矽烷處理液的製作方法
2023-12-03 17:07:46 1
專利名稱：矽烷處理液的製作方法
技術領域：
本發明涉及金屬表面處理的溶液，尤其涉及含有矽烷的處理液。
背景技術：
傳統的金屬表面的化學藥劑有磷酸鋅鹽、含高鎳的化合物、含六價鉻的化合物(主要用於鋁件轉化膜的塗層)。使用這些化合物而形成的廢水排放後，會給周邊環境造成巨大的汙染。
發明內容
本發明的目的在於提供一種環保的金屬表面處理液，以解決上述技術問題。根據本發明的一個方面，本發明提供了一種矽烷處理液，按質量份數包括:矽烷偶聯劑I 10份和水溶性樹脂I 5份。·矽烷偶聯劑的化學結構通式為[Y(CH2)m]4_nSiXn，其中，η為1、2或3，m為O 5的整數，X為可水解的基團，Y為能與樹脂起反應的有機官能團。其中，X可以是滷素(如氯)、燒氧基(如甲氧基、乙氧基)、乙酸氧基或娃氧燒基。Y可以是鏈稀基(如乙稀基)、環氧基、氨基、甲基丙烯醯氧基、巰基或脲基。在密封存放的情況下，矽烷偶聯劑本身很穩定，但將矽烷偶聯劑溶解在水中後，在水的作用下，矽烷偶聯劑就可以與水溶性樹脂發生反應。首先，矽烷偶聯劑在水的作用下水解生成矽醇，矽醇中的羥基在金屬表面形成氫鍵，再經過脫水反應後形成Si-O-Me共價鍵，從而在金屬表面形成一層保護膜。其次，矽烷偶聯劑與水溶性樹脂反應後的產物可以相互縮合或齊聚，從而形成網狀結構的保護膜覆蓋在金屬基材表面。由上述一系列反應而在金屬工件表面形成的保護膜，不僅具有一定的耐蝕性，還可以增強塗料在金屬表面的附著力。本發明的娃燒處理液,用於金屬工件的表面處理,如冷扎板件、熱扎板材、鍍鋅板件和鋁材，具有以下優點I、本發明的矽烷處理液不含重金屬和磷，處理後排放的槽液對環境汙染較小，減少了使用廠家對於廢水排放的投入，從而降低了生產成本。2、本發明的矽烷處理液，其反應溫度極低，不需加熱，為使用廠家減少熱能消耗。3、本發明的矽烷處理液適用範圍較廣，可以適用於各種不同的板材，冷扎板材、熱扎板材、鍍鋅板材和鋁材。4、使用本發明的矽烷處理液的處理時間為30 90秒，相對磷酸鋅處理(一般在2-3分鐘)而言,大大地提高了生產效率。5、使用本發明的矽烷處理液的可以簡化處理工藝，傳統磷酸鋅處理需脫脂、水洗、表調、磷化四個基本步驟，而使用本發明的矽烷處理液只需脫脂、水洗化成3個步驟。6、使用本發明的矽烷處理液後在金屬表面形成的保護膜(納米級IO-IOOnm)相對磷酸鋅(2-lOum)更薄，每公斤原液可以處理更多的工件，不僅可以有效節省成本，還可以提聞漆塗層的附著力。在一些實施方式中，上述矽烷處理液按質量份數還可以包括乙醇I 5份。此時，較佳的配比為矽烷偶聯劑2份、乙醇I份和水溶性樹脂2份。增加乙醇，可以促進矽烷偶聯劑進行水解，由此，可以使得矽烷偶聯劑的水解速度更加快，水解更加完全。在一些實施方式中，上述矽烷處理液按質量份數還可以包括納米二氧化矽I 10份。此時，較佳的配比為矽烷偶聯劑I 10份、乙醇I 3份、納米二氧化矽I 5份和水溶性樹脂2 5份。使用時，需要先將納米二氧化矽分散到水中，形成納米二氧化矽-水乳液，再添加到矽烷處理液中。增加納米二氧化矽可以提高矽烷偶聯劑形成保護膜的硬度，由此，可以使得金屬表面處理的效果更佳。在一些實施方式中，水溶性樹脂可以為丙烯酸樹脂。矽烷偶聯劑可以是氨丙基三乙氧基矽烷、縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷、雙(三乙氧基矽)乙烷、雙(r-(三乙氧基矽)丙基)四硫化物、雙(三甲氧基矽丙基)胺、縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷和乙烯基三乙氧基矽烷中的一種或兩種。上述為使用效果較佳的矽烷偶聯劑，可以使得金屬表面處理的效果更佳。使用本發明的矽烷處理液時，先將矽烷偶聯劑溶於一定濃度的乙醇-水(也可單獨使用水，不加乙醇)溶液中，使矽烷偶聯劑發生水解，然後再按比例加入其他物質，即可直接使用。處理金屬工件時，先用鹼性清洗液洗去殘留在金屬工件表面的油脂，再用水洗去殘留在金屬工件表面的鹼溶液，然後，將金屬工件浸入上述配製好的娃燒處理液中一定時間後，取出工件，用水衝洗，完成金屬工件的表面處理。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明作進一步詳細的說明。 表I中列出了本發明若干實施例的矽烷處理液的組分及相應配比。
權利要求
1.矽烷處理液，按質量份數包括矽烷偶聯劑I 10份和水溶性樹脂I 5份。
2.根據權利要求I所述的矽烷處理液，其特徵在於，按質量份數還包括乙醇I 5份。
3.根據權利要求2所述的矽烷處理液，其特徵在於，按質量份數包括矽烷偶聯劑2份、乙醇I份和水溶性樹脂2份。
4.根據權利要求2所述的矽烷處理液，其特徵在於，按質量份數還包括納米二氧化矽I 10份。
5.根據權利要求4所述的矽烷處理液，其特徵在於，按質量份數包括矽烷偶聯劑3 5份、乙醇I 3份、納米二氧化矽I 5份和水溶性樹脂2 5份。
6.根據權利要求I 5中任一項所述的矽烷處理液，其特徵在於，所述的矽烷偶聯劑的化學結構通式為[Y(CH2)m]4_nSiXn，其中，η為1、2或3，m為O 5的整數，X為可水解的基團，Y為能與樹脂起反應的有機官能團。
7.根據權利要求6所述的矽烷處理液，其特徵在於，所述的水溶性樹脂為丙烯酸樹脂。
8.根據權利要求7所述的矽烷處理液，其特徵在於，所述的X是滷素、烷氧基、乙醯氧基或娃氧燒基，所述的Y是鏈稀基、環氧基、氣基、甲基丙稀酸氧基、疏基或服基。
9.根據權利要求8所述的矽烷處理液，其特徵在於，所述的矽烷偶聯劑是氨丙基三乙氧基矽烷、縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷、雙(三乙氧基矽)乙烷、雙(r-(三乙氧基矽)丙基)四硫化物、雙(三甲氧基矽丙基)胺、縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷和乙烯基三乙氧基矽烷中的一種或兩種。
全文摘要
本發明公開了一種矽烷處理液，按質量份數包括矽烷偶聯劑1～10份和水溶性樹脂1～5份。首先，矽烷偶聯劑可以水解後生成矽醇，矽醇中的羥基又在金屬表面形成氫鍵，再經過脫水反應後形成Si-O-Me共價鍵，從而在金屬表面形成一層保護膜。其次，矽烷偶聯劑水解的產物矽醇可以相互縮合或齊聚，從而形成網狀結構的保護膜覆蓋在金屬基材表面。使用本發明的矽烷處理液後在金屬表面形成的保護膜(納米級10-100nm)相對磷酸鋅(2-10μm)更薄，每公斤原液可以處理更多的工件，不僅可以有效節省成本，還可以提高漆塗層的附著力。
文檔編號C09D133/00GK102911578SQ20121045449
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者丁曉莉, 李衛民 申請人:廣州立銘環保科技有限公司