置，且距离保持在2～5cm；喷砂处理的时间共为10～15s。
优选地，所述步骤3中除锈剂按照重量份，由以下成分组成：
柠檬酸5～15份、螯合剂2～5份、缓蚀剂2～4份、渗透剂0.5～2份和去离子水60～80份。
优选地，所述步骤3的除锈剂溶液中，除锈剂与去离子水以1:5～10的体积比混合。
优选地，所述步骤4中的喷涂方法为空气喷涂、电泳喷涂和静电喷涂中的一种。
优选地，所述步骤5中，第一次升温的速率为1～3℃/min；第二次升温的速率为3～5℃/min。
优选地，所述步骤4中底漆按照重量份，由以下成分组成：
醇酸树脂40～60份；甲醚化氨基树脂10～20份；钛白粉10～18份；改性氧化石墨烯15～20份；氧化铝粉末10～15份；二氧化硅纤维2～5份；杀菌剂5～8份；防腐剂3～7份；去离子水30～50份。
优选地，所述步骤4中面漆包括A组分和B组分；
其中，所述A组分按照重量份，由以下成分组成：
改性丙烯酸树脂40～50份，硅烷偶联剂3～5份。
所述B组分按照重量份，由以下成分组成：
环氧树脂40～60份，聚丙二醇二缩水甘油醚4～12份，碳酸钙20～25份，钛白粉5～8份，纳米二氧化钛5～15份，分散剂1～3份，消泡剂0.3～0.5份，流平剂0.5～1.0份；
所述A组分与B组分的质量比为2～3:1。
优选地，所述螯合剂为有机铼络合物。
优选地，所述有机铼络合物的制备方法为：
S1.称取高铼酸铵加入至去离子水中，升温至40～50℃搅拌至完全溶解，得到高铼酸铵溶液；滴加质量浓度为20～30％的柠檬酸水溶液至所述高铼酸铵溶液中，调节pH＝3.0～4.0后，再加入乙二胺四乙酸二钠，搅拌至均匀，得到混合液A；
其中，高铼酸铵与去离子水的质量比为1:15～20；乙二胺四乙酸二钠与所述高铼酸铵溶液的固液比为1:30～50；
S2.称取α-烯基磺酸钠加入至所述混合液A中，滴加浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH＝6.5～7.5，搅拌至均匀，倒入反应釜中密封，置于80～120℃下反应3～5h，自然冷却至室温后，过滤取固体物，使用去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到有机铼络合物；
其中，α-烯基磺酸钠与所述混合液A的固液比为1:20～30。
优选地，所述改性氧化石墨烯的制备方法为：
S1.通过Hummers强酸氧化法制备氧化石墨烯，称取氧化石墨烯加入至去离子水中，超声分散至均匀，得到氧化石墨烯混液；称取N,N'-二环己基碳二亚胺加入至所述氧化石墨烯混液中，升温至60～70℃，搅拌至均匀后，再加入马来酰亚胺，继续搅拌反应1～2h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤三次，真空干燥，研磨成粉状，得到氧化石墨烯活化物；
其中，氧化石墨烯与去离子水的质量比为1:8～15；N,N'-二环己基碳二亚胺、马来酰亚胺与氧化石墨烯的质量比为0.1～0.3：0.05～0.2：1；
S2.称取硫酸阿托品加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到阿托品溶液；将所述氧化石墨烯活化物加入至所述阿托品溶液中，超声分散至均匀后，倒入反应釜中密封，置于120～150℃温度下，反应8～12h，自然冷却至室温后，过滤取固体，真空干燥，得到改性氧化石墨烯；
其中，硫酸阿托品与去离子水的质量比为1:12～15；所述氧化石墨烯活化物与所述阿托品溶液的固液比为1:15～20。
优选地，所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：
S1.称取2-咪唑烷酮加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，逐滴滴加浓度为1～2mol/L的HCl溶液，至液体的pH＝1.0～2.0为止，加入质量浓度为35～40％的福尔马林，于20～30℃下搅拌反应4～8h，静置0.5～1h，得到混合液B；
其中，2-咪唑烷酮与去离子水的质量比为1:10～20；福尔马林与去离子水的体积比为1:2～5；
S2.向所述混合液B中滴加浓度为0.5～1mol/L的NaOH溶液，至液体的pH＝7.5～8.0，倒入离心萃取装置中，加入氯仿摇晃均匀后静置分层，取有机相，使用去离子水洗涤3次后，减压蒸馏至干燥，粉碎成纳米颗粒，最终得到物质C；
S3.将所述物质C加入至丙烯酸中，搅拌至混合均匀，滴加二醋酸二丁基锡，置于水浴40～50℃下反应3～5h，得到改性丙烯酸酯；向所述改性丙烯酸酯中滴加偶氮二异丁腈，升温至50～60℃，搅拌反应4～8h，得到改性丙烯酸树脂；
其中，所述物质C与丙烯酸的质量比为1：10～15；二醋酸二丁基锡与物质C的质量比为0.01～0.2：1；偶氮二异丁腈与所述改性丙烯酸酯的质量比为0.01～0.05:2。
本发明的有益效果为：
1.本发明使用的是600#、1500#、2000#的砂纸依次对金属材料进行打磨，通过打磨可以对金属材料的表面缺陷进行处理，使得金属表面粗糙度趋于一致，为后续的处理打下基础；喷砂使用的是先使用80～100目的砂粒进行处理，再使用300～350目的砂粒进行处理的方法以及喷枪的处理时间都是能够保证喷砂的力度和均匀程度，能够使金属基体材料粗化程度均匀；除锈剂的使用取代了传统的磷化或铬酸盐转化膜法的处理方法，除锈剂相对来说更加的环保且能够重复再利用，此外，除锈剂中还添加了缓蚀剂和渗透剂，进一步起到脱脂的作用；本发明的底漆和面漆也是主要采用环保材料制备而成。
2.柠檬酸作为有机酸，对环境的污染性远远小于硫酸等无机酸，可以替代现有的无机酸作为环保除锈剂使用。然而柠檬酸虽然具有一定的除锈能力，但是除锈效果相对较慢，因此本发明通过添加螯合剂来增强其对锈蚀的剥离性。其中，螯合剂使用的是本发明制备的有机铼络合物，有机铼络合物的制备是将高铼酸铵与α-烯基磺酸钠在乙二胺四乙酸二钠的作用下进行络合反应，得到含有磺酸基团的有机铼络合物，该化合物加入至柠檬酸中作为螯合剂，能够增强柠檬酸的脱锈能力。此外，在使用本发明的除锈剂后，金属材料的表面会形成一层致密的保护膜，保护金属材料免受氧气的侵蚀，且保护膜中含有大量羟基和羧基等活性基团能够有效地增强涂料与金属的结合能力。
3.本发明的底漆是采用环保的醇酸树脂作为主原料，甲醚化氨基树脂作为副原料制备得到。醇酸树脂具有价格较为便宜，漆膜受涂膜缺陷的影响较小，物料在其中容易分散的优点，但是其耐候性以及耐腐蚀性较差，本发明通过添加甲醚化氨基树脂改善醇酸树脂的耐候性，还添加了改性氧化石墨烯用于改善醇酸树脂的耐腐蚀性，取得了较好的效果。其中，改性氧化石墨烯的制备是先使用N,N'-二环己基碳二亚胺以及马来酰亚胺活化氧化石墨烯，再使用硫酸阿托品接枝于活化后的氧化石墨烯上，最终得到的改性氧化石墨烯对醇酸树脂的耐腐蚀性得到了较大的改善。
4.本发明的面漆采用两个组分混合而成，A组分由改性丙烯酸树脂和硅烷偶联剂组成，B组分主要由环氧树脂、聚丙二醇二缩水甘油醚和碳酸钙组成。其中，使用的主要原料为丙烯酸树脂，丙烯酸树脂具有优良的耐候性、耐热性和耐紫外线性的优点，但是其与基底容易粘结不牢固，导致其应用受限。本发明使用2-咪唑烷酮与福尔马林的反应产物对丙烯酸进行改性，使得到的改性丙烯酸表面活性基团增加，进而与基底的结合能力增强，此外，还进一步提升了丙烯酸树脂的耐候性。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种金属喷涂处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，打磨：
采用砂纸对金属材料进行粗打磨；
步骤2，喷砂：
先对经步骤1处理过的金属材料进行喷砂处理，再使用乙醇或丙酮清洗干净；之后置于60～80℃烘箱中干燥处理0.5～1h；
步骤3，除锈：
先将除锈剂与去离子水混合，形成除锈剂溶液；再将经过步骤2处理后的金属材料置于所述除锈剂溶液中浸泡5～20min，然后使用去离子水洗涤后，置于80～100℃烘箱中干燥处理；
其中，金属材料、除锈剂与水的质量比为3～5:10，浸泡温度为15℃～25℃；
步骤4，涂层喷涂：
将经过步骤3处理过的金属材料喷涂底漆，等底漆干燥之后，再将面漆喷涂于底漆表面，于室温下自然流平2～10min；
步骤5，热处理：
第一次升温：将经过步骤4处理过的金属材料置于烘箱中，从室温升至100～120℃后热处理10～20min；第二次升温：继续升温至200～280℃，热处理20～30min，自然冷却至室温，即可。
所述步骤1中打磨是使用600#、1500#、2000#的砂纸依次对金属材料进行打磨。
所述步骤2中喷砂是先使用80～100目的砂粒进行处理，再使用300～350目的砂粒进行处理。
所述步骤2中喷砂过程中，喷枪的喷嘴与金属材料垂直设置，且距离保持在2～5cm；喷砂处理的时间共为10～15s。
所述步骤3中除锈剂按照重量份，由以下成分组成：
柠檬酸10份、螯合剂3份、缓蚀剂3份、渗透剂1份和去离子水70份。
所述步骤3中除锈剂与去离子水以1:5～10的体积比混合即可。
所述步骤4中的喷涂方法为空气喷涂、电泳喷涂和静电喷涂中的一种。
所述步骤5中，第一次升温的速率为1～3℃/min；第二次升温的速率为3～5℃/min。
所述步骤4中底漆按照重量份，由以下成分组成：
醇酸树脂50份；甲醚化氨基树脂15份；钛白粉15份；改性氧化石墨烯18份；氧化铝粉末12份；二氧化硅纤维3份；杀菌剂7份；防腐剂5份；去离子水40份。
所述步骤4中面漆包括A组分和B组分；
其中，所述A组分按照重量份，由以下成分组成：
改性丙烯酸树脂45份，硅烷偶联剂4份。
所述B组分按照重量份，由以下成分组成：
环氧树脂50份，聚丙二醇二缩水甘油醚8份，碳酸钙22份，钛白粉7份，纳米二氧化钛10份，分散剂2份，消泡剂0.4份，流平剂0.6份；
所述A组分与B组分的质量比为2.5:1。
所述螯合剂为有机铼络合物。
所述有机铼络合物的制备方法为：
S1.称取高铼酸铵加入至去离子水中，升温至40～50℃搅拌至完全溶解，得到高铼酸铵溶液；滴加质量浓度为20～30％的柠檬酸水溶液至所述高铼酸铵溶液中，调节pH＝3.0～4.0后，再加入乙二胺四乙酸二钠，搅拌至均匀，得到混合液A；
其中，高铼酸铵与去离子水的质量比为1:15～20；乙二胺四乙酸二钠与所述高铼酸铵溶液的固液比为1:30～50；
S2.称取α-烯基磺酸钠加入至所述混合液A中，滴加浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH＝6.5～7.5，搅拌至均匀，倒入反应釜中密封，置于80～120℃下反应3～5h，自然冷却至室温后，过滤取固体物，使用去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到有机铼络合物；
其中，α-烯基磺酸钠与所述混合液A的固液比为1:20～30。
所述改性氧化石墨烯的制备方法为：
S1.通过Hummers强酸氧化法制备氧化石墨烯，称取氧化石墨烯加入至去离子水中，超声分散至均匀，得到氧化石墨烯混液；称取N,N'-二环己基碳二亚胺加入至所述氧化石墨烯混液中，升温至60～70℃，搅拌至均匀后，再加入马来酰亚胺，继续搅拌反应1～2h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤三次，真空干燥，研磨成粉状，得到氧化石墨烯活化物；
其中，氧化石墨烯与去离子水的质量比为1:8～15；N,N'-二环己基碳二亚胺、马来酰亚胺与氧化石墨烯的质量比为0.1～0.3：0.05～0.2：1；
S2.称取硫酸阿托品加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到阿托品溶液；将所述氧化石墨烯活化物加入至所述阿托品溶液中，超声分散至均匀后，倒入反应釜中密封，置于120～150℃温度下，反应8～12h，自然冷却至室温后，过滤取固体，真空干燥，得到改性氧化石墨烯；
其中，硫酸阿托品与去离子水的质量比为1:12～15；所述氧化石墨烯活化物与所述阿托品溶液的固液比为1:15～20。
所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：
S1.称取2-咪唑烷酮加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，逐滴滴加浓度为1～2mol/L的HCl溶液，至液体的pH＝1.0～2.0为止，加入质量浓度为35～40％的福尔马林，于20～30℃下搅拌反应4～8h，静置0.5～1h，得到混合液B；
其中，2-咪唑烷酮与去离子水的质量比为1:10～20；福尔马林与去离子水的体积比为1:2～5；
S2.向所述混合液B中滴加浓度为0.5～1mol/L的NaOH溶液，至液体的pH＝7.5～8.0，倒入离心萃取装置中，加入氯仿摇晃均匀后静置分层，取有机相，使用去离子水洗涤3次后，减压蒸馏至干燥，粉碎成纳米颗粒，最终得到物质C；
S3.将所述物质C加入至丙烯酸中，搅拌至混合均匀，滴加二醋酸二丁基锡，置于水浴40～50℃下反应3～5h，得到改性丙烯酸酯；向所述改性丙烯酸酯中滴加偶氮二异丁腈，升温至50～60℃，搅拌反应4～8h，得到改性丙烯酸树脂；
其中，所述物质C与丙烯酸的质量比为1：10～15；二醋酸二丁基锡与物质C的质量比为0.01～0.2：1；偶氮二异丁腈与所述改性丙烯酸酯的质量比为0.01～0.05:2。
实施例2
一种金属喷涂处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，打磨：
采用砂纸对金属材料进行粗打磨；
步骤2，喷砂：
先对经步骤1处理过的金属材料进行喷砂处理，再使用乙醇或丙酮清洗干净；之后置于60～80℃烘箱中干燥处理0.5～1h；
步骤3，除锈：
先将除锈剂与去离子水混合，形成除锈剂溶液；再将经过步骤2处理后的金属材料置于所述除锈剂溶液中浸泡5～20min，然后使用去离子水洗涤后，置于80～100℃烘箱中干燥处理；
其中，金属材料、除锈剂与水的质量比为3～5:10，浸泡温度为15℃～25℃；
步骤4，涂层喷涂：
将经过步骤3处理过的金属材料喷涂底漆，等底漆干燥之后，再将面漆喷涂于底漆表面，于室温下自然流平2～10min；
步骤5，热处理：
第一次升温：将经过步骤4处理过的金属材料置于烘箱中，从室温升至100～120℃后热处理10～20min；第二次升温：继续升温至200～280℃，热处理20～30min，自然冷却至室温，即可。
所述步骤1中打磨是使用600#、1500#、2000#的砂纸依次对金属材料进行打磨。
所述步骤2中喷砂是先使用80～100目的砂粒进行处理，再使用300～350目的砂粒进行处理。
所述步骤2中喷砂过程中，喷枪的喷嘴与金属材料垂直设置，且距离保持在2～5cm；喷砂处理的时间共为10～15s。
所述步骤3中除锈剂按照重量份，由以下成分组成：
柠檬酸5份、螯合剂2份、缓蚀剂2份、渗透剂0.5份和去离子水60份。
所述步骤3中除锈剂与去离子水以1:5～10的体积比混合即可。
所述步骤4中的喷涂方法为空气喷涂、电泳喷涂和静电喷涂中的一种。
所述步骤5中，第一次升温的速率为1～3℃/min；第二次升温的速率为3～5℃/min。
所述步骤4中底漆按照重量份，由以下成分组成：
醇酸树脂40份；甲醚化氨基树脂10份；钛白粉10份；改性氧化石墨烯15份；氧化铝粉末10份；二氧化硅纤维2份；杀菌剂5份；防腐剂3份；去离子水30份。
所述步骤4中面漆包括A组分和B组分；
其中，所述A组分按照重量份，由以下成分组成：
改性丙烯酸树脂40份，硅烷偶联剂3份。
所述B组分按照重量份，由以下成分组成：
环氧树脂40份，聚丙二醇二缩水甘油醚4份，碳酸钙20份，钛白粉5份，纳米二氧化钛5份，分散剂1份，消泡剂0.3份，流平剂0.5份；
所述A组分与B组分的质量比为2:1。
所述螯合剂为有机铼络合物。
所述有机铼络合物的制备方法为：
S1.称取高铼酸铵加入至去离子水中，升温至40～50℃搅拌至完全溶解，得到高铼酸铵溶液；滴加质量浓度为20～30％的柠檬酸水溶液至所述高铼酸铵溶液中，调节pH＝3.0～4.0后，再加入乙二胺四乙酸二钠，搅拌至均匀，得到混合液A；
其中，高铼酸铵与去离子水的质量比为1:15～20；乙二胺四乙酸二钠与所述高铼酸铵溶液的固液比为1:30～50；
S2.称取α-烯基磺酸钠加入至所述混合液A中，滴加浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH＝6.5～7.5，搅拌至均匀，倒入反应釜中密封，置于80～120℃下反应3～5h，自然冷却至室温后，过滤取固体物，使用去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到有机铼络合物；
其中，α-烯基磺酸钠与所述混合液A的固液比为1:20～30。
所述改性氧化石墨烯的制备方法为：
S1.通过Hummers强酸氧化法制备氧化石墨烯，称取氧化石墨烯加入至去离子水中，超声分散至均匀，得到氧化石墨烯混液；称取N,N'-二环己基碳二亚胺加入至所述氧化石墨烯混液中，升温至60～70℃，搅拌至均匀后，再加入马来酰亚胺，继续搅拌反应1～2h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤三次，真空干燥，研磨成粉状，得到氧化石墨烯活化物；
其中，氧化石墨烯与去离子水的质量比为1:8～15；N,N'-二环己基碳二亚胺、马来酰亚胺与氧化石墨烯的质量比为0.1～0.3：0.05～0.2：1；
S2.称取硫酸阿托品加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到阿托品溶液；将所述氧化石墨烯活化物加入至所述阿托品溶液中，超声分散至均匀后，倒入反应釜中密封，置于120～150℃温度下，反应8～12h，自然冷却至室温后，过滤取固体，真空干燥，得到改性氧化石墨烯；
其中，硫酸阿托品与去离子水的质量比为1:12～15；所述氧化石墨烯活化物与所述阿托品溶液的固液比为1:15～20。
所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：
S1.称取2-咪唑烷酮加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，逐滴滴加浓度为1～2mol/L的HCl溶液，至液体的pH＝1.0～2.0为止，加入质量浓度为35～40％的福尔马林，于20～30℃下搅拌反应4～8h，静置0.5～1h，得到混合液B；
其中，2-咪唑烷酮与去离子水的质量比为1:10～20；福尔马林与去离子水的体积比为1:2～5；
S2.向所述混合液B中滴加浓度为0.5～1mol/L的NaOH溶液，至液体的pH＝7.5～8.0，倒入离心萃取装置中，加入氯仿摇晃均匀后静置分层，取有机相，使用去离子水洗涤3次后，减压蒸馏至干燥，粉碎成纳米颗粒，最终得到物质C；
S3.将所述物质C加入至丙烯酸中，搅拌至混合均匀，滴加二醋酸二丁基锡，置于水浴40～50℃下反应3～5h，得到改性丙烯酸酯；向所述改性丙烯酸酯中滴加偶氮二异丁腈，升温至50～60℃，搅拌反应4～8h，得到改性丙烯酸树脂；
其中，所述物质C与丙烯酸的质量比为1：10～15；二醋酸二丁基锡与物质C的质量比为0.01～0.2：1；偶氮二异丁腈与所述改性丙烯酸酯的质量比为0.01～0.05:2。
实施例3
一种金属喷涂处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，打磨：
采用砂纸对金属材料进行粗打磨；
步骤2，喷砂：
先对经步骤1处理过的金属材料进行喷砂处理，再使用乙醇或丙酮清洗干净；之后置于60～80℃烘箱中干燥处理0.5～1h；
步骤3，除锈：
先将除锈剂与去离子水混合，形成除锈剂溶液；再将经过步骤2处理后的金属材料置于所述除锈剂溶液中浸泡5～20min，然后使用去离子水洗涤后，置于80～100℃烘箱中干燥处理；
其中，金属材料、除锈剂与水的质量比为3～5:10，浸泡温度为15℃～25℃；
步骤4，涂层喷涂：
将经过步骤3处理过的金属材料喷涂底漆，等底漆干燥之后，再将面漆喷涂于底漆表面，于室温下自然流平2～10min；
步骤5，热处理：
第一次升温：将经过步骤4处理过的金属材料置于烘箱中，从室温升至100～120℃后热处理10～20min；第二次升温：继续升温至200～280℃，热处理20～30min，自然冷却至室温，即可。
所述步骤1中打磨是使用600#、1500#、2000#的砂纸依次对金属材料进行打磨。
所述步骤2中喷砂是先使用80～100目的砂粒进行处理，再使用300～350目的砂粒进行处理。
所述步骤2中喷砂过程中，喷枪的喷嘴与金属材料垂直设置，且距离保持在2～5cm；喷砂处理的时间共为10～15s。
所述步骤3中除锈剂按照重量份，由以下成分组成：
柠檬酸15份、螯合剂5份、缓蚀剂4份、渗透剂2份和去离子水80份。
所述步骤3中除锈剂与去离子水以1:5～10的体积比混合即可。
所述步骤4中的喷涂方法为空气喷涂、电泳喷涂和静电喷涂中的一种。
所述步骤5中，第一次升温的速率为1～3℃/min；第二次升温的速率为3～5℃/min。
所述步骤4中底漆按照重量份，由以下成分组成：
醇酸树脂60份；甲醚化氨基树脂20份；钛白粉18份；改性氧化石墨烯20份；氧化铝粉末15份；二氧化硅纤维5份；杀菌剂8份；防腐剂7份；去离子水50份。
所述步骤4中面漆包括A组分和B组分；
其中，所述A组分按照重量份，由以下成分组成：
改性丙烯酸树脂50份，硅烷偶联剂5份。
所述B组分按照重量份，由以下成分组成：
环氧树脂60份，聚丙二醇二缩水甘油醚12份，碳酸钙25份，钛白粉8份，纳米二氧化钛15份，分散剂3份，消泡剂0.5份，流平剂1.0份；
所述A组分与B组分的质量比为3:1。
所述螯合剂为有机铼络合物。
所述有机铼络合物的制备方法为：
S1.称取高铼酸铵加入至去离子水中，升温至40～50℃搅拌至完全溶解，得到高铼酸铵溶液；滴加质量浓度为20～30％的柠檬酸水溶液至所述高铼酸铵溶液中，调节pH＝3.0～4.0后，再加入乙二胺四乙酸二钠，搅拌至均匀，得到混合液A；
其中，高铼酸铵与去离子水的质量比为1:15～20；乙二胺四乙酸二钠与所述高铼酸铵溶液的固液比为1:30～50；
S2.称取α-烯基磺酸钠加入至所述混合液A中，滴加浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH＝6.5～7.5，搅拌至均匀，倒入反应釜中密封，置于80～120℃下反应3～5h，自然冷却至室温后，过滤取固体物，使用去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到有机铼络合物；
其中，α-烯基磺酸钠与所述混合液A的固液比为1:20～30。
所述改性氧化石墨烯的制备方法为：
S1.通过Hummers强酸氧化法制备氧化石墨烯，称取氧化石墨烯加入至去离子水中，超声分散至均匀，得到氧化石墨烯混液；称取N,N'-二环己基碳二亚胺加入至所述氧化石墨烯混液中，升温至60～70℃，搅拌至均匀后，再加入马来酰亚胺，继续搅拌反应1～2h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤三次，真空干燥，研磨成粉状，得到氧化石墨烯活化物；
其中，氧化石墨烯与去离子水的质量比为1:8～15；N,N'-二环己基碳二亚胺、马来酰亚胺与氧化石墨烯的质量比为0.1～0.3：0.05～0.2：1；
S2.称取硫酸阿托品加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到阿托品溶液；将所述氧化石墨烯活化物加入至所述阿托品溶液中，超声分散至均匀后，倒入反应釜中密封，置于120～150℃温度下，反应8～12h，自然冷却至室温后，过滤取固体，真空干燥，得到改性氧化石墨烯；
其中，硫酸阿托品与去离子水的质量比为1:12～15；所述氧化石墨烯活化物与所述阿托品溶液的固液比为1:15～20。
所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：
S1.称取2-咪唑烷酮加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，逐滴滴加浓度为1～2mol/L的HCl溶液，至液体的pH＝1.0～2.0为止，加入质量浓度为35～40％的福尔马林，于20～30℃下搅拌反应4～8h，静置0.5～1h，得到混合液B；
其中，2-咪唑烷酮与去离子水的质量比为1:10～20；福尔马林与去离子水的体积比为1:2～5；
S2.向所述混合液B中滴加浓度为0.5～1mol/L的NaOH溶液，至液体的pH＝7.5～8.0，倒入离心萃取装置中，加入氯仿摇晃均匀后静置分层，取有机相，使用去离子水洗涤3次后，减压蒸馏至干燥，粉碎成纳米颗粒，最终得到物质C；
S3.将所述物质C加入至丙烯酸中，搅拌至混合均匀，滴加二醋酸二丁基锡，置于水浴40～50℃下反应3～5h，得到改性丙烯酸酯；向所述改性丙烯酸酯中滴加偶氮二异丁腈，升温至50～60℃，搅拌反应4～8h，得到改性丙烯酸树脂；
其中，所述物质C与丙烯酸的质量比为1：10～15；二醋酸二丁基锡与物质C的质量比为0.01～0.2：1；偶氮二异丁腈与所述改性丙烯酸酯的质量比为0.01～0.05:2。
对比例
一种金属喷涂处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，打磨：
采用砂纸对金属材料进行粗打磨；
步骤2，喷砂：
先对经步骤1处理过的金属材料进行喷砂处理，再使用乙醇或丙酮清洗干净；之后置于60～80℃烘箱中干燥处理0.5～1h；
步骤3，除锈：
先将除锈剂与去离子水混合，形成除锈剂溶液；再将经过步骤2处理后的金属材料置于所述除锈剂溶液中浸泡5～20min，然后使用去离子水洗涤后，置于80～100℃烘箱中干燥处理；
其中，金属材料、除锈剂与水的质量比为3～5:10，浸泡温度为15℃～25℃；
步骤4，涂层喷涂：
将经过步骤3处理过的金属材料喷涂底漆，等底漆干燥之后，再将面漆喷涂于底漆表面，于室温下自然流平2～10min；
步骤5，热处理：
第一次升温：将经过步骤4处理过的金属材料置于烘箱中，从室温升至100～120℃后热处理10～20min；第二次升温：继续升温至200～280℃，热处理20～30min，自然冷却至室温，即可。
所述步骤1中打磨是使用600#、1500#、2000#的砂纸依次对金属材料进行打磨。
所述步骤2中喷砂是先使用80～100目的砂粒进行处理，再使用300～350目的砂粒进行处理。
所述步骤2中喷砂过程中，喷枪的喷嘴与金属材料垂直设置，且距离保持在2～5cm；喷砂处理的时间共为10～15s。
所述步骤3中除锈剂按照重量份，由以下成分组成：
柠檬酸10份、螯合剂3份、缓蚀剂3份、渗透剂1份和去离子水70份。
所述步骤3中除锈剂与去离子水以1:5～10的体积比混合即可。
所述步骤4中的喷涂方法为空气喷涂、电泳喷涂和静电喷涂中的一种。
所述步骤5中，第一次升温的速率为1～3℃/min；第二次升温的速率为3～5℃/min。
所述步骤4中底漆按照重量份，由以下成分组成：
醇酸树脂50份；甲醚化氨基树脂15份；钛白粉15份；氧化石墨烯18份；氧化铝粉末12份；二氧化硅纤维3份；杀菌剂7份；防腐剂5份；去离子水40份。
所述步骤4中面漆包括A组分和B组分；
其中，所述A组分按照重量份，由以下成分组成：
丙烯酸树脂45份，硅烷偶联剂4份。
所述B组分按照重量份，由以下成分组成：
环氧树脂50份，聚丙二醇二缩水甘油醚8份，碳酸钙22份，钛白粉7份，纳米二氧化钛10份，分散剂2份，消泡剂0.4份，流平剂0.6份；
所述A组分与B组分的质量比为2.5:1。
为了更清楚的说明本发明，将本发明实施例1～3以及对比例所处理过的金属进行检测，结果如表1所示：
表1不同方法处理过的金属检测
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
