[發明專利]環保型高分子改性硅烷陶化液及其制備方法

在審

• 申請號: 201711452474.X
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108085664A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 周建軍;周芷樂
• 申請（專利權）人: 金華市鴻新新材料科技有限公司
• 主分類號: C23C22/05
• 分類號: C23C22/05;C23C22/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種環保型高分子改性硅烷陶化液，其以水為溶劑，原料中含有陶化劑；所述陶化劑包含有硅烷、氟鋯酸鹽和/或氟鋯酸、膠體二氧化硅、以及至少含有MQ硅樹脂和聚氨酯樹脂的樹脂化合物。所述陶化液獲得的皮膜在滿足基本附著力和柔韌性的同時，具有優異的耐蝕能力。所述陶化液可用于涂裝前處理，并且可以過酸洗。

技術領域

本發明屬于金屬表面處理領域，具體涉及一種高分子改性硅烷陶化液及其制備方法。

背景技術

金屬材料受周圍介質的作用而損壞，稱為金屬腐蝕。金屬腐蝕時，在金屬的界面上金屬與空氣、水等發生了化學或電化學多相反應，使金屬轉入氧化(離子)狀態，這會顯著降低金屬材料的強度、塑性、韌性等力學性能，破壞金屬構件的幾何形狀，增加零件間的磨損，惡化電學和光學等物理性能，縮短設備的使用壽命。

在金屬表面上施用皮膜保護是防止金屬腐蝕的最常用的重要方法。傳統的最主要的金屬表面前處理方法主要有化學轉化膜法，典型的化學轉化膜法有磷化處理、鉻化鈍化處理等，但這些傳統的表面處理技術面臨著巨大的環境壓力。因為鉻酸鈍化法存在嚴重的鉻污染，該方法已限制使用；而磷化法存在嚴重的磷污染，同時還帶來其它重金屬污染，也屬于被淘汰技術。為解決傳統方法的污染問題，人們越來越多的把研究的重點放在了能夠替代傳統表面處理工藝的技術上。

目前，新型的金屬表面前處理技術主要有陶化技術（鈦鹽/鋯鹽轉化膜、硅烷轉化膜）、丹寧酸鹽轉化膜技術、鉬酸鹽轉化膜、鈰鹽轉化膜技術等。鈦鹽轉化膜陶化技術、丹寧酸鹽轉化膜技術、鉬酸鹽轉化膜、鈰鹽轉化膜技術由于綜合性能有缺陷，僅在某些特殊領域得到應用，未能在大范圍推廣使用，而鋯鹽轉化膜和硅烷轉化膜陶化技術由于性能優異，受到廣泛研究，并得到較大范圍應用。

鋯鹽轉化膜陶化技術是指以氟鋯酸鹽作為化學轉化膜活性組分，在金屬前處理過程中，氟鋯酸鹽在金屬表面水解形成二氧化硅膜層。這種技術的優勢是膜層較磷化膜致密，所需要的膜層較磷化膜大大降低，且其成膜工藝流程與磷化類似，故可以在前處理生產線上直接替代磷化。但是，由于該陶化膜層仍有較多的成膜缺陷，一般需要添加封閉劑，如NaNO2等進行二次處理，即增加工序，也增加污染。硅烷化金屬表面處理技術作為一種新型的技術，克服了傳統的磷化、鉻化等金屬表面處理技術中的能耗大、污染大等自身無法克服的缺點，近些年來己經得到了廣泛的發展，在工業應用領域得到了實際的應用。硅烷是一類硅基的有機/無機雜化物，其基本分子式為：Y(CH2)nSiR2x(OR3)3-x，其中OR3是可水解的基團，Y是有機官能團。硅烷化雖然改善了皮膜耐蝕性和加工性，但在向金屬涂布時成膜速度慢、成膜密合強度低。

鑒于上述鋯鹽轉化膜和硅烷化成膜的問題，因此需要探索環保高效兼具工藝簡單的金屬表面處理工藝。

發明內容

由上所述，第一方面，本發明的第一項技術方案提供了一種環保型高分子改性硅烷陶化液，其以水為溶劑，

原料中含有陶化劑；

所述陶化劑包含有硅烷、氟鋯酸鹽和/或氟鋯酸、膠體二氧化硅、以及至少含有MQ硅樹脂和聚氨酯樹脂的樹脂化合物。

優選的，所述陶化液的原料組分以總質量100質量份數為基準，按質量份數計含有：硅烷0.05-35份，氟鋯酸鹽和/或氟鋯酸0.01-10份，膠體二氧化硅0.5-10份，至少含有MQ硅樹脂和聚氨酯樹脂的樹脂化合物5-15份，潤滑劑0.1-5份，其余為水。