抗鏽轉化層形成劑及其製備方法和用途

2023-05-06 14:07:51 2

抗鏽轉化層形成劑及其製備方法和用途
【專利摘要】本發明提供了一種抗鏽轉化層形成劑的製備方法，該方法包括將水、矽烷偶聯劑、水溶性矽酸鹽、氧化矽填料和水溶性成膜樹脂依次混合均勻。本發明還提供了根據如上所述的製備方法製備得到的抗鏽轉化層形成劑以及上述抗鏽轉化層形成劑在製備金屬材料中的用途。本發明還提供了一種熱鍍金屬材料，該熱鍍金屬材料包括熱鍍金屬基材和附著在該熱鍍金屬基材上的塗層，所述塗層為如上所述的抗鏽轉化層形成劑的固化產物。本發明提供的抗鏽轉化層形成劑形成的防護膜的耐蝕性十分優良。此外，本發明提供的抗鏽轉化層形成劑的耐儲藏性非常優異，在配製完成後可在室溫下儲存180天而不發生明顯的性狀改變和性能下降。
【專利說明】抗鏽轉化層形成劑及其製備方法和用途

【技術領域】
[0001] 本發明涉及金屬防護領域，具體地，涉及一種抗鏽轉化層形成劑的製備方法、由該 製備方法得到的抗鏽轉化層形成劑、該抗鏽轉化層形成劑的用途和熱鍍金屬材料。

【背景技術】
[0002] 熱鍍金屬材料，包括熱鍍鋅金屬材料和熱鍍鋁鋅金屬材料，為了防止發生鏽蝕，都 會在熱鍍金屬材料的表面塗敷一層抗鏽轉化層形成劑以形成防護膜。因而抗鏽轉化層形成 劑的性能對於熱鍍金屬材料的防鏽蝕十分重要。
[0003] 例如，CN101608306A公開了一種鈍化液，也屬於一種抗鏽轉化層形成劑，其特徵在 於，該鈍化液為含有水溶性鑰化合物、硼酸、水溶性有機物和矽溶膠的水溶液，其中，所述水 溶性有機物為醇和有機羧酸的混合物。
[0004] 但實驗證明，該抗鏽轉化層形成劑形成的防護膜的耐蝕性仍然較差。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的是克服現有的抗鏽轉化層形成劑形成的防護膜的耐蝕性較差的缺 陷，提供一種能夠形成耐蝕性較好的防護膜的抗鏽轉化層形成劑。
[0006] 為了實現上述目的，本發明提供了 一種抗鏽轉化層形成劑的製備方法，該方 法包括將水、矽烷偶聯劑、水溶性矽酸鹽、氧化矽填料和水溶性成膜樹脂依次混合均 勻；所述矽烷偶聯劑包括第一矽烷偶聯劑和第二矽烷偶聯劑，所述第一矽烷偶聯劑為 Cl (CH2) 3Si (0CH3) 3、Cl (CH2) 3Si (0C2H5) 3、Cl (CH2) 3SiCH3 (0CH3) 2 和 Cl (CH2) 3SiCH3 (0C2H5) 2 中的至少一種；所述第二矽烷偶聯劑為ch2=c (CH3) COO (CH2) 3Si (och3) 3、ch2=c (ch3) COO (CH2) 3Si (0C2H5) 3、CH2=C (CH3) COO (CH2) 3SiCH3 (0CH3) 2 和 CH2=C (CH3) COO (CH2) 3SiCH3 (0C2H5) 2 中的至少一種。
[0007] 本發明還提供了根據如上所述的製備方法製備得到的抗鏽轉化層形成劑。
[0008] 本發明還提供了上述抗鏽轉化層形成劑在製備金屬材料中的用途。
[0009] 本發明還提供了一種熱鍍金屬材料，該熱鍍金屬材料包括熱鍍金屬基材和附著在 該熱鍍金屬基材上的塗層，所述熱鍍金屬基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱 鍍鋁鋅鎂金屬基材中的至少一種，其中，所述塗層為如上所述的抗鏽轉化層形成劑的固化 產物。
[0010] 通過上述技術方案，本發明提供的抗鏽轉化層形成劑形成的防護膜的耐蝕性十分 優良。此外，本發明提供的抗鏽轉化層形成劑的耐儲藏性非常優異，在配製完成後可在室溫 下儲存180天而不發生明顯的性狀改變和性能下降。
[0011] 本發明的其他特徵和優點將在隨後的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【具體實施方式】
[0012] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
[0013] 本發明提供了 一種抗鏽轉化層形成劑的製備方法，該方法包括將水、矽烷偶 聯劑、水溶性矽酸鹽、氧化矽填料和水溶性成膜樹脂依次混合均勻；所述矽烷偶聯劑 包括第一矽烷偶聯劑和第二矽烷偶聯劑，所述第一矽烷偶聯劑為Cl(CH 2)3Si(0CH3)3、 Cl (CH2) 3Si (0C2H5) 3、Cl (CH2) 3SiCH3 (0CH3) 2 和 Cl (CH2) 3SiCH^ 二矽烷偶聯劑為 ch2=c (CH3) COO (CH2) 3Si (och3) 3、ch2=c (CH3) COO (CH2) 3Si (oc2h5) 3、ch2=c (ch3) COO (CH2) 3SiCH3 (0CH3) 2 和 CH2=C (CH3) COO (CH2) 3SiCH3 (0C2H5) 2 中的至少一種。
[0014] 其中，詳細地，該方法包括：（1)將水和所述矽烷偶聯劑混合均勻，得到均勻液體 A ; (2)將所述均勻液體A和水溶性矽酸鹽混合均勻，得到均勻液體B ; (3)將所述均勻液體 B和氧化矽填料混合均勻，得到均勻液體C ; (4)將所述均勻液體C與水溶性成膜樹脂混合 均勻，得到均勻液體D。其中，混合均勻的方法沒有特別的限定，只要能得到均勻的穩定相即 可，優選通過攪拌使混合更加均勻。
[0015] 根據本發明提供的抗鏽轉化層形成劑的製備方法，其中，相對於1重量份的所述 水溶性矽酸鹽，所述矽烷偶聯劑的用量可以為0. 5-4. 5重量份，所述第一矽烷偶聯劑和所 述第二矽烷偶聯劑的重量比可以為1. 2-1. 8 :1 ;優選地，所述矽烷偶聯劑的用量為1. 4-1. 8 重量份，所述第一矽烷偶聯劑和所述第二矽烷偶聯劑的重量比為1. 4-1. 6 :1。
[0016] 其中，相對於1重量份的所述水溶性矽酸鹽，所述氧化矽填料的用量可以為 0. 25-2. 2重量份，優選為0. 6-0. 85重量份。
[0017] 其中，相對於1重量份的所述水溶性矽酸鹽，以固體計，所述水溶性成膜樹脂的用 量可以為0. 8-6. 8重量份，優選為2. 1-2. 7重量份。此處固體與用於計算或表示固含量的 固體含義相同，即為水溶性成膜樹脂除去溶劑後剩餘的成分。
[0018] 其中，相對於1重量份的所述水溶性矽酸鹽，水的用量為10-100重量份，優選為 25-40重量份。需要說明的是，本發明中所說的水的用量是指另外添加的水的量，不包括上 述以溶液或乳液方式添加的其它組分中帶有的水的量。
[0019] 根據本發明提供的抗鏽轉化層形成劑的製備方法，其中，Cl(CH2)3Si(0CH 3)3 (稱 為^-氣丙基二甲氧基娃燒乂^^^^即⑴^舊^稱為^-氣丙基二乙氧基娃燒)、 Cl(CH2)3SiCH3(0CH3) 2 (稱為 γ-氯丙基甲基二甲氧基娃燒）和 Cl(CH2)3SiCH3(0C2H5) 2 (稱 為氯丙基甲基二乙氧基矽烷）可以用作第一矽烷偶聯劑，市售的可用作矽烷偶聯劑的 各種上述化學式所示的商品都可以用於本發明，例如購自湖北德邦化工新材料有限公司的 牌號為DB-231、DB-230、DB-221和DB-220的市售品。其中，更優選所述第一矽烷偶聯劑為 Cl(CH2)3Si(0CH3)3 (稱為γ-氯丙基三甲氧基矽烷)。
[0020] 根據本發明提供的抗鏽轉化層形成劑的製備方法，其中，所述第二矽烷偶 聯劑為 ch2=c (ch3) COO (CH2) 3Si (och3) 3、ch2=c (ch3) COO (CH2) 3Si (oc2h5) 3、ch2=c (ch3) C00(CH2)3SiCH3(0CH3) 2 和 CH2=C(CH3)C00(CH2)3SiCH 3(0C2H5)2 中的至少一種。其中， CH2=C(CH3)C00(CH2)3Si(0CH 3)3 (稱為γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷)、CH2=C(CH3) C00 (CH2) 3Si (0C2H5) 3(稱為γ -甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷)、ch2=c (ch3) C00(CH2)3SiCH3(0CH3) 2 (稱為γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷）和CH2=C(CH3) C00(CH2)3SiCH3(0C2H 5)2 (稱為甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷）可以用作第二 矽烷偶聯劑，市售的可用作矽烷偶聯劑的各種上述化學式所示的商品都可以用於本發明， 例如購自湖北德邦化工新材料有限公司的牌號為DB-570、DB-571和DB-572的市售品，以及 購自上海魯爾化工貿易有限公司的牌號為Luer-1512的市售品。其中，優選所述第二矽烷 偶聯劑為 CH2=C (CH3) COO (CH2) 3Si (OCH3) 3。
[0021] 根據本發明提供的抗鏽轉化層形成劑的製備方法，其中，所述水溶性矽酸鹽可以 為矽酸鈉和/或矽酸鉀。所述矽酸鈉可以為無水矽酸鈉、五水矽酸鈉和九水矽酸鈉中的至 少一種。並且，所述水溶性矽酸鹽的用量是以無水矽酸鹽的量計算的。
[0022] 根據本發明提供的抗鏽轉化層形成劑的製備方法，其中，所述氧化矽填料沒有特 殊的要求，可以為以氧化矽為主體的各種填料，例如，所述氧化矽填料可以為納米二氧化 矽粉和/或納米二氧化矽溶膠；優選情況下，所述氧化矽填料中的氧化矽的粒徑可以為 5-90nm，更優選為5-30nm，例如，可以使用購自株式會社ADEKA的牌號為AT-30、AT-30S、 AT-40、AT-30A和AT-20的市售品，或者購自山東百特新材料有限公司的牌號為SS-25和 SS-30的市售品。並且，氧化矽填料的用量是以氧化矽本身的重量計算的，例如納米二氧化 矽溶膠的用量是以溶膠中的二氧化矽的量計算的，即以納米二氧化矽溶膠的重量乘以其二 氧化矽含量百分數(重量）後得到的數值計算。
[0023] 根據本發明提供的抗鏽轉化層形成劑的製備方法，其中，所述水溶性成膜樹脂可 以為各種水溶性的且能夠用於成膜的改性的或未改性的樹脂，所述樹脂可以以合適的制 品形式使用，例如水溶性乳液、水溶性溶液和水溶性固體中的至少一種，本發明沒有特別的 要求，只要能夠用於成膜即可，例如，所述水溶性成膜樹脂可以為水溶性聚酯成膜樹脂（即 由多元醇類單體和多元酸類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如購自廣州勵寶精細化 工有限公司，牌號CB2200的聚酯樹脂)、水溶性苯丙成膜樹脂（即由苯乙烯類單體和丙烯酸 (酯）類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如購自廣州市超龍化工科技有限公司，牌號為 xy-108b的苯丙乳液)、水溶性環氧成膜樹脂（即由含有環氧基的單體聚合而得的水溶性成 膜樹脂，例如購自東莞市黑馬化工有限公司，牌號為BH620的環氧樹脂)、水溶性聚氨酯成膜 樹脂（即由多元異氰酸酯類單體和多元羥基化合物類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例 如購自福建晉江建華公司，牌號812的聚氨酯樹脂)、水溶性矽丙成膜樹脂(即由有機矽類單 體和丙烯酸(酯）類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如青島興國塗料公司TC-05型矽丙 乳液，固含量為48重量％ )、水溶性丙烯酸成膜樹脂（即由丙烯酸(酯）類單體聚合而得的水 溶性成膜樹脂，例如購自廣州歐鵬化工的牌號為A-3418的丙烯酸樹脂）和水溶性氟碳成膜 樹脂（即由含氟類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂，例如購自北京首創納米科技有限公司， 牌號為SKFT- I的水性氟碳乳液）中的至少一種；優選情況下，所述水溶性成膜樹脂為水溶 性苯丙成膜樹脂、水溶性環氧成膜樹脂、水溶性矽丙成膜樹脂、水溶性丙烯酸成膜樹脂、水 溶性聚氨酯成膜樹脂和水溶性聚酯成膜樹脂中的至少一種。更優選地，其中，所述水溶性矽 丙成膜樹脂為Silomer8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學 公司）。
[0024] 根據本發明提供的抗鏽轉化層形成劑的製備方法，其中，為了進一步提高形成的 防護膜的潤滑性能，優選情況下，該製備方法還包括：將水和矽烷偶聯劑混合均勻後的物料 與潤滑助劑混合均勻，所述潤滑助劑為二甲基矽油的水性乳液、聚醚改性的聚矽氧烷、聚乙 烯蠟的水性乳液和氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的一種或多種。
[0025] 更優選地，相對於1重量份的所述水溶性矽酸鹽，所述潤滑助劑的含量為0. 2-1. 8 重量份，進一步優選為0. 5-0. 7重量份。
[0026] 其中，所述二甲基矽油的水性乳液的固含量可以為10-90重量％，優選為30-80重 量％。需要說明的是，二甲基矽油的水性乳液在用於配製本發明提供的抗鏽轉化層形成劑 時，其用量是指水性乳液的總重量乘以其固含量後得到的數值。需要說明的是，所述二甲基 矽油的水性乳液的固含量是指製備所述二甲基矽油的水性乳液所用的二甲基矽油的含量。 所述二甲基矽油是指水不溶性的未改性的二甲基矽油。
[0027] 其中，所述二甲基矽油的水性乳液中的二甲基矽油的粘度可以為 500-50000mPa · S，優選為 1000-40000mPa · S，更優選為 1500-30000mPa · S。
[0028] 其中，所述聚醚改性的聚矽氧烷俗稱水溶性二甲基矽油，現有的各種水溶性二甲 基矽油均可以在本發明中作為所述潤滑助劑用於實現本發明的目的。優選所述聚醚改性的 聚矽氧烷為粘度為l〇〇-l〇〇〇〇mPa · S，優選為500-8000mPa · S，更優選為1000-6000mPa · S， 更進一步優選為2000-5000mPa · S的水溶性二甲基矽油。
[0029] 需要說明的是，本發明中未做相反說明的情況下，所述粘度是指在25°C下測得的 表觀粘度數值。
[0030] 其中，所述聚乙烯蠟的水性乳液可以是按照常規方法將聚乙烯蠟乳化後得到的水 性乳液，所述聚乙烯蠟的水性乳液的固含量可以為30-60重量％，優選為40-50重量％。需 要說明的是，聚乙烯蠟的水性乳液在用於配製本發明提供的抗鏽轉化層形成劑時，其用量 是指水性乳液的總重量乘以其固含量後得到的數值。
[0031] 其中，所述聚乙烯蠟的水性乳液中的聚乙烯蠟的熔點可以為90-130°C，優選為 100-120°C，更優選為 105-115°C。
[0032] 其中，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液可以是按照常規方法將氧化聚乙烯蠟乳化 後得到的水性乳液，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液的固含量可以為30-60重量％，優選為 40-50重量％。需要說明的是，氧化聚乙烯蠟的水性乳液在用於配製本發明提供的抗鏽轉化 層形成劑時，其用量是指水性乳液的總重量乘以其固含量後得到的數值。
[0033] 其中，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的氧化聚乙烯蠟的熔點可以為80-120°C， 優選為90-115°C，更優選為100-110°C。
[0034] 需要說明的是，本發明中未作相反說明的情況下，聚乙烯蠟和氧化聚乙烯蠟的熔 點是指按照GB/T2539-2008石油蠟熔點的測定-冷卻曲線法測定的數值。
[0035] 其中，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的氧化聚乙烯蠟的酸值可以為5_60mgK0H/ g，優選為10_50mgK0H/g。其中，所述酸值是按照GB/T264-83石油產品酸值測定法測定的數 值。
[0036] 本發明還提供了根據如上所述的製備方法製備得到的抗鏽轉化層形成劑。其中， 如上所述的製備方法中得到的加入了水溶性成膜樹脂並混合均勻後的物料（即，得到的均 勻液體D)即可以作為本發明的抗鏽轉化層形成劑使用。
[0037] 此外，本發明的抗鏽轉化層形成劑還可以含有其它各種不影響抗鏽轉化層形成劑 性質的組分，如染料、顏料、分散劑和消泡劑中的一種或多種。以該抗鏽轉化層形成劑的總 重量為基準，其它組分的含量不超過20重量％，優選不超過10重量％。所述消泡劑可以是 本領域公知的各種消泡劑，例如聚醚類消泡劑、高碳醇類消泡劑和矽類消泡劑等中的一種 或多種。更具體地說，所述消泡劑可以為商購自例如東營市石大創新科技有限責任公司的 SD-401系列消泡劑中的一種或多種。優選情況下，以所述抗鏽轉化層形成劑的總量為基準， 所述消泡劑的含量為0. 01-0. 05重量％。
[0038] 相應地，本發明提供的抗鏽轉化層形成劑的製備方法還可以包括加入其它各種不 影響抗鏽轉化層形成劑性質的組分並混合均勻的步驟。這些其它各種不影響抗鏽轉化層形 成劑性質的組分可以在加入水溶性成膜樹脂後再加入。
[0039] 本發明的抗鏽轉化層形成劑無需稀釋可以直接使用。
[0040] 本發明還提供了上述抗鏽轉化層形成劑在製備金屬材料中的用途。上述抗鏽轉化 層形成劑可以以本領域常規的方式用於製備各種金屬材料。
[0041] 根據本發明提供的熱鍍金屬材料，該熱鍍金屬材料包括熱鍍鋅金屬基材和附著在 該熱鍍金屬基材上的塗層，所述熱鍍金屬基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱 鍍鋁鋅鎂金屬基材中的至少一種，所述塗層為如上所述的抗鏽轉化層形成劑的固化產物。 [0042] 其中，所述熱鍍鋅金屬基材可以為含有鋅鍍層的金屬基材，所述鋅鍍層中，鋅的含 量可以為92. 5-95. 5重量％。所述鋅鍍層還可含有其它常規成分，如矽。
[0043] 其中，所述熱鍍鋁鋅金屬基材可以為含有鋅鋁鍍層的金屬基材，所述鋅鋁鍍層中， 鋅的含量可以為41. 5-43. 5重量％，鋁的含量可以為51. 5-55. 0重量％。所述鋅鋁鍍層還可 含有其它常規成分，如娃。
[0044] 其中，熱鍍鋁鋅鎂金屬基材可以為含有鋁鋅鎂鍍層的金屬基材，所述鋁鋅鎂鍍層 中，鋅的含量可以為85. 5-99. 2重量％，鋁的含量可以為0. 2-11重量％，鎂的含量可以為 0. 5-3重量％。所述鋁鋅鎂鍍層還可含有其它常規成分，如矽。
[0045] 根據本發明提供的熱鍍金屬材料，其中，所述塗層的厚度可以為熱鍍金屬基材 上的防腐蝕塗層的常規厚度，為了提高所述塗層的性能，優選情況下，所述塗層的厚度為 0.05-2微米，優選可以為0.1-1微米。其中，塗層的厚度是用XRF (螢光光譜儀）測量儀測 定的數值。
[0046] 根據本發明提供的熱鍍金屬材料，其中，在熱鍍金屬基材上附著所述塗層的方法 可以包括將所述抗鏽轉化層形成劑附著在熱鍍金屬基材的表面上，然後乾燥，乾燥的溫度 可以為60-120°C，優選為90-1KTC，時間可以為0. 5-3秒。所述抗鏽轉化層形成劑的用量 可以根據塗層的厚度進行確定。
[0047] 其中，所述乾燥的方法，可以為熱風乾燥、感應加熱和紅外輻射加熱中的一種或多 種。
[0048] 本發明中，未做相反說明的情況下，所有液體和固體的體積均指20°C，1標準大氣 壓下的體積。
[0049] 以下將通過實施例對本發明進行進一步詳細描述。
[0050] 實施例1
[0051] 將28重量份的水和1. 6重量份的矽烷偶聯劑（由第一矽烷偶聯劑和第二矽烷偶聯 劑組成）在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體A，其中，第一矽烷偶聯 劑為Cl (CH2) 3Si (0CH3) 3，購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-231，第二矽烷偶聯劑 CH2=C (CH3) COO (CH2) 3Si (0CH3) 3,購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-570,第一矽烷 偶聯劑和第二矽烷偶聯劑的重量比為1. 5 :1。
[0052] 將全部的均勻液體A和1重量份的水溶性矽酸鹽(五水偏矽酸鈉，購自青島大潤化 工有限公司）在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體B。
[0053] 將全部的均勻液體B和0. 72重量份的氧化矽填料(納米二氧化矽溶膠，購自山東 百特新材料有限公司，牌號為SS-30,重量以二氧化矽計)在1500轉/分鐘的攪拌速度下混 合至均勻，得到均勻液體C。
[0054] 將全部的均勻液體C和2. 4重量份（以固體計）的水溶性成膜樹脂(水溶性矽丙成 膜樹脂（Silomer8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學公司， 固含量為43重量％ )))在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體D。均勻 液體D即為本實施例的抗鏽轉化層形成劑。
[0055] 對比例1
[0056] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，在混合所用的容器中先 同時加入水、矽烷偶聯劑、水溶性矽酸鹽、氧化矽填料和水溶性成膜樹脂，再在1500轉/分 鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到本對比例的抗鏽轉化層形成劑。
[0057] 對比例2
[0058] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，將水、水溶性成膜樹脂、 水溶性矽酸鹽、氧化矽填料和矽烷偶聯劑依次混合均勻，得到本對比例的抗鏽轉化層形成 齊?。即，將矽烷偶聯劑和水溶性成膜樹脂的加樣次序對調。
[0059] 對比例3
[0060] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，將水、矽烷偶聯劑、氧化 矽填料、水溶性矽酸鹽和水溶性成膜樹脂依次混合均勻，得到本對比例的抗鏽轉化層形成 齊?。即，將水溶性矽酸鹽和氧化矽填料的加樣次序對調。
[0061] 對比例4
[0062] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，1. 6重量份的矽烷偶聯劑 全部為第一矽烷偶聯劑，不含有第二矽烷偶聯劑。
[0063] 對比例5
[0064] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，1. 6重量份的矽烷偶聯劑 全部為第二矽烷偶聯劑，不含有第一矽烷偶聯劑。
[0065] 實施例2
[0066] 將25重量份的水和1. 4重量份的矽烷偶聯劑（由第一矽烷偶聯劑和第二矽烷偶聯 劑組成）在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體Α，其中，第一矽烷偶聯 劑為Cl (CH2) 3Si (0CH3) 3，購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-231，第二矽烷偶聯劑 為CH2=C (CH3) COO (CH2) 3Si (0CH3) 3,購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-570,第一矽 烷偶聯劑和第二矽烷偶聯劑的重量比為1. 4 :1。
[0067] 將全部的均勻液體A和1重量份的水溶性矽酸鹽(矽酸鉀，購自保定潤豐實業有限 公司）在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體B。
[0068] 將全部的均勻液體B和0. 6重量份的氧化矽填料(納米二氧化矽溶膠，購自株式會 社ADEKA，牌號為AT-30,重量以二氧化矽計)在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得 到均勻液體C。
[0069] 將全部的均勻液體C和2. 1重量份（以固體計）的水溶性成膜樹脂(水溶性矽丙成 膜樹脂（Silomer8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學公司， 固含量為43重量％ )))在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體D。均勻 液體D即為本實施例的抗鏽轉化層形成劑。
[0070] 實施例3
[0071] 將40重量份的水和1. 8重量份的矽烷偶聯劑（由第一矽烷偶聯劑和第二矽烷偶聯 劑組成）在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體A，其中，第一矽烷偶聯 劑為Cl (CH2) 3Si (0CH3) 3，購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-231，第二矽烷偶聯劑 為CH2=C (CH3) COO (CH2) 3Si (0CH3) 3,購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-570,第一矽 烷偶聯劑和第二矽烷偶聯劑的重量比為1. 6 :1。
[0072] 將全部的均勻液體A和1重量份的水溶性矽酸鹽(五水偏矽酸鈉，購自青島大潤化 工有限公司）在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體B。
[0073] 將全部的均勻液體B和0. 85重量份的氧化矽填料(納米二氧化矽溶膠，購自株式 會社ADEKA，牌號為AT-30,重量以二氧化矽計)在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻， 得到均勻液體C。
[0074] 將全部的均勻液體C和2. 7重量份（以固體計）的水溶性成膜樹脂(水溶性矽丙成 膜樹脂（Silomer8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學公司， 固含量為43重量％ )))在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體D。均勻 液體D即為本實施例的抗鏽轉化層形成劑。
[0075] 實施例4
[0076] 將90重量份的水和0. 6重量份的矽烷偶聯劑（由第一矽烷偶聯劑和第二矽烷偶聯 劑組成）在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體A，其中，第一矽烷偶聯 劑為Cl (CH2) 3Si (0CH3) 3，購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-231，第二矽烷偶聯劑 為CH2=C (CH3) COO (CH2) 3Si (0CH3) 3,購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-570,第一矽 烷偶聯劑和第二矽烷偶聯劑的重量比為1. 4 :1。
[0077] 將全部的均勻液體A和1重量份的水溶性矽酸鹽(五水偏矽酸鈉，購自青島大潤化 工有限公司）在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體B。
[0078] 將全部的均勻液體B和2. 1重量份的氧化矽填料(納米二氧化矽溶膠，購自山東百 特新材料有限公司，牌號為SS-30,重量以二氧化矽計)在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合 至均勻，得到均勻液體C。
[0079] 將全部的均勻液體C和6. 5重量份（以固體計）的水溶性成膜樹脂(水溶性矽丙成 膜樹脂（Silomer8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學公司， 固含量為43重量％ )))在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體D。均勻 液體D即為本實施例的抗鏽轉化層形成劑。
[0080] 實施例5
[0081] 將15重量份的水和4. 5重量份的矽烷偶聯劑（由第一矽烷偶聯劑和第二矽烷偶聯 劑組成）在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體A，其中，第一矽烷偶聯 劑為Cl (CH2) 3Si (0CH3) 3，購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-231，第二矽烷偶聯劑 為CH2=C (CH3) COO (CH2) 3Si (0CH3) 3,購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-570,第一矽 烷偶聯劑和第二矽烷偶聯劑的重量比為1. 6 :1。
[0082] 將全部的均勻液體A和1重量份的水溶性矽酸鹽(五水偏矽酸鈉，購自青島大潤化 工有限公司）在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體B。
[0083] 將全部的均勻液體B和0. 3重量份的氧化矽填料(納米二氧化矽溶膠，購自山東百 特新材料有限公司，牌號為SS-30,重量以二氧化矽計)在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合 至均勻，得到均勻液體C。
[0084] 將全部的均勻液體C和1. 0重量份（以固體計）的水溶性成膜樹脂(水溶性矽丙成 膜樹脂（Silomer8861乳液(購自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學公司， 固含量為43重量％ )))在1500轉/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體D。均勻 液體D即為本實施例的抗鏽轉化層形成劑。
[0085] 實施例6
[0086] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，第一矽烷偶聯劑為 Cl (CH2) 3Si (0C2H5) 3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-230)。
[0087] 實施例7
[0088] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，第一矽烷偶聯劑為 Cl (CH2) 3SiCH3 (0CH3) 2 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-221 )。
[0089] 實施例8
[0090] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，第一矽烷偶聯劑為 Cl (CH2) 3SiCH3 (0C2H5) 2 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-220)。
[0091] 實施例9
[0092] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，第二矽烷偶聯劑為 CH2=C (CH3) COO (CH2) 3Si (0C2H5) 3 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-572)。
[0093] 實施例10
[0094] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，第二矽烷偶聯劑為 CH2=C (CH3) COO (CH2) 3SiCH3 (0CH3) 2 (購自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號DB-571)。
[0095] 實施例11
[0096] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，第二矽烷偶聯劑為 CH2=C (CH3) COO (CH2) 3SiCH3 (0C2H5) 2 (購自上海魯爾化工貿易有限公司，牌號Luer-1512)。
[0097] 實施例12
[0098] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，第一矽烷偶聯劑和第二 矽烷偶聯劑的重量比為1.2:1。
[0099] 實施例13
[0100] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，第一矽烷偶聯劑和第二 矽烷偶聯劑的重量比為1.8:1。
[0101] 實施例14
[0102] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，使用水溶性矽丙成膜樹 月旨(青島興國塗料公司TC-05型矽丙乳液，固含量為48重量％ )作為水溶性成膜樹脂，並且 在將水和矽烷偶聯劑混合均勻後的物料中添加潤滑助劑(二甲基矽油的水性乳液和聚醚改 性的聚矽氧烷按重量比1:1混合後得到，二甲基矽油的水性乳液購自南京華拓化工有限公 司，牌號為HTR-1，固含量為30重量％，是由25°C下的表觀粘度為25000mPa · S的二甲基矽 油乳化後得到的；聚醚改性的聚矽氧烷購自東莞宏碁紡織染整助劑廠有限公司，25°C下的 表觀粘度為3000mPa · S)並混合均勻，其中，相對於1重量份的水溶性矽酸鹽，潤滑助劑的 用量為〇. 6重量份。
[0103] 實施例15
[0104] 按照實施例14的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，不添加潤滑助劑。
[0105] 實施例16
[0106] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，使用水溶性苯丙成膜樹 脂(購自廣州市超龍化工科技有限公司，牌號為xy-l〇8b的苯丙乳液)作為水溶性成膜樹脂， 並且在將水和矽烷偶聯劑混合均勻後的物料中添加潤滑助劑(聚乙烯蠟的水性乳液和氧化 聚乙烯蠟的水性乳液按重量比1:1混合後得到，聚乙烯蠟的水性乳液購自東莞市宏廣塑膠 原料經營部，固含量為48重量％，聚乙烯蠟的熔點為110-115°C ;氧化聚乙烯蠟的水性乳液 購自北京中冠特種蠟有限公司，固含量為48重量％，氧化聚乙烯蠟的熔點為105-1KTC，酸 值為14-21mgK0H/g)並混合均勻，其中，相對於1重量份的水溶性矽酸鹽，潤滑助劑的用量 為0. 5重量份。
[0107] 實施例17
[0108] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，使用水溶性環氧成膜樹 月旨(購自東莞市黑馬化工有限公司，牌號為BH620的水性環氧樹脂乳液）作為水溶性成膜 樹脂，並且在將水和矽烷偶聯劑混合均勻後的物料中添加潤滑助劑(二甲基矽油的水性 乳液，購自廣州市斯洛柯化學有限公司，固含量為80重量％，是由25°C下的表觀粘度為 1500mPa *S的二甲基矽油乳化後得到的）並混合均勻，其中，相對於1重量份的水溶性矽酸 鹽，潤滑助劑的用量為〇. 7重量份。
[0109] 實施例18
[0110] 按照實施例1的方法製備抗鏽轉化層形成劑，不同的是，使用水溶性聚酯成膜樹 月旨(購自江蘇鹽城聚科化工有限公司，牌號為PE-10030-P的水性聚酯）作為水溶性成膜 樹脂，並且在將水和矽烷偶聯劑混合均勻後的物料中添加潤滑助劑(二甲基矽油的水性 乳液，購自廣州市斯洛柯化學有限公司，固含量為80重量％，是由25°C下的表觀粘度為 1500mPa *S的二甲基矽油乳化後得到的）並混合均勻，其中，相對於1重量份的水溶性矽酸 鹽，潤滑助劑的用量為〇. 7重量份。
[0111] 製備實施例1
[0112] 取實施例1-18和對比例1-5得到的抗鏽轉化層形成劑分別塗敷於鍍鋅鋼板(購自 攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司，型號DX54D，鍍鋅層中含鋅95重量％)的表面，90-110°C下熱 風乾燥2秒，分別得到處理後的鍍鋅鋼板。其中，塗敷量使得處理後的鍍鋅鋼板上的塗層的 厚度均為0.8微米。塗層的厚度是用XRF (螢光光譜儀）測量儀測定的數值。其中，本製備 實施例中使用的抗鏽轉化層形成劑均是製備完成（即得到均勻液體D)後儲存了 1天的抗鏽 轉化層形成劑。
[0113] 製備實施例2-4
[0114] 按照製備實施例1的方法製備處理後的鍍鋅鋼板，不同的是，使用的抗鏽轉化層 形成劑均是製備完成（即得到均勻液體D)後儲存了 60、120和180天的抗鏽轉化層形成劑。
[0115] 測試實施例1
[0116] 按GB / T101251997中規定的要求，進行中性鹽霧試驗，分別測定製備實施例1-4 的處理後的鍍鋅鋼板的耐蝕性能。按"鹽霧試驗144h，鏽蝕面積< 3%"視為合格。
[0117] 在M-2000環塊式摩擦磨損試驗儀上，按照其說明書測定製備實施例1得到的處理 後的鍍鋅鋼板的塗層的動摩擦係數。
[0118] 如上所述的測試結果如表1所示。括號內的天數表示抗鏽轉化層形成劑的儲存時 間。
[0119] 表 1
[0120]

【權利要求】
1. 一種抗鏽轉化層形成劑的製備方法，該方法包括將水、矽烷偶聯劑、水溶性矽酸 鹽、氧化矽填料和水溶性成膜樹脂依次混合均勻；所述矽烷偶聯劑包括第一矽烷偶聯 劑和第二矽烷偶聯劑，所述第一矽烷偶聯劑為Cl (CH2) 3Si (OCH3) 3、Cl (CH2) 3Si (OC2H5) 3、 Cl (CH2)3SiCH3(OCH3)2 和 Cl (CH2)3SiCH3(OC2H5) 2 中的至少一種；所述第二矽烷偶聯 齊[J 為 CH2=C (CH3) COO (CH2) 3Si (OCH3) 3、CH2=C (CH3) COO (CH2) 3Si (OC2H5) 3、CH2=C (CH3) COO (CH2) 3SiCH3 (OCH3) 2 和 CH2=C (CH3) COO (CH2) 3SiCH3 (OC2H5) 2 中的至少一種。
2. 根據權利要求1所述的製備方法，其中，相對於1重量份的所述水溶性矽酸鹽，所述 矽烷偶聯劑的用量為0. 5-4. 5重量份，所述第一矽烷偶聯劑和所述第二矽烷偶聯劑的重量 比為1. 2-1. 8 :1，所述氧化矽填料的用量為0. 25-2. 2重量份，以固體計，所述水溶性成膜樹 脂的用量為〇. 8-6. 8重量份，水的用量為10-100重量份，優選地，相對於1重量份的所述水 溶性矽酸鹽，所述矽烷偶聯劑的用量為1. 4-1. 8重量份，所述第一矽烷偶聯劑和所述第二 矽烷偶聯劑的重量比為1. 4-1. 6 :1，所述氧化矽填料的用量為0. 6-0. 85重量份，以固體計， 所述水溶性成膜樹脂的用量為2. 1-2. 7重量份，水的用量為25-40重量份。
3. 根據權利要求1或2所述的製備方法，其中，所述第一矽烷偶聯劑為 Cl(CH2)3Si(OCH3)3。
4. 根據權利要求1或2所述的製備方法，其中，所述第二矽烷偶聯劑為CH2=C(CH3) C00(CH2)3Si(0CH3)3。
5. 根據權利要求1或2所述的製備方法，其中，所述水溶性成膜樹脂為水溶性聚酯成膜 樹脂、水溶性苯丙成膜樹脂、水溶性環氧成膜樹脂、水溶性聚氨酯成膜樹脂、水溶性矽丙成 膜樹脂、水溶性丙烯酸成膜樹脂和水溶性氟碳成膜樹脂中的至少一種，其中，所述水溶性矽 丙成膜樹脂優選為Silomer8861乳液。
6. 根據權利要求1或2所述的製備方法，其中，該製備方法還包括：將水和矽烷偶聯劑 混合均勻後的物料與潤滑助劑混合均勻，所述潤滑助劑為二甲基矽油的水性乳液、聚醚改 性的聚矽氧烷、聚乙烯蠟的水性乳液和氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的一種或多種，相對於1 重量份的所述水溶性矽酸鹽，所述潤滑助劑的用量為〇. 2-1. 8重量份。
7. 權利要求1-6中任意一項所述的製備方法製備得到的抗鏽轉化層形成劑。
8. 權利要求7所述的抗鏽轉化層形成劑在製備金屬材料中的用途。
9. 一種熱鍍金屬材料，該熱鍍金屬材料包括熱鍍金屬基材和附著在該熱鍍金屬基材上 的塗層，所述熱鍍金屬基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱鍍鋁鋅鎂金屬基材 中的至少一種，其特徵在於，所述塗層為權利要求7所述的抗鏽轉化層形成劑的固化產物。
10. 根據權利要求9所述的熱鍍金屬材料，其中，所述塗層的厚度為0. 1-1微米。
【文檔編號】C09D5/08GK104059410SQ201310160577
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年5月3日 優先權日:2013年5月3日
【發明者】許哲鋒, 李紀仁, 李南, 黃平生, 李光躍 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司