[發(fā)明專利]一種水性金屬表面納米處理劑及制備方法

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• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109456694A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 車國勇;段勇旭;秦遠春;段勇全;賀小勇
• 申請（專利權）人: 深圳市豪龍新材料技術有限公司
• 主分類號: C09D183/06
• 分類號: C09D183/06;C09D183/08;C09D133/04;C09D7/61
• 代理公司: 深圳市賓亞知識產權代理有限公司 44459
• 代理人: 黃磊

本發(fā)明公開一種水性金屬表面納米處理劑及制備方法，每升該處理劑包括1?100mLA類水性硅樹脂、1?100mLB類水性硅樹脂、3?50mg水分散性納米粒子、0?100mg水性樹脂以及0?10mg稀土鹽；其中，A類水性硅樹脂包含至少一種含環(huán)氧基官能團的水性樹脂和一種含非親水性官能團的水性硅樹脂；B類水性硅樹脂包含至少一種含氨基官能團的水性硅樹脂和一種含非親水性官能團的水性硅樹脂。本方案中，含非親水性官能團的水性硅樹脂、含氨基官能團的水性硅樹脂和含環(huán)氧基官能團的水性樹脂以及水分散性納米粒子一起使用，能夠在金屬表面形成高致密又牢固的硅氧烷聚合物涂層，并可以在一定程度上延長金屬的使用壽命。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬表面處理劑技術領域，尤其是一種水性金屬表面納米處理劑及制備方法。

背景技術

所有的材料尤其是金屬，都存在著腐蝕與防護的問題。為提高零件的防腐性能，延長使用壽命，大多數(shù)工業(yè)應用的金屬及鍍層金屬(如鐵、鋅、鋁、錫、鉛、鎂等及其合金)在使用前必須進行表面處理。其中最常用最有效的表面處理方法是在金屬材料表面進行化學轉化膜、電化學氧化以及金屬表面涂覆等工藝，從而在金屬表面形成一層致密的保護膜或涂層，以達到增強材料的耐腐蝕性。

在金屬材料涂裝前進行表面處理，還可以使涂料最大限度的發(fā)揮其保護和裝飾效果。大部分金屬(如鋼鐵、鎂鋁合金等)在表面清潔之后用磷酸鹽處理，在金屬表面形成一層不溶性保護膜，這就是磷化膜，也叫轉化型涂膜，一般可以增強涂料對金屬表面的附著力，提高涂料的防腐性能。但磷化膜是多孔型膜，雖然有利于涂料的滲透而增加附著力，但在增強防腐性方面不如鈍化膜。鈍化膜是用鉻酸鹽或鉻酐(Cr2O3)氧化，在金屬表面生成一層致密的鈍化薄膜，可以進一步提高涂料的附著力和防腐蝕性能。

通常為保護鋼鐵和鋁合金不受外界的腐蝕，采用轉化型底層、底漆層和面漆層的涂料體系進行保護，而傳統(tǒng)的轉化型底層就是鉻鈍化層。由于鉻酸鈍化成本低廉，使用簡單，而且鈍化后所得到的膜層耐蝕性極好，可滿足多種要求，因而在航空、電子和其它工業(yè)部門得到了廣泛的應用，一直受到人們重視而沿用至今。但鈍化液中含有的六價鉻酸鹽屬于極毒且致癌性物質。鈍化處理過程中產生的氣霧及生產中的廢水排放對生物體及環(huán)境都有嚴重危害。

針對上述的技術問題，近年來已經(jīng)提出了大量替代鉻酸鹽鈍化工藝的表面處理的新方法，特別是低毒性的無鉻替代工藝。例如：

1、美國專利US5108793介紹用無機硅酸鹽的堿性溶液對鋼板表面進行涂布，然后再用有機官能性硅烷對這層硅酸鹽涂層進行處理的技術。

2、美國專利US5292549提出了用低毒性的有機官能性硅烷和交聯(lián)劑的水溶液對金屬板進行淋洗后置于200℃以下的溫度進行硬化，從而得到能對金屬板材起到短暫防腐作用的硅烷膜。但是，在對金屬進行磷化和上涂料之前要將處理過的金屬板用堿液淋洗以除去這層硅烷膜。

3、美國專利US5750197描述了一種先后用兩種處理溶液分別對金屬表面進行防腐蝕處理的技術。第一種溶液主要包含了多硅烷基官能性硅烷交聯(lián)劑，第二種溶液則優(yōu)選的是一種有機官能性硅烷。這種兩步法尤其適用于將要涂漆的金屬。

上述方法中的金屬表面處理劑毒性低，但是水解后的硅烷偶聯(lián)劑單獨作用只能給金屬表面提供短暫的防銹能力，一旦硅烷膜遭到破壞，涂層便不能再阻止金屬表面的腐蝕的形成。

因此，出現(xiàn)了一些新技術，例如：

日本專利JP2001-316845A公布了一種用于鋼材或涂層鋼材表面的金屬表面處理劑。該處理劑除了硅烷偶聯(lián)劑之外，還添加了水分散性SiO2、鋯化合物或鈦化合物、磷酸根離子、含硫代羰基的化合物來增強處理劑的耐腐蝕能力，為了增強加工部件的粘合性，該發(fā)明中還添加了丙烯酸類樹脂。