CN106148930A - 一种纳米硅陶复合处理液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米硅陶复合处理液及其制备方法，纳米硅陶复合处理液按照重量份的原料包括Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷、氟锆酸盐、95％工业乙醇和去离子水。述纳米硅陶复合处理液的制备方法，具体步骤包括取料、制备硅烷偶联剂溶液、调整硅烷偶联剂溶液的pH值、制备氧化锆溶胶和制备纳米硅陶复合处理液。本发明工艺简单、环境友好，不含重金属、磷和亚硝酸钠，适用性优良，是有机环保产品，适合于浸渍和喷淋等处理方法的无磷皮膜金属处理，能在金属表面形成无色的纳米级硅烷复合保护膜，能提高涂膜附着力，是优秀的涂装前处理剂。

Description

一种纳米硅陶复合处理液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属处理剂，具体是一种纳米硅陶复合处理液及其制备方法。

背景技术

磷化是常用的金属表面处理技术，原理上属于化学转化膜处理。磷化工艺的早期应用是防锈，钢铁经磷化处理表面形成一层磷化膜，起到防锈、润滑等作用，广泛用于工序间、运输、包装贮存及使用过程中的防锈。磷化主要有铁系磷化、锌系磷化、锰系磷化等种类。金属涂装前进行磷化处理，能提高漆膜与基体金属的附着力，提高整个涂层系统的防腐蚀能力，因此磷化广泛用于金属涂装的表面预处理。

然而传统的传统磷化产品废水废渣排放量巨大，解决污染问题已迫在眉睫，代替磷化的纯硅烷产品耐蚀性不够，稳定性不好，换槽频繁，且现在市陶化产品附着力均不太好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、环境友好的纳米硅陶复合处理液及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种纳米硅陶复合处理液，按照重量份的原料包括：Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷5-8份、氟锆酸盐5-8份、乙醇80-90份、去离子水30-40份。

作为本发明进一步的方案：所述纳米硅陶复合处理液，按照重量份的原料包括：Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷6份、氟锆酸盐6份、乙醇85份、去离子水35份。

作为本发明再进一步的方案：所述乙醇为95％工业乙醇。

所述纳米硅陶复合处理液的制备方法，具体步骤如下：

(1)取料：按照重量份称取各原料；

(2)制备硅烷偶联剂溶液：将乙醇和30-32份的去离子水混合得到乙醇溶液，再将Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷加入乙醇溶液中水解55-65min至混合液清澈透明得到硅烷偶联剂溶液；

(3)调整硅烷偶联剂溶液的pH值：向硅烷偶联剂溶液中加入醋酸直到pH调整为4-6；

(4)制备氧化锆溶胶：将氟锆酸盐倒入反应釜，加入剩余的去离子水，升温至38-42℃，再加入氨水将溶液的pH值调整至1.8-2.2，反应25-35min；

(5)制备纳米硅陶复合处理液：将步骤(3)得到的溶液加入至反应釜中，搅拌8-12min后测定pH值，将pH值调整为2.4-2.6即得到纳米硅陶复合处理液成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明工艺简单、环境友好，不含重金属、磷和亚硝酸钠，适用性优良，是有机环保产品，适合于浸渍和喷淋等处理方法的无磷皮膜金属处理，能在金属表面形成无色的纳米级硅烷复合保护膜，能提高涂膜附着力，是优秀的涂装前处理剂。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

本发明实施例中，一种纳米硅陶复合处理液，按照重量份的原料包括：Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷5份、氟锆酸盐5份、乙醇80份、去离子水30份。

所述纳米硅陶复合处理液的制备方法，具体步骤如下：

(1)取料：按照重量份称取各原料；

(2)制备硅烷偶联剂溶液：将乙醇和30份的去离子水混合得到乙醇溶液，再将Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷加入乙醇溶液中水解55min至混合液清澈透明得到硅烷偶联剂溶液；

(3)调整硅烷偶联剂溶液的pH值：向硅烷偶联剂溶液中加入醋酸直到pH调整为4；

(4)制备氧化锆溶胶：将氟锆酸盐倒入反应釜，加入剩余的去离子水，升温至38℃，再加入氨水将溶液的pH值调整至1.8，反应25min；

(5)制备纳米硅陶复合处理液：将步骤(3)得到的溶液加入至反应釜中，搅拌8min后测定pH值，将pH值调整为2.4即得到纳米硅陶复合处理液成品。

实施例2

本发明实施例中，一种纳米硅95％工业陶复合处理液，按照重量份的原料包括：Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷6份、氟锆酸盐6份、乙醇85份、去离子水35份。

所述纳米硅陶复合处理液的制备方法，具体步骤如下：

(1)取料：按照重量份称取各原料；

(2)制备硅烷偶联剂溶液：将乙醇和31份的去离子水混合得到乙醇溶液，再将Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷加入乙醇溶液中水解60min至混合液清澈透明得到硅烷偶联剂溶液；

(3)调整硅烷偶联剂溶液的pH值：向硅烷偶联剂溶液中加入醋酸直到pH调整为5；

(4)制备氧化锆溶胶：将氟锆酸盐倒入反应釜，加入剩余的去离子水，升温至40℃，再加入氨水将溶液的pH值调整至2.0，反应30min；

(5)制备纳米硅陶复合处理液：将步骤(3)得到的溶液加入至反应釜中，搅拌10min后测定pH值，将pH值调整为2.5即得到纳米硅陶复合处理液成品。

实施例3

本发明实施例中，一种纳米硅陶复合处理液，按照重量份的原料包括：Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷8份、氟锆酸盐8份、乙醇90份、去离子水40份。

所述纳米硅陶复合处理液的制备方法，具体步骤如下：

(1)取料：按照重量份称取各原料；

(2)制备硅烷偶联剂溶液：将乙醇和32份的去离子水混合得到乙醇溶液，再将Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷加入乙醇溶液中水解65min至混合液清澈透明得到硅烷偶联剂溶液；

(3)调整硅烷偶联剂溶液的pH值：向硅烷偶联剂溶液中加入醋酸直到pH调整为6；

(4)制备氧化锆溶胶：将氟锆酸盐倒入反应釜，加入剩余的去离子水，升温至42℃，再加入氨水将溶液的pH值调整至2.2，反应35min；

(5)制备纳米硅陶复合处理液：将步骤(3)得到的溶液加入至反应釜中，搅拌12min后测定pH值，将pH值调整为2.6即得到纳米硅陶复合处理液成品。

所述纳米硅陶复合处理液在配置时，先向槽中加入1/3槽体积的水，每升溶液加入30g的纳米硅陶复合处理液，再加水至槽满刻度，开泵搅拌，再加入中和剂调节槽液PH值至2-4即可。

所述纳米硅陶复合处理液在使用时，所述Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷通过水解形成三羟基的硅醇，醇羟基之间相互反应生成一层交联致密网状疏水硅烷膜，氟锆酸盐能在清洁的金属表面形成一层纳米膜层，金属表面经氟锆酸盐和硅烷协同处理后吸附了一层20-200nm厚度的具有三维网状结构的超薄有机纳米膜层，可将金属表面和涂层偶合，具有牢固的附着力，同时与涂层共同提供了良好的耐腐蚀性，这种硅烷膜与磷化膜相比，不需上漆即可达到防腐效果，工艺简单，不会产生含有重金属的废水及废渣，对环境友好，通过微观“分子桥”提高了漆膜在基材的附着力。

本发明工艺简单、环境友好，不含重金属、磷和亚硝酸钠，适用性优良，是有机环保产品，适合于浸渍和喷淋等处理方法的无磷皮膜金属处理，能在金属表面形成无色的纳米级硅烷复合保护膜，能提高涂膜附着力，是优秀的涂装前处理剂。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种纳米硅陶复合处理液，其特征在于，按照重量份的原料包括：Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷5-8份、氟锆酸盐5-8份、乙醇80-90份、去离子水30-40份。

2.根据权利要求1所述的纳米硅陶复合处理液，其特征在于，按照重量份的原料包括：Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷6份、氟锆酸盐6份、乙醇85份、去离子水35份。

3.根据权利要求1-2任一所述的纳米硅陶复合处理液，其特征在于，所述乙醇为95％工业乙醇。

4.一种如权利要求1-2任一所述的纳米硅陶复合处理液的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)取料：按照重量份称取各原料；

(2)制备硅烷偶联剂溶液：将乙醇和30-32份的去离子水混合得到乙醇溶液，再将Y-(2，3-环氧)丙基三甲氧基硅烷加入乙醇溶液中水解55-65min至混合液清澈透明得到硅烷偶联剂溶液；

(3)调整硅烷偶联剂溶液的pH值：向硅烷偶联剂溶液中加入醋酸直到pH调整为4-6；

(4)制备氧化锆溶胶：将氟锆酸盐倒入反应釜，加入剩余的去离子水，升温至38-42℃，再加入氨水将溶液的pH值调整至1.8-2.2，反应25-35min；

(5)制备纳米硅陶复合处理液：将步骤(3)得到的溶液加入至反应釜中，搅拌8-12min后测定pH值，将pH值调整为2.4-2.6即得到纳米硅陶复合处理液成品。