[發明專利]一種用于鋁合金表面的硅烷化處理劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410557147.0
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104278260A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 張莉;張永光;方振祥;劉輝;劉強
• 申請（專利權）人: 淮北龍圖鋁材有限公司
• 主分類號: C23C22/05
• 分類號: C23C22/05
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及鋁合金表面處理領域，具體涉及一種用于鋁合金表面的硅烷化處理劑及其制備方法。

背景技術??

鋁合金由于具有優良的物理、化學性能，在國民經濟各部門和國防工業中得到了廣泛應用，是目前世界上使用量最大的有色金屬之一，但在自然條件下形成的氧化膜很薄，耐蝕性能差易發生點蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕開裂及剝落腐蝕等，因此一般鋁材在使用前，均需對其表面進行防腐涂裝處理。傳統的處理方法是在鋁材表面涂裝一層有機化合物以增強鋁材的耐腐蝕性。?

金屬表面硅烷化處理技術是近年來在金屬腐蝕防護領域中迅速發展起來的一種有望代替鉻酸鹽的環保型處理技術。該技術主要基于硅烷分子水解后生成的硅羥基能和金屬表面的金屬氧化物反應的特點和硅烷分子間能夠自身縮合形成無機/有機膜層的特性，通過浸泡或者電化學輔助沉積的方式在金屬表面制備出具有疏水性能的膜層。這種膜層不僅能對金屬基體提供保護作用，同時能夠提高金屬和涂層之間的附著力。

硅烷化處理技術經過人們不斷研究和發展，至今部分技術已在鋁合金工業中得到應用。然而該技術仍不完善，現有技術制備的膜層存在薄、有空隙、易水解、非均質、與金屬基體附著力不強等缺點，導致對自腐蝕電位較低的鋁合金防護能力較差，限制了硅烷化技術在鋁合金行業的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種無毒且表面處理效果好的用于鋁合金表面的硅烷化處理劑。

本發明的另一目的是提供該處理劑的制備方法。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案如下：

一種鋁合金表面硅烷化處理劑，其為一種無鉻的水基處理液，其主要成分除了水以外還包括：至少一種部分水解的硅烷，至少一種金屬螯合物，至少一種有機成膜劑，至少一種長鏈醇作為成膜助劑和至少一種惰性無機化合物的粉體顆粒。

在上述技術方案的基礎上，一種用于鋁合金表面的硅烷化處理劑，由下列組分配制而成的水基混合液，每500克混合液中各組分的重量（克）為：

γ-氨丙基三乙氧基硅烷?7-9、

N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷?5-6、

2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯?2-4、

二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯?3-5、

十二碳醇酯?1-3、

氣相二氧化硅?5-8、

聚乙烯醇?0.8-1.0、

羥基乙叉二膦酸二鈉?1.2-1.4、

苯并三氮唑?0.4-0.6、

乙酸?2-4、

2-甲基-1-丙醇?25-35、

余量為去離子水。

進一步地，每500克混合液中各組分的重量（克）優選為：

γ-氨丙基三乙氧基硅烷?8、

N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷?5.5、

2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯?3、

二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯?4、

十二碳醇酯?2、

氣相二氧化硅?6.5、

聚乙烯醇?0.9、

羥基乙叉二膦酸二鈉?1.3、

苯并三氮唑?0.5、

乙酸?3、

2-甲基-1-丙醇?30、

余量為去離子水。

另一方面，一種用于鋁合金表面的硅烷化處理劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）取去離子水和2-甲基-1-丙醇配制成混合溶液；

（2）均勻攪拌條件下向步驟（1）配制的混合溶液中加入2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、十二碳醇酯、聚乙烯醇、羥基乙叉二膦酸二鈉和苯并三氮唑，持續攪拌至溶液透明澄清，繼續攪拌?20-30分鐘；

（3）均勻攪拌條件下，將氣相二氧化硅加入步驟（2）得到的混合溶液，攪拌10-15分鐘；

（4）均勻攪拌條件下，將γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷加入步驟（3）得到的混合溶液，持續攪拌30-40分鐘；

（5）用乙酸調節步驟（4）得到的混合溶液pH，加入二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯，攪拌均勻；

（6）加入剩余的去離子水補水，即得鋁合金表面硅烷化處理劑。