CN103254783B - 一种水性表面处理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性表面处理剂，它是由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份（克）为：氨基丙基三乙氧基硅烷30-40、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷10-20、氟锆酸铵1-2、羟乙基纤维素2-4、单氟磷酸钠2-3、1,4-环己烷二甲醇6-8、成膜助剂2-4、剩余的为水；本发明生产的水性表面处理剂处理过程不产生沉渣，处理时间段，控制简便，无有害重金属离子，安全环保，与金属表面形成的硅烷涂层具有优异的耐腐蚀性能，延长了金属的使用寿命。

Description

一种水性表面处理剂及其制备方法

技术领域

本发明主要涉及一种处理剂，尤其涉及一种水性表面处理剂。

背景技术

随着金属表面处理工艺的成熟，传统的磷酸盐转化和铬酸盐钝化表面处理技术因为污染环境、容易对人体造成危害等因素而逐渐被环保节能的硅烷化处理技术替代，但是现在的硅烷化处理大多只是单纯的依靠硅烷的成膜性能，使得硅烷溶液处理过的金属工件表面形成的膜层，密度不均匀、有空洞、裂陷、与金属体的附着力不强。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种水性表面处理剂及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种水性表面处理剂，它是由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份（克）为：

氨基丙基三乙氧基硅烷30-40、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷10-20、氟锆酸铵1-2、羟乙基纤维素2-4、单氟磷酸钠2-3、1,4-环己烷二甲醇6-8、成膜助剂2-4、剩余的为水；

所述的成膜助剂是由下述重量份的原料组成：

1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷4-6、二乙二醇单丁醚3-5、丙烯酸4-6、偏硅酸钠1-2、明矾1-2、水15-20；

将上述1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷加入到水中，搅拌后加热至70-80℃，加入丙烯酸、偏硅酸钠，搅拌反应30-40分钟，升高温度至于90-100℃，加入二乙二醇单丁醚、明矾，搅拌反应10-20分钟，保温静置1-2小时，得所述成膜助剂。

所述的水性表面处理剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将上述氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合溶于水中，加入单氟磷酸钠，充分搅拌；

（2）将上述羟乙基纤维素和氟锆酸铵混合加入到水中，加热到50-60℃，搅拌溶解后冷却至常温，充分搅拌；

（3）将上述处理后的原料混合，加入醋酸或者醋酸钠，调节PH为4-5，最后加入成膜助剂，充分搅拌后即得所述水性表面处理剂。

本发明的优点是：

本发明生产的耐酸的金属表面硅烷处理剂处理过程不产生沉渣，处理时间短，控制简便，无有害重金属离子，安全环保，与金属表面形成的硅烷涂层具有优异的耐腐蚀性、耐酸性、耐碱性、耐油性、抗剥离性、高粘合性能，延长了金属的使用寿命，通过几种硅烷配合，增强了该处理剂的稳定性和高效粘合性，其均匀的分布在金属表面，使得金属具有高的致密性及抗离子的渗透性，加入的成膜助剂增加了硅烷吸附膜的致密度，改善了成膜质量，使得膜层具有附着力强，无空洞、裂陷，致密均匀等优点。

具体实施方式

实施例1

一种水性表面处理剂，它是由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份（克）为：

氨基丙基三乙氧基硅烷40、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷20、氟锆酸铵2、羟乙基纤维素4、单氟磷酸钠3、1,4-环己烷二甲8、成膜助剂4、剩余的为水；

所述的改性纳米二氧化硅分散液是由下述重量份的原料组成的：

纳米二氧化硅40、聚乙烯醇10、乙醇20、松香4、苯并三唑3、过氧化二叔丁基2、烷基酚聚氧乙烯醚0.8、乙酸乙酯2、1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷2；

所述的成膜助剂是由下述重量份的原料组成：

1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷6、二乙二醇单丁醚5、丙烯酸6、偏硅酸钠2、明矾2、水20；

将上述1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷加入到水中，搅拌后加热至80℃，加入丙烯酸、偏硅酸钠，搅拌反应40分钟，升高温度至于100℃，加入二乙二醇单丁醚、明矾，搅拌反应20分钟，保温静置2小时，得所述成膜助剂。

一种水性表面处理剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将上述氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合溶于水中，加入单氟磷酸钠，充分搅拌；

（2）将上述羟乙基纤维素和氟锆酸铵混合加入到水中，加热到60℃，搅拌溶解后冷却至常温，充分搅拌；

（3）将上述处理后的原料混合，加入醋酸或者醋酸钠，调节PH为5，最后加入成膜助剂，充分搅拌后即得所述水性表面处理剂。

性能测试：

耐盐雾实验:

用本发明的水性表面处理剂处理实验钢板，进行盐雾实验80小时，漆膜表面无变化，盐雾实验140小时，钢板表面腐蚀面积为0.2%

弯曲粘性：

用本发明的水性表面处理剂处理实验钢板，将钢板对折弯曲50度，用粘性胶带剥离弯曲部分3次，在X20放大镜下检测剥离程度，结果无裂纹，保持弯曲条件下，用80-90℃的蒸汽蒸20-30℃，再次用粘性胶带剥离弯曲部分3次，在X20放大镜下检测剥离程度，结果仍无裂纹；

耐酸性：

用本发明的水性表面处理剂处理实验钢板，用温度为25℃的0.05mol/l硫酸进行喷淋实验，实验时间20小时，用清水洗净，在室内放置2小时，漆膜表面无变化，无起泡、无脱落、无破损；

耐碱性：

用本发明的水性表面处理剂处理实验钢板，用温度为25℃的0.1mol/l的氢氧化钠进行喷淋实验，实验时间20小时，用清水洗净，在室内放置2小时，漆膜表面无变化，无起泡、无脱落、无破损；

耐剥离性：

用本发明的水性表面处理剂处理实验钢板，在钢板涂面上涂上一层2-3mm的浆糊，放到温度为50℃，相对湿度96%的密封箱中，实验时间20小时，取出后用清水洗净，漆膜表面无起泡、无脱落、无破损。

耐油性：

用本发明的水性表面处理剂处理实验钢板，垂直浸入装有薄荷油的玻璃容器中，保持挥发油的温度为25℃，取出后在室内放置2小时，漆膜无皱纹、无鼓起、无破损、无脱落。

Claims (2)

1.一种水性表面处理剂，其特征在于它是由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份为：

氨基丙基三乙氧基硅烷30-40、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷10-20、氟锆酸铵1-2、羟乙基纤维素2-4、单氟磷酸钠2-3、1,4-环己烷二甲醇6-8、成膜助剂2-4、剩余的为水；

所述的成膜助剂是由下述重量份的原料组成：

1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷4-6、二乙二醇单丁醚3-5、丙烯酸4-6、偏硅酸钠1-2、明矾1-2、水15-20；

将上述1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷加入到水中，搅拌后加热至70-80℃，加入丙烯酸、偏硅酸钠，搅拌反应30-40分钟，升高温度至90-100℃，加入二乙二醇单丁醚、明矾，搅拌反应10-20分钟，保温静置1-2小时，得所述成膜助剂。

2.一种如权利要求1所述的水性表面处理剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将上述氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合溶于水中，加入单氟磷酸钠，充分搅拌；

（2）将上述羟乙基纤维素和氟锆酸铵混合加入到水中，加热到50-60℃，搅拌溶解后冷却至常温，充分搅拌；

（3）将上述处理后的原料混合，加入醋酸或者醋酸钠，调节pH为4-5，最后加入成膜助剂，充分搅拌后即得所述水性表面处理剂。