[發明專利]一種提高金屬表面防護性能的水性硅烷處理劑

無效

• 申請號: 201110268508.6
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102304704A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 周志明;冉長榮;趙朔;羨小超;田婉潔;譚世語;王瑤環;林震
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C23C22/05
• 分類號: C23C22/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于金屬表面處理技術領域，具體涉及金屬表面前期處理的硅烷處理劑。

背景技術

大多數金屬制品在運輸和貯存及使用等過程中，其表面易發生各種形式的腐蝕，特別是形成各種銹斑的大氣腐蝕，這些腐蝕會嚴重影響金屬的品質以及由此金屬制成產品的質量。同時金屬表面的腐蝕帶來了巨大的經濟損失，在我國，據統計每年金屬表面腐蝕造成的經濟損失約占國民生產總值的4％，腐蝕損失甚至超過了火災、風災和地震造成損失的總和，如此驚人的損耗，刺激著市場對金屬表面防腐產品需求的增長。雖然金屬表面腐蝕產生的銹斑可以從金屬基體上除去，但這些方法常常耗時長且還會降低金屬的強度。另外，當金屬表面涂覆聚合物涂料、粘合劑或橡膠防腐劑時，金屬表面的腐蝕會引起防腐劑涂層與金屬表面之間附著力的喪失或減弱，不能起到很好的防腐效果。因此，在涂覆防腐劑前必須對金屬表面進行前期處理，才能有效防止金屬制品在運輸、貯存及使用等過程中其表面腐蝕的發生，延長金屬制品的使用壽命。

隨著環保呼聲的高漲，迫切需要研發性能優良的表面處理劑，其中金屬表面硅烷處理劑，因具有防腐性能好、節能、環境友好等優點，具有良好經濟效益和社會效益，被廣泛應用。

現有金屬表面的硅烷處理劑，如申請號為200910273383.9的“可以提高金屬表面防腐性能的環保型納米水性硅烷處理劑”專利，公開的金屬表面硅烷處理劑是每升包含有：

該處理劑的主要缺點是：①納米二氧化硅價格昂貴，用量高達5～200mg/L，成本高。②稀土鈰鹽價格昂貴，用量高達10～500mg/L，增加成本。③添加納米二氧化硅，需要使用超聲波清洗機超聲分散，操作過程復雜，進一步增加成本；④一種雙甲硅烷基硅烷為包含至少一種非親水性官能團的雙甲硅烷基硅烷，水溶性差，硅烷水解時間長，易導致產生的硅醇縮聚交聯，從而導致產品的耐腐蝕性差。⑤硅烷處理劑的存儲穩定性差，為提高金屬表面處理劑的穩定性，在使用時，需進一步加入乙醇，從而增加廢水的生化耗氧量BOD，增加廢水的處理成本，不易推廣應用。

發明內容

本發明的目的是針對現有金屬表面硅烷處理劑的不足之處，提供一種提高金屬表面防護性能的水性硅烷處理劑，具有處理劑溶液存儲穩定性高、附著力強、耐腐蝕效果好，節能、環保、操作簡便，成本低等優點。

實現本發明目的的技術方案是：一種提高金屬表面防護性能的水性硅烷處理劑，所述處理劑的組分及其質量百分數為：

其中：所述的乙烯基三乙酰氧基硅烷∶雙-(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的體積比為1∶3～5。

本發明處理劑的制備方法的具體步驟如下：

(1)備料

按照本發明處理劑的組分及其配比備齊原料。即：

其中：所述的乙烯基三乙酰氧基硅烷∶雙-(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的體積比為1∶3～5。

(2)攪拌混合均勻

第(1)步完成后，按乙烯基三乙酰氧基硅烷∶雙-(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的體積比為1∶3～5，在攪拌釜中，先加入乙烯基三乙酰氧基硅烷和雙-(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺，攪拌混合均勻后，靜置3～4小時。再加入去離子水和硝酸鑭，攪拌混合至混合溶液變得完全澄清透明后，就制備出本發明的水性硅烷處理劑。

本發明處理劑的使用方法：

對待處理的金屬基體的表面，先用0.3g/L氫氧化鈉和2g/L磷酸三鈉及20g/L亞硝酸鈉組成的堿性清洗劑，在50～60℃下超聲清洗5分鐘。再用自來水對金屬表面進行沖洗1分鐘。然后，用去離子水再對金屬表面進行沖洗，使金屬表面形成無縫水膜。最后將表面沖洗后的金屬基體放入到本發明的水性硅烷處理劑中，浸漬5～30秒后取出，在80～150℃下烘干0.5～2小時，就完成對金屬表面的防護前期處理。

本發明采用以上技術方案后，主要有以下效果：

(1)本發明用硝酸鑭取代稀土鈰鹽，耐腐蝕效果更佳且價格低廉。硅烷膜能改善金屬基體的耐腐蝕性能。然而硅烷膜常常存在針孔、微裂紋等缺陷，由于硝酸鑭具有良好的腐蝕抑制性，硝酸鑭在硅烷膜中的硅氧烷網絡結構能夠進行自組裝修復硅烷膜的微裂紋和針孔等缺陷，使硅烷膜均勻、致密、完整，從而能明顯提高硅烷膜的耐腐蝕性能。