[發(fā)明專(zhuān)利]以硅烷偶聯(lián)劑為主要成分的金屬表面處理劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510769552.3
• 申請(qǐng)日: 2015-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105441920B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)滿(mǎn);戴憶鋒;張軍輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海耀巖化學(xué)品有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C22/34
• 分類(lèi)號(hào): C23C22/34
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種以硅烷偶聯(lián)劑為主要成分的金屬表面處理劑，所述金屬表面處理劑是一種包含氨基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑、氟鋯酸、氟鈦酸、鎢酸鹽以及改性納米二氧化硅的水溶液，其特征在于，每升水溶液中各組分的重量為：

氨基硅烷偶聯(lián)劑5～15g；

環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑2～10g；

氟鋯酸0.1～2.5g；

氟鈦酸0.1～2.5g；

鎢酸鹽0.05～1g；

改性納米二氧化硅0.005～0.1g；

水余量；

所述改性納米二氧化硅是異氰酸酯基封端的超支化聚氨酯改性納米二氧化硅；所述改性納米二氧化硅是先用氨基硅烷偶聯(lián)劑改性納米二氧化硅，再將其與異氰酸酯基封端的超支化聚氨酯復(fù)合；所述氨基硅烷偶聯(lián)劑和環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑的重量比為1：(0.25～0.5)；所述鎢酸鹽選自鎢酸鈉或者鎢酸鈣中的一種，且所述氨基硅烷偶聯(lián)劑和環(huán)氧硅烷偶聯(lián)劑的總重量、氟鋯酸和氟鈦酸的總重量與鎢酸鹽的重量比為1：(0.1～0.2)：(0.005～0.05)；所述氨基硅烷偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)式為其中R為：-C₃H₆NHC₂H₄NH₂；所述環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑為β-(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷；

所述改性納米二氧化硅制備方法如下：

(1)在三口燒瓶中加入60g丙酮和1g納米二氧化硅，超聲分散均勻，加入1g3-氨基丙基三乙氧基硅烷，再加入含有1ml三乙胺的去離子水10ml作為催化劑，55℃下回流反應(yīng)4h，過(guò)濾，用丙酮洗滌三次，在真空干燥箱60℃下干燥24h，得到表面含有氨基的納米二氧化硅；

(2)將0.05mol的4’4-二苯基甲烷二異氰酸酯溶解于20mL的甲苯，得到二異氰酸酯甲苯溶液，然后將0.05mol三羥甲基丙烷溶解于20mL二甲基亞砜溶液，得到三羥甲基丙烷溶液，然后將所述三羥甲基丙烷溶液加入到帶攪拌和回流裝置的三口燒瓶中，在40℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向其中緩慢加入所述的二異氰酸酯的甲苯溶液；

(3)滴加完后，體系在40℃下繼續(xù)反應(yīng)10h，然后向反應(yīng)介質(zhì)中加入0.002mol的苯酚，加熱，在100℃下反應(yīng)5h；

(4)反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾出溶劑，所得產(chǎn)物用甲醇-四氫呋喃溶解、沉降3次，過(guò)濾，60℃真空干燥24h，得到超支化聚氨酯；

(5)在三口燒瓶中加入上述合成的表面含有氨基的納米二氧化硅0.1g、超支化聚氨酯1g以及N,N-二甲基甲酰胺50ml，室溫下攪拌均勻，在40℃下反應(yīng)10小時(shí)，在甲醇中沉降和過(guò)濾，得到超支化聚氨酯和納米二氧化硅的復(fù)合物，即所述改性納米二氧化硅。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬表面處理劑，其特征在于，所述氟鋯酸與氟鈦酸的重量比為1：(1～3)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬表面處理劑，其特征在于，所述水溶液進(jìn)一步含有選自脂肪酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽；烷基胺鹽、季銨鹽；聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯衍生物、山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、丙三醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、烷基烷醇酰胺中的任一種的表面活性劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬表面處理劑，其特征在于，所述水溶液進(jìn)一步含有選自以硝酸、亞硝酸、硫酸、亞硫酸、過(guò)硫酸、含羧酸基的化合物、HMnO₄、HVO₃、H₂WO₄、及H₂MoO₄以及這些含氧酸的鹽類(lèi)所組成的群組中的至少一種。

5.一種制備如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的金屬表面處理劑的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)在電導(dǎo)率<10μs/cm的水中溶解所述金屬表面處理劑的各組分，攪拌混合均勻獲得預(yù)混液；

(2)使用氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水中任一種堿性化合物調(diào)節(jié)步驟(1)獲得的預(yù)混液酸堿度，使pH值在2.0～4.5之間。