一種含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑及其製備方法
2023-05-12 19:16:06 2
專利名稱：一種含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及金屬表面處理劑技術，具體涉及一種含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑及其製備方法。
背景技術：
金屬材料的腐蝕每時每刻都在我們周圍發生。據統計每年約有10%的金屬材料為腐蝕而無法回收，這不僅造成金屬資源的巨大浪費，還對正常生產和人身安全帶來嚴重威脅，對金屬材料進行表面處理是一種常用的防腐蝕方法，目前用於金屬塗裝前處理主要方法是磷化法。但傳統的的金屬表面處理方法存在著因含有有毒有害物質而對環境有汙染等問題，已不適應於人類社會越來越高的環境要求。
金屬材料經磷化後，可以增強金屬基體與塗料之間的附著力，提高耐腐蝕性能。磷化處理固然有諸多優點，但也存在很多其自身無法克服的弊端磷化處理液中都含有磷酸鹽及重金屬等有害物質，並且在處理過程中都或多或少會產 生沉渣及有害氣體，影響生產的正常進行，排放的廢水COD及重金屬如不進環保處理就會危害環境；另外，磷化處理大部分需在加溫的條件下進行，能耗較大，工藝複雜，操作也不方便。隨著社會的發展與進步，人們對金屬塗裝預處理產品的要求也愈來愈高，不僅希望它自身性能優良，更希望它能滿足日益增長的環保需要、人體健康要求及資源節約要求。傳統磷化處理的這些弊端就嚴重製約著它的進一步發展與應用。所以，人們望能開發出一種全新的處理工藝，它能保持傳統磷化處理工藝優點的同時，又能做到工藝簡單、綠色環保，綜合成本低。
矽烷化處理與傳統磷化相比具有以下多個優點無有害重金屬離子，不含磷，無需加溫。矽烷處理過程不產生沉渣，處理時間短，控制簡便。處理步驟少，可省去表調工序，槽液可重複使用。有效提高油漆對基材的附著力。可共線處理鐵板、鍍鋅板、鋁板等多種基材。 但就目前的國內技術來說，不是十分成熟，尤其是矽烷和助劑的選型上，還有很多不足處。
金屬表面矽烷化處理具有廣闊的應用前景，但現有技術所成的矽烷膜存在抗腐蝕性能不強、成膜不均勻、不具備「自修復」性能或者「自修復」性能差等缺陷，限制了其發展。發明內容
本發明公開了一種含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑及其製備方法。
本發明採用的技術方案如下
一種含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑，其特徵在於，由下列重量份的原料組分製成去離子水100、改性偶聯劑10-15、丙醇10-15、矽烷偶聯劑791 30-40、矽烷偶聯劑KH-570 20-30、全氟辛基磺酸鈉O. 001-0. 003、樹木灰燼O. 3-0. 5、聚醋酸乙烯乳液4-6、尿素2-3、苯乙基酚聚氧乙烯醚O. 4-1. O、辛基酚聚氧乙烯醚O. 2-0. 8、硝酸鑭 O. 005-0. 01、植酸 O. 1-0.3。
所述的一種含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑，其特徵在於， 由下列重量份的原料組分製成去離子水100、改性偶聯劑13、丙醇14、矽烷偶聯劑KH-570 25、矽烷偶聯劑791 35、過氧化二異丙苯1. 5、全氟辛酸鈉O. 0022、樹木灰燼O. 3、聚醋酸乙烯乳液4、尿素2、苯乙基酚聚氧乙烯醚O. 6、辛基酚聚氧乙烯醚O. 5、硝酸鑭O. 007、植酸 O. 25。
所述的含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟
(I)改性偶聯劑製備
將水溶性納米級矽溶膠加入4-5%納米鋅粉、3-5%氧化鐵、4-6%2-氨乙基十七烯基咪唑啉，混合加熱至100-110°C，20-30分鐘後冷卻即可；
(2)在攪拌釜中按配方比例量先加入矽烷偶聯劑KH-570，然後加入過氧化二異丙苯，以200-300rpm的速度攪拌3-4分鐘後，再加入矽烷偶聯劑791，以300_400rpm的速度攪拌3-5分鐘後，將全氟辛酸鈉和樹木灰燼加入其中，在室溫下和惰性氣體保護的條件下， 再以350-450rpm的速度攪拌30-40分鐘，得到復配矽烷偶聯劑A ；
(3)按配方比例將去離子水注入攪拌釜中，攪拌狀態下將步驟(I)製得的改性偶聯劑加入釜中，攪拌1-2分鐘後，再加入丙醇，繼續攪拌2-3分鐘後，再加入聚醋酸乙烯乳液 ，攪拌5-6分鐘，得到混合溶液B，攪拌速度為2000 2500rpm ；
(4)將A和B混合，再依次加入尿素、苯乙基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、植酸，攪拌狀態下，於60-70°C條件下恆溫反應，得到混合溶液C ；
(5)最後加入硝酸鑭，攪拌10-15分鐘後，過濾得到最終產品。
使用溫度常溫，處理時間3 5分鐘(槽浸)I 3分鐘(噴淋)
工作液pH值4· 5-5. 5使用濃度4_5%
本發明的有益效果
本發明通過偶聯劑的改性和復配，克服了現有技術中矽烷膜存在抗腐蝕性能不強、成膜不均勻的缺點，本發明通過調節配方材料，改進位備工藝，所得到的改性矽烷化表面前處理劑，具有無毒、環保的特點，在金屬表面所形成的矽烷膜抗腐蝕性能強、膜緻密均勻，附著力強，無掛灰現象產生，廣泛用於各種金屬表面的噴粉噴塗漆的前處理。
具體實施方式
實施例1
按以下重量稱取原料(kg):去離子水100、改性偶聯劑13、丙醇14、矽烷偶聯劑 KH-570 25、矽烷偶聯劑791 35、過氧化二異丙苯1. 5、全氟辛酸鈉O. 0022、樹木灰燼 O. 3、聚醋酸乙烯乳液4、尿素2、苯乙基酚聚氧乙烯醚O. 6、辛基酚聚氧乙烯醚O. 5、硝酸鑭 O. 007、植酸 O. 25，
製備方法
(I)改性偶聯劑製備
將水溶性納米級矽溶膠加入5%納米鋅粉、4%氧化鐵、5% 2-氨乙基十七烯基咪唑啉，混合加熱至105°C，20-30分鐘後冷卻即可；
(2)在攪拌釜中按配方比例量先加入矽烷偶聯劑KH-570，然後加入過氧化二異丙苯，以200-300rpm的速度攪拌3-4分鐘後，再加入矽烷偶聯劑791，以300_400rpm的速度攪拌3-5分鐘後，將全氟辛酸鈉和樹木灰燼加入其中，在室溫下和惰性氣體保護的條件下， 再以350-450rpm的速度攪拌30-40分鐘，得到復配矽烷偶聯劑A ；
(3)按配方比例將去離子水注入攪拌釜中，攪拌狀態下將步驟(I)製得的改性偶聯劑加入釜中,攪拌1-2分鐘後,再加入丙醇,繼續攪拌2-3分鐘後，再加入聚醋酸乙烯乳液，攪拌5-6分鐘，得到混合溶液B，攪拌速度為2000 2500rpm ；
(4)將A和B混合，再依次加入尿素、苯乙基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、植酸，攪拌狀態下，於65°C條件下恆溫反應，得到混合溶液C ；
(5)最後加入硝酸鑭，攪拌10-15分鐘後，過濾得到最終產品。
本發明的改性娃燒化表面前處理劑與現有技術生產的娃燒化表面前處理劑的各項性能指標對比如下表
權利要求
1.一種含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑，其特徵在於，由下列重量份的原料組分製成去離子水100、改性偶聯劑10-15、丙醇10-14、矽烷偶聯劑79130-40、矽烷偶聯劑KH-570 20-30、全氟辛基磺酸鈉O. 001-0. 003、樹木灰燼O. 3-0. 5、聚醋酸乙烯乳液4-6、尿素2-3、苯乙基酚聚氧乙烯醚O. 4-1. O、辛基酚聚氧乙烯醚O. 2-0. 8、硝酸鑭 O. 005-0. 01、植酸 O. 1-0.3。
2.根據權利要求1所述的一種含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑，其特徵在於，由下列重量份的原料組分製成去離子水100、改性偶聯劑13、丙醇14、矽烷偶聯劑KH-570 25、矽烷偶聯劑791 35、過氧化二異丙苯1. 5、全氟辛酸鈉O. 0022、樹木灰燼O. 3、聚醋酸乙烯乳液4、尿素2、苯乙基酚聚氧乙烯醚O. 6、辛基酚聚氧乙烯醚O. 5、硝酸鑭 O. 007、植酸 O. 25。
3.如權利要求1或2所述的含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)改性偶聯劑製備將水溶性納米級矽溶膠加入4-5%納米鋅粉、3-5%氧化鐵、4-6%2_氨乙基十七烯基咪唑啉，混合加熱至100-110°C，20-30分鐘後冷卻即可；(2)在攪拌釜中按配方比例量先加入矽烷偶聯劑KH-570，然後加入過氧化二異丙苯，以200-300rpm的速度攪拌3_4分鐘後，再加入矽烷偶聯劑791，以300_400rpm的速度攪拌3-5分鐘後，將全氟辛酸鈉和樹木灰燼加入其中，在室溫下和惰性氣體保護的條件下，再以350-450rpm的速度攪拌30-40分鐘，得到復配矽烷偶聯劑A ；(3)按配方比例將去離子水注入攪拌釜中，攪拌狀態下將步驟(I)製得的改性偶聯劑加入釜中,攪拌1-2分鐘後,再加入丙醇,繼續攪拌2-3分鐘後，再加入聚醋酸乙烯乳液，攪拌5-6分鐘，得到混合溶液B，攪拌速度為2000 2500rpm ；(4)將A和B混合，再依次加入尿素、苯乙基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、植酸，攪拌狀態下，於60-70°C條件下恆溫反應，得到混合溶液C ；(5)最後加入硝酸鑭，攪拌10-15分鐘後，過濾得到最終產品。
全文摘要
本發明公開了一種含辛基酚聚氧乙烯醚的改性矽烷化金屬表面前處理劑，由下列重量份的原料組分製成去離子水100、改性偶聯劑10-15、丙醇10-15、矽烷偶聯劑79130-40、矽烷偶聯劑KH-57020-30、全氟辛基磺酸鈉0.001-0.003、樹木灰燼0.3-0.5、聚醋酸乙烯乳液4-6、尿素2-3、苯乙基酚聚氧乙烯醚0.4-1.0、辛基酚聚氧乙烯醚0.2-0.8、硝酸鑭0.005-0.01、植酸0.1-0.3。採用偶聯劑改性、復配、添加助劑分布混合反應得到最終產品。本發明的改性矽烷化表面前處理劑具有無毒環保、使用方便、矽烷膜緻密均勻、附著力強、耐腐蝕性能好的特點。
文檔編號C09D183/10GK102993943SQ20121051067
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者張德華, 楊家坤, 王愛偉 申請人:安徽省宿州市龍華機械製造有限公司