[發明專利]金屬靜電粉末噴涂前硅烷處理工藝方法

無效

• 申請號: 200810047761.7
• 申請日: 2008-05-20
• 公開（公告）號: CN101318174A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 榮光;李新立;李安忠;萬軍;葉法軍;米德偉;張天鵬;劉海峰;韓琳;王子建;許朝玉;劉紀運;付文龍;霍冬枝;葉蕾;殷雄智;王群;張鳳英;譚伍永;霍瑩;鄭麗紅;孫少朋;李小麗;周振芳
• 申請（專利權）人: 武漢材保表面新材料有限公司
• 主分類號: B05D1/06
• 分類號: B05D1/06;B05D3/00;B05D7/24;C23C22/48
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發明背景

本發明涉及的是一種金屬靜電粉末噴涂前的表面處理工藝方法，特別是一 種含有乙酸、乙烯基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅 烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷、乙醇以及去離子水的硅烷溶液，金屬經過此硅 烷溶液處理后再進行靜電噴涂是一種環保型的涂裝新技術。

相關技術說明

靜電噴涂是以被涂物作為陽極，一般情況下接地；涂料霧化機構作為陰 極，接上電源負高壓，這樣在兩極就形成了高壓靜電場。由于在陰極產生電暈 放電，可使噴出粉末介質帶電，并進一步霧化。已帶電的粉末介質受電場力作 用，沿電力線定向地流向帶正電的被涂物表面，就可沉積成一層均勻、附著牢 固的薄膜。粉末涂料是固體涂料，沒有溶劑，不易揮發，大大減少了由于溶劑 噴涂引起的污染問題。在噴涂過程當中，多余的噴粉可以利用回收系統集中收 集，粉末的利用率高。靜電粉末噴涂后，經過烘烤就可以得到性能優異的涂膜 表面。該涂膜堅固耐用，能夠耐酸、耐堿，同時具有耐磨、抗沖擊性、機械強 度高等優點。因靜電粉末噴涂具有其鮮明優點，目前被家電、通信設備，建 材、五金等行業涂裝廠家廣泛采用。

我國目前靜電噴涂前主要應用磷化處理工藝對金屬基材進行處理。但磷化 處理工藝因其以磷酸、鋅、錳，鎳為主要原料，產生重金屬、磷、亞硝酸鈉等 嚴重環境問題，因此環保型涂裝前處理產品用以代替傳統磷化在如今顯的更加 重要。硅烷處理是以有機硅烷為主要原料對金屬或非金屬材料進行表面處理。 硅烷前處理技術做為磷化替代技術之一，目前已引起了世界涂裝行業的廣泛關 注。與傳統磷化相比，硅烷處理技術具有環保性(無有毒重金屬離子、無 磷)、低能耗(常溫使用)，無渣等優點。

中國專利ZL02153200.1中提供了金屬的非鉻表面處理方法，并提及了硅烷 前處理工藝方法，但該專利中未提及利用硅烷前處理技術處理鋼鐵的方法，并 且也未提出靜電粉末噴涂前硅烷處理的方法。

中國專利ZL00805195提供了脲基硅烷和多甲硅烷基官能化硅烷處理金屬 的方法。雖已提及適應鋼鐵的硅烷前處理方法，但也并未提及靜電粉末噴涂前 硅烷處理工藝方法。

中國專利ZL00810014中提供的乙烯基硅烷與雙甲硅烷基氨基硅烷的水性 混合物對金屬表面的保護性處理方法以及中國專利ZL98801638中提供的使用 硅烷進行金屬防腐的方法同樣都沒有靜電粉末噴涂工藝方法。

發明概述

本發明的目的在于提供一種對于傳統靜電粉末前處理工藝進行環保、節 能、無渣化改進的方法，并且可在原有磷化處理生產線設備基本不改造的前提 下完成改進。目前，靜電粉末噴涂在工藝上大多采用鋅系磷化前處理，經100- 120℃烘干后進行靜電粉末噴涂。噴涂后工件經過15-30分鐘170-200℃使粉末 涂料固化完成涂裝。在工序上傳統靜電粉末噴涂工藝可描述為附圖1(鋼鐵 件、鍍鋅件)，圖2(鋁件及鋁合金)所示。在磷化處理工序中，進行磷酸鹽 成膜之前需要表面調整，而成膜之后也需要兩次新鮮水漂洗以確保工件表面無 磷化液殘留。由于硅烷成膜原理與磷酸鹽成膜機理不同，噴涂前處理工藝采用 硅烷處理后工序可改進如附圖3(鋼鐵件、鍍鋅件)，圖4(鋁件及鋁合金) 所示。本發明與傳統靜電粉末噴涂前磷化工藝比較具有如下特點：

鋼鐵件及鍍鋅件在工序上省去表面調整工序及磷化工序和水漂洗工序；

對于鋁件及鋁合金省去鉻鈍化工序和水洗工序；

不需要加溫和不產生沉淀，可省去加熱設備和除渣設備；

因此，節省了設備投資以及節省生產場地。提高了生產效率。

本發明的另一目的是提供一種硅烷藥劑，這種藥劑可在不加溫條件下使 用，不含有對環境有害的重金屬和磷，在處理過程中不產生沉渣，可共線處理 鋼鐵件、鍍鋅件、鋁件及鋁合金，可顯著提高靜電粉末噴涂涂層附著力。粉末 涂料按主要成分可分為聚酯型、還氧型、丙烯酸型，以及還氧-聚氨酯型混合體 系。為實現多種類型涂層都與金屬基材優異的附著力表現，在硅烷處理劑的組 成上選用了四種類型硅烷進行配合使用，以達到提高各類粉末涂層附著力的目 的。

本發明適用處理的金屬包括：冷軋鋼、熱軋鋼、鍍鋅鋼、鋁及鋁合金。

本發明發現一種或多種完全水解的含有三個烷氧基取代基的乙烯基硅烷能 有效提高各類粉末涂料對金屬基材的附著力。此類乙烯基硅烷通式如下：