[發明專利]一種無鉻型金屬表面處理組合物

有效

• 申請號: 201210359564.5
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN103046040A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 葉學海;劉紅光;張春麗;張曉波;傅春明;于曉微
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設計院
• 主分類號: C23C22/48
• 分類號: C23C22/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域

?本發明涉及金屬表面處理技術領域，一種無鉻型金屬表面處理組合物，該組合物不包含鉻元素，可在金屬材料上形成耐蝕性能良好的無鉻轉化膜。

背景技術

鍍層金屬板材(如鍍鋅板、鍍錫板、鍍鋁鋅板等)的耐腐蝕性較好，被廣泛應用于電子產品、航空、汽車、建材、家電、機械等領域，但在潮濕環境中，鍍層金屬容易被腐蝕，鉻酸鹽作為腐蝕抑制劑，被廣泛應用于金屬表面處理行業。但是，六價鉻是有毒的，具有致癌作用，因此發達國家紛紛出臺相關法規，限制六價鉻的使用。因此，研制和開發可替代鉻酸鹽鈍化的產品已是大勢所趨。目前，我國寶鋼、馬鋼、?鞍鋼、武鋼和攀鋼等大型鋼鐵公司已有少量無鉻鈍化鍍層板材問世，但所用無鉻鈍化液均為進口產品，國內自主研發的無鉻鈍化液產品還沒有實現產業化應用的成功案例。

??目前，國內外提出了多種無鉻金屬表面處理組合物的體系，其中有機硅烷體系耐蝕性能最好，與鉻酸鹽相當，但是硅烷偶聯劑作為主要成膜劑時，在水中水解后羥基基團含量較多，容易發生自縮聚，體系穩定性差，耐蝕性能顯著下降，限制了硅烷體系無鉻處理液的推廣應用。

發明內容

????本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出用羥基封端的水溶性聚二甲基硅氧烷為主要成膜劑，具有α-官能團的硅烷偶聯劑為交聯劑，在新配方新體系的前提下，得到新的無鉻金屬表面處理組合物，該組合物不包含鉻離子，性能穩定，能提供優異的耐蝕性能，適合工業化生產的需要。

本發明為一種無鉻型金屬表面處理組合物，其特征在于：

???A）端基為羥基的水溶性聚二甲基硅氧烷，其分子結構式為：

HO?[(CH₃)₂SiO]?_n?H

???????其中:??n=?5～11

???B）具有α-官能團的硅烷偶聯劑，其化學結構通式為X—Si(OR)3，其R為?

CH₃—，C₂H₅—等；X為CH₂=CH—，C₆H₅CH₂—，NHCH₂—，HSCH₂—，CH2=C(CH3)-COO?CH₂—等官能團。例如乙烯基三乙酰氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷

?C）Zr²⁺、Ca²⁺、Ce³⁺、Mo⁶⁺二價或高價的金屬離子；選自Zr(CH₃COO)₂、

????????Ca(CH₃COO)_2、Ce(NO₃)₃和(NH₄)₆Mo₇O₂₄中的至少一種

???D）ph值調節劑，選自羥基亞乙基二膦酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸

????????和氨基三亞甲基膦酸中的至少一種

???E）去離子水

?????????其中，組分A）的濃度范圍為50～100?g/L，組分B）的濃度范圍為

??????2～10?g/L，組分C）的濃度范圍為0.2～5?g/L，組分E）余量。

?其組合物的制備方法為：

??1）在室溫下，將組分A）加入一定量水中攪拌至均勻；

??2）加入組分D）適量，調節ph值至3～5；

??3）在攪拌條件下依次加入組份C）攪拌至溶解；

??4）?緩慢滴加組份B）；

??5）加入組份E）攪拌至均勻。

其用途為：

?用于鋼鐵類、合金類金屬材料的表面處理，包括：鍍鋅板、鍍錫板和鍍鋁鋅合金板等。

???本發明涉及的金屬表面處理組合物，其特點在于選擇了端基為羥基的水溶性聚二甲基硅氧烷為主要成膜劑，此化合物易于在金屬表面成膜，且在水體系中相對于硅烷偶聯劑有較少的Si-OH活性基團，穩定性相對較好。

??本發明的另一特點在于：選擇了具有α-官能團的硅烷偶聯劑作為交聯劑，促進聚二甲基硅氧烷在金屬表面的成膜，降低鈍化膜的固化溫度，縮短固化時間，提高生產效率。同時，此硅烷偶聯劑的加入，可提高膜層的附著力，有利于改善膜層的耐腐蝕性能。