CN104987802A - 一种防锈金属表面处理剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防锈金属表面处理剂,本发明的丙烯酸酯胶液粒子表面含有大量的羧基,将苯胺加入到丙烯酸酯胶液中,苯胺单体首先扩散到胶束内部,然后与羧基发生掺杂,随后在氧化剂的作用下,苯胺在乳胶粒子表面发生聚合反应,增大了聚苯胺涂层对水的接触角,提高了附着力和耐水性,该涂层可以通过电子转移作用和氧化还原作用,使金属表面钝化产生保护作用,而经硅烷化改性的氟钛酸,引入的无机组分Ti4+在加热固化过程中形成TiO2颗粒,均匀地填充在硅烷膜的空隙中,使整个膜层更加均匀致密,能有效抑制膜层表面的微电化学反应,从而耐腐蚀性能得到很大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理剂,尤其涉及一种防锈金属表面处理剂及其制备方法。
背景技术
聚苯胺是一类导电高分子材料,性能稳定,环境友好,且氧化还原电位远高于金属,其涂层在酸性或中性介质中可以通过电子转移作用和氧化还原作用,使金属表面钝化产生保护作用,是金属防腐蚀的良好材料,但是,聚苯胺分子链刚性强,不溶不熔,难以加工,通常要与其他成膜物质复合使用。丙烯酸酯树脂是常用的成膜物质,具有良好的成膜性和附着力。
目前,聚苯胺与丙烯酸酯树脂复合制膜的方式有3 种:聚苯胺涂层上涂覆丙烯酸酯面漆形成复合涂层,2种涂层各自发挥作用; 聚苯胺粉末作为填料直接分散在丙烯酸树脂中制备涂层;两者共溶于同一溶剂中再在金属上涂刷成膜。采用乳液互穿网络聚合法制备聚苯胺-丙烯酸树脂防腐蚀涂料,其涂层具有良好的防腐蚀性能。利用丙烯酸酯聚合物链上的羧基对苯胺的掺杂作用,采用原位聚合法合成了丙烯酸酯-苯胺共聚物; 但研究主要针对苯胺含量对共聚物介电性能的影响,没有讨论共聚物的防腐蚀性能。目前,关于丙烯酸酯与苯胺共聚制备防腐蚀材料的报道还很少。
发明内容
本发明提供了一种防锈金属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:
一种防锈金属表面处理剂,它是由下述重量份的原料组成的:
硅酸钠3-4、8-羟基喹啉0.7-1、硼酸钠1-2、六甲基磷酰胺0.6-1、乌洛托品1-1.4、烯基丁二酸酯3-5、sp-80 1.8-2、苯胺0.5-0.6、过硫酸钾0.38-0.4、丙烯酸丁酯40-50、碳酸氢钠0.16-0.2、双( γ-三乙氧基硅基丙基) 四硫化物20-30、70-75%的乙醇100-110、30%过氧化氢0.2-0.3、去离子水100-120、氟钛酸4-6。
一种防锈金属表面处理剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)取上述过硫酸钾重量的40-50%、sp-80重量的80-90%,与碳酸氢钠混合,加入去离子水重量的60-70%,搅拌均匀,得引发剂乳液;
(2)取上述引发剂乳液重量的45-50%,升高温度为80-86℃,滴加剩余的引发剂乳液与丙烯酸丁酯的混合液,滴加完毕后保温反应1-2小时,得丙烯酸酯胶液;
(3)取剩余去离子重量的30-40%,加入过硫酸钾,搅拌均匀,得引发剂溶液;
(4)将8-羟基喹啉、乌洛托品混合,加入烯基丁二酸酯,送入反应釜中,50-60℃下保温搅拌30-40分钟,出料冷却,得防锈酯;
(5)取上述70-75%的乙醇的70-80%,加入双( γ-三乙氧基硅基丙基) 四硫化物,调节PH为3-4,加入氟钛酸、30%过氧化氢,搅拌反应6-7小时,得氟化硅烷;
(6)将上述六甲基磷酰胺加入到剩余的乙醇中,搅拌均匀后加入硅酸钠、硼酸钠,在80-85℃下保温搅拌20-30分钟,得无机防锈液;
(7)在剩余的去离子水中加入剩余的sp-80,搅拌均匀后加入无机防锈液、防锈酯,送入乳化机中,800-1000转/分搅拌分散7-10分钟,得乳化防锈剂;
(8)将苯胺与上述丙烯酸酯胶液混合,搅拌均匀,滴加引发剂溶液,滴加完毕后在10-15℃下反应8-10小时,送入65-70℃的水浴中,加入氟化硅烷,保温搅拌反应1-2小时,得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液;
(9)将上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液与乳化防锈剂混合,300-400转/分搅拌10-20分钟,加入剩余各原料混合,800-1000转/分搅拌40-50分钟,得所述防锈金属表面处理剂。
本发明的优点是:
本发明的丙烯酸酯胶液粒子表面含有大量的羧基,将苯胺加入到丙烯酸酯胶液中,苯胺单体首先扩散到胶束内部,然后与羧基发生掺杂,随后在氧化剂的作用下,苯胺在乳胶粒子表面发生聚合反应,增大了聚苯胺涂层对水的接触角,提高了附着力和耐水性,该涂层可以通过电子转移作用和氧化还原作用,使金属表面钝化产生保护作用,加入的丙二醇苯醚可以增强涂层的稳定性和成膜性,有效的抑制了腐蚀介质浸入后腐蚀的过程;
而经硅烷化改性的氟钛酸,引入的无机组分Ti4 + 在加热固化过程中形成TiO2颗粒,均匀地填充在硅烷膜的空隙中,使整个膜层更加均匀致密,能有效抑制膜层表面的微电化学反应,从而耐腐蚀性能得到很大提高;
本发明将氟钛酸改性后硅烷钝化膜与丙烯酸-苯胺共聚膜复合,使得膜层更加致密、稳定,对腐蚀介质的阻抗能力更强,耐腐蚀性能更加优良;
本发明加入的硅酸钠、烯基丁二酸酯等具有很好的防锈效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述:
实施例1:
一种防锈金属表面处理剂,其特征在于它是由下述重量份的原料组成的:
硅酸钠3、8-羟基喹啉0.7-1、硼酸钠2、六甲基磷酰胺0.6、乌洛托品1.4、烯基丁二酸酯5、sp-80 1.8-2、苯胺0.6、过硫酸钾0.38、丙烯酸丁酯50、碳酸氢钠0.16、双( γ-三乙氧基硅基丙基) 四硫化物30、75%的乙醇110、30%过氧化氢0.3、去离子水120、氟钛酸6。
一种防锈金属表面处理剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)取上述过硫酸钾重量的40%、sp-80重量的90%,与碳酸氢钠混合,加入去离子水重量的70%,搅拌均匀,得引发剂乳液;
(2)取上述引发剂乳液重量的50%,升高温度为86℃,滴加剩余的引发剂乳液与丙烯酸丁酯的混合液,滴加完毕后保温反应1小时,得丙烯酸酯胶液;
(3)取剩余去离子重量的40%,加入过硫酸钾,搅拌均匀,得引发剂溶液;
(4)将8-羟基喹啉、乌洛托品混合,加入烯基丁二酸酯,送入反应釜中,60℃下保温搅拌30分钟,出料冷却,得防锈酯;
(5)取上述75%的乙醇的80%,加入双( γ-三乙氧基硅基丙基) 四硫化物,调节PH为4,加入氟钛酸、30%过氧化氢,搅拌反应6小时,得氟化硅烷;
(6)将上述六甲基磷酰胺加入到剩余的乙醇中,搅拌均匀后加入硅酸钠、硼酸钠,在80-85℃下保温搅拌20分钟,得无机防锈液;
(7)在剩余的去离子水中加入剩余的sp-80,搅拌均匀后加入无机防锈液、防锈酯,送入乳化机中,1000转/分搅拌分散10分钟,得乳化防锈剂;
(8)将苯胺与上述丙烯酸酯胶液混合,搅拌均匀,滴加引发剂溶液,滴加完毕后在15℃下反应10小时,送入70℃的水浴中,加入氟化硅烷,保温搅拌反应2小时,得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液;
(9)将上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液与乳化防锈剂混合,300转/分搅拌10分钟,加入剩余各原料混合,1000转/分搅拌50分钟,得所述防锈金属表面处理剂。
使用方法:将金属板材表面清洗干净,将本发明的表面处理剂均匀的滴在金属板材表面,先在120℃下烘烤30-40s,自然干燥成膜,再在80℃下烘干处理15-20分钟。
性能测试:
吸水率:按照上述方法将本发明的表面处理剂涂覆于尺寸为5cm×6cm的钢板表面,在25 ℃的去离子水中浸泡48 h,测得吸水率为15.6%;
附着力:1级;
耐腐蚀性:中性盐雾试验72小时,被腐蚀面积1.7%;
硬度:3H。
Claims (2)
1.一种防锈金属表面处理剂,其特征在于它是由下述重量份的原料组成的:
硅酸钠3-4、8-羟基喹啉0.7-1、硼酸钠1-2、六甲基磷酰胺0.6-1、乌洛托品1-1.4、烯基丁二酸酯3-5、sp-80 1.8-2、苯胺0.5-0.6、过硫酸钾0.38-0.4、丙烯酸丁酯40-50、碳酸氢钠0.16-0.2、双( γ-三乙氧基硅基丙基) 四硫化物20-30、70-75%的乙醇100-110、30%过氧化氢0.2-0.3、去离子水100-120、氟钛酸4-6。
2.一种如权利要求1所述的防锈金属表面处理剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)取上述过硫酸钾重量的40-50%、sp-80重量的80-90%,与碳酸氢钠混合,加入去离子水重量的60-70%,搅拌均匀,得引发剂乳液;
(2)取上述引发剂乳液重量的45-50%,升高温度为80-86℃,滴加剩余的引发剂乳液与丙烯酸丁酯的混合液,滴加完毕后保温反应1-2小时,得丙烯酸酯胶液;
(3)取剩余去离子重量的30-40%,加入过硫酸钾,搅拌均匀,得引发剂溶液;
(4)将8-羟基喹啉、乌洛托品混合,加入烯基丁二酸酯,送入反应釜中,50-60℃下保温搅拌30-40分钟,出料冷却,得防锈酯;
(5)取上述70-75%的乙醇的70-80%,加入双( γ-三乙氧基硅基丙基) 四硫化物,调节PH为3-4,加入氟钛酸、30%过氧化氢,搅拌反应6-7小时,得氟化硅烷;
(6)将上述六甲基磷酰胺加入到剩余的乙醇中,搅拌均匀后加入硅酸钠、硼酸钠,在80-85℃下保温搅拌20-30分钟,得无机防锈液;
(7)在剩余的去离子水中加入剩余的sp-80,搅拌均匀后加入无机防锈液、防锈酯,送入乳化机中,800-1000转/分搅拌分散7-10分钟,得乳化防锈剂;
(8)将苯胺与上述丙烯酸酯胶液混合,搅拌均匀,滴加引发剂溶液,滴加完毕后在10-15℃下反应8-10小时,送入65-70℃的水浴中,加入氟化硅烷,保温搅拌反应1-2小时,得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液;
(9)将上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液与乳化防锈剂混合,300-400转/分搅拌10-20分钟,加入剩余各原料混合,800-1000转/分搅拌40-50分钟,得所述防锈金属表面处理剂。
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