金屬表面硅烷處理劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅烷處理劑，更具體地說，它涉及一種金屬表面硅烷處理劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 在金屬表面處理領(lǐng)域，傳統(tǒng)的磷酸鹽轉(zhuǎn)化和鉻酸鹽鈍化表面處理技術(shù)雖然可以獲 得良好的效果，但以上兩種處理方法均存在較大缺陷：環(huán)境兼容性差和使用成本高。環(huán)境危 害：磷化含鋅、錳、鎳等重金屬離子并且含有大量的磷，而且在生產(chǎn)使用過程使用亞硝酸鹽 做促進(jìn)劑，是嚴(yán)重的致癌物質(zhì)。鉻化處理本身就含有嚴(yán)重毒性的鉻（VI)，由于有關(guān)重金屬 危險(xiǎn)性法規(guī)的頒布，含鉻（VI)的處理方法在很多領(lǐng)域中將會被禁用（歐盟已于2007年7 月完全禁止鉻（VI)在金屬表面處理中的使用）。使用成本高：磷化處理過程中會產(chǎn)生大 量磷化渣，需要一套除渣裝置與之配套使用，要經(jīng)常檢查噴嘴和管道是否堵塞，要停工清理 沉渣等等。并且磷化使用溫度大多為30- 50°C，因此還需要輔助加熱設(shè)備及熱源對磷化槽 進(jìn)行加熱。同時(shí)磷化及鉻化工藝排放的污水需要高成本的處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0003] 硅烷處理劑是一種新型的環(huán)保金屬表面處理技術(shù)，它是一類含硅基的有機(jī)/無機(jī) 雜化物，其基本分子式為：R' (CH2)nSi(OR)3，其中R是可水解基團(tuán)，R'是有機(jī)官能團(tuán)。硅 烷在水溶液中通常以水解的形式存在：一Si(OR)3 +H2O-Si(OH)3+ 3R0H，硅烷水解后通過 其SiOH基團(tuán)與金屬表面XOH基團(tuán)（X:表示金屬）的縮水反應(yīng)而快速吸附于金屬表面，SiOH +XOH=SiOX+H20。一方面硅烷在金屬界面上形成Si-0-X共價(jià)鍵，硅烷與金屬之間的 結(jié)合是非常牢固的；另一方面，剩余的硅烷分子通過SiOH基團(tuán)之間的縮聚反應(yīng)在金屬表面 形成具有Si-0-Si三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅烷膜。硅烷化處理技術(shù)由于不涉及危害環(huán)境的物 質(zhì)，無需加熱，具有生產(chǎn)工藝能耗低、技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、不產(chǎn)生沉渣、處理時(shí)間短、控制簡 便的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為有望取代磷酸鹽轉(zhuǎn)化處理和鉻酸鹽鈍化處理，是金屬表面單獨(dú)防護(hù)最新 發(fā)展方向。
[0004] 但現(xiàn)有技術(shù)中硅烷處理劑都不具濃縮特性，這導(dǎo)致其體積大，運(yùn)輸、儲存不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高度濃縮的金屬表面硅烷 處理劑。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種金屬表面硅烷處理劑，按重量 份數(shù)包括有硅烷偶聯(lián)劑20~30份，成膜劑20~30份，絡(luò)合劑5~7份，純凈水15~30份，所述成 膜劑為增稠劑，所述絡(luò)合劑為檸檬酸鈉。
[0007] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述硅烷偶聯(lián)劑為雙氣基硅烷偶聯(lián)劑，所述雙氣基硅烷偶 聯(lián)劑為N-(-氨乙基-y-氨丙基）甲基二甲氧基硅烷，分子式為C8H22N202Si。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述增稠劑為羥乙基纖維素或甲基纖維素。
[0009] 優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑30份，所述成膜劑30份，所述絡(luò)合劑7份，所述純凈水15 份。
[0010] 優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑30份，所述成膜劑24份，所述絡(luò)合劑5份，所述純凈水17 份。
[0011] 本發(fā)明金屬表面硅烷處理劑可單液使用、工藝簡單，且可以直接使用自來水配槽， 不需要通過表調(diào)工序，使用過程中不需要添加任何含亞硝酸鹽以及鉬酸鹽等有害毒促進(jìn) 劑。槽液的可變范圍大，且不需要經(jīng)常檢測和表調(diào)，與現(xiàn)有的硅烷處理劑需要在控制PH在 4-6的酸性條件下相比，本發(fā)明只需控制槽液的PH值：6. 8-7. 5的中性即可正常使用，故使 用本發(fā)明金屬表面硅烷處理劑處理后的金屬工件可以不需水洗或者中和步驟，大大簡化了 操作難度和工藝的生產(chǎn)周期。
[0012] 其次，通過大量實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，減少純凈水的含量，并加入增稠劑以及增大硅烷偶聯(lián) 劑的含量可以使本發(fā)明金屬表面硅烷處理劑做到高度濃縮，在使用時(shí)只需以〇. 2%。的比例 與水配成溶液使用即可，使本發(fā)明硅烷處理進(jìn)攜帶方便，存儲占地小；同時(shí)，通過檸檬酸鈉 的使用在絡(luò)合的同時(shí)，可以使溶液和硅烷膜更加穩(wěn)定，阻止水中沉淀物的產(chǎn)生，使生產(chǎn)設(shè) 備保持清潔，不產(chǎn)生硬垢。
[0013] 另外，由于增稠劑還可作為成膜助劑，對金屬表面硅烷處理劑在金屬表面形成滲 透膜的速度有所提高，只需3~5秒即可在金屬表面形成一種納米高分子滲透膜，具有高時(shí) 效的優(yōu)點(diǎn)；并且，增稠劑的使用還提高了滲透膜的性能，增強(qiáng)滲透膜的粘性和成膜均勻度， 使通過本發(fā)明在金屬表面形成的滲透膜具有質(zhì)量優(yōu)異，防腐性能優(yōu)良，膜層均勻連續(xù)，無掛 灰、掛白形象，層素材本身，防蝕性、附著力各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良。
[0014] 綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：高時(shí)效，防腐性能、附著性能優(yōu)良，超濃縮以及具 有低碳節(jié)能、無渣、無磷、無鋅、無鉻、無氟、無鋯等更優(yōu)越的環(huán)保性能。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】來對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0016] 實(shí)施例一： 金屬表面硅烷處理劑的配方組成：N-(P-氨乙基-y-氨丙基）甲基二甲氧基硅烷25 份，乙基纖維素30份，檸檬酸鈉7份，純凈水15份。
[0017] 表1，實(shí)施例一的工作液技術(shù)指
表2,實(shí)施例一在08f鋼表面形成的膜層性能指標(biāo)
實(shí)施例二： 金屬表面硅烷處理劑的配方組成：N-(P-氨乙基-y-氨丙基）甲基二甲氧基硅烷25 份，甲基纖維素25份，檸檬酸鈉6份，純凈水19份。
[0018] 表4,實(shí)施例二金屬表面硅烷處理劑的工作液技術(shù)指標(biāo)

實(shí)施例三： 金屬表面硅烷處理劑的配方組成：N-(P-氨乙基-y-氨丙基）甲基二甲氧基硅烷27 份，乙基纖維素20份，檸檬酸鈉7份，純凈水15份。
[0019] 表7,實(shí)施例三的工作液技術(shù)指標(biāo)

實(shí)施例四： 金屬表面硅烷處理劑的配方組成：N-(P-氨乙基-y-氨丙基）甲基二甲氧基硅烷22 份，甲基纖維素27份，檸檬酸鈉5份，純凈水20份。
[0020] 表9，實(shí)施例四的工作液技術(shù)指標(biāo)
實(shí)施例五： 金屬表面硅烷處理劑的配方組成：N- (P-氨乙基-y-氨丙基）甲基二甲氧基硅烷20 份，乙基纖維素29份，檸檬酸鈉5份，純凈水23份。
[0021] 表11，實(shí)施例五的工作液技術(shù)指標(biāo)
實(shí)施例六： 金屬表面硅烷處理劑的配方組成：N-(P-氨乙基-y-氨丙基）甲基二甲氧基硅烷30 份，甲基纖維素24份，檸檬酸鈉5份，純凈水17份。
[0022] 表14,實(shí)施例六的工作液技術(shù)指標(biāo)
綜合以上六個(gè)實(shí)施例，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知實(shí)施例一的防護(hù)效果較佳。
[0023] 本發(fā)明金屬表面硅烷處理劑與現(xiàn)有的磷化、鉻化以及陶華對比可得出以下三個(gè)對 比表： 表16,金屬表面硅烷處理與磷化處理的對比表


以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例， 凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。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)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬表面硅烷處理劑，其特征是：按重量份數(shù)包括有硅烷偶聯(lián)劑20~30份，成膜 劑20~30份，絡(luò)合劑5~7份，純凈水15~23份，所述成膜劑為增稠劑，所述絡(luò)合劑為檸檬酸 鈉。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬表面硅烷處理劑，其特征是：所述硅烷偶聯(lián)劑為雙氨基 硅烷偶聯(lián)劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬表面硅烷處理劑，其特征是：所述增稠劑為羥乙基纖維 素或甲基纖維素。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的金屬表面硅烷處理劑，其特征是：所述硅烷偶聯(lián)劑30份， 所述成膜劑30份，所述絡(luò)合劑7份，所述純凈水15份。5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的金屬表面硅烷處理劑，其特征是：所述硅烷偶聯(lián)劑30份， 所述成膜劑24份，所述絡(luò)合劑5份，所述純凈水17份。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬表面硅烷處理劑，其特征是：所述硅烷處理劑配置成的 溶液PH值控制為6. 8-7. 5。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬表面硅烷處理劑，按重量份數(shù)包括有硅烷偶聯(lián)劑20~30份，成膜劑20~30份，絡(luò)合劑5~7份，純凈水15~30份，所述成膜劑為增稠劑，所述絡(luò)合劑為檸檬酸鈉,使本發(fā)明具有高時(shí)效，超濃縮以及具有低碳節(jié)能、無渣、無磷、無鋅、無鉻、無氟、無鋯等更優(yōu)越的環(huán)保性能，硅烷膜具有防腐性能、附著性能優(yōu)良的效果。
【IPC分類】C23C22/68
【公開號】CN105088217
【申請?zhí)枴緾N201510577331
【發(fā)明人】夏中選
【申請人】杭州蕭山金潤表面活性材料廠
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年9月12日