CN106222644B - 一种用于金属表面阻锈溶液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于金属表面阻锈溶液及其制备方法。该溶液是由多种组分配制而成的混合液，每500克混合液中各组分的质量以克为单位满足：3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷9‑11，复合氨基醇40‑50，硅烷水解液1.4‑1.8，硅酸乙酯1.5‑1.8，五水偏硅酸钠28‑29，碳酸钠3.5‑3.8，葡萄糖酸钠3.1‑3.5，柠檬酸钠1.9‑2.2，异丙醇70‑75，余量为去离子水。本发明通过复合氨基醇在金属表面形成吸附膜、沉淀膜以及氧化膜，起到阻断有害物质与金属表面的接触，阻止或延缓锈蚀发生的时间。
Description
技术领域
本发明属于金属表面处理技术领域，特别是涉及一种用于金属表面阻锈溶液及其制备方法。
背景技术
在金属表面处理领域，传统的磷酸盐转化和铬酸盐钝化表面处理技术虽然可以获得良好的效果，但处理过程中排出的废液中含有锌、锰、镍、铬等重金属离子和亚硝酸盐等致癌物质，对环境污染非常严重，而金属表面硅烷化处理技术由于不涉及危害环境的物质，生产工艺能耗低、技术应用领域广泛，被认为有望取代磷酸盐转化处理和铬酸盐钝化处理，是金属表面单独防护最新发展方向，现有的技术中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、与金属体的扶着力不强。
有机硅烷水溶液为主要成分对金属或非金属材料进行表面处理的过程。硅烷化处理与传统磷化相比具有以下多个优点：无有害重金属离子，不含磷，无需加温。硅烷处理过程不产生沉渣，处理时间短，控制简便。处理步骤少，可省去表调工序，槽液可重复使用。有效提高油漆对基材的附着力。可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种基材。
并且复合氨基醇具有在金属表面形成吸附膜、沉淀膜以及氧化膜，起到阻断有害物质与金属表面的接触，阻止或延缓锈蚀发生的时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于金属表面阻锈溶液及其制备方法，通过复合氨基醇具有在金属表面形成吸附膜、沉淀膜以及氧化膜，起到阻断有害物质与金属表面的接触，阻止或延缓锈蚀发生的时间。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种用于金属表面阻锈溶液，该溶液是由多种组分配制而成的混合液，每500克混合液中各组分的质量以克为单位满足：3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷9-11，复合氨基醇40-50，硅烷水解液1.4-1.8，硅酸乙酯1.5-1.8，五水偏硅酸钠28-29，碳酸钠3.5-3.8，葡萄糖酸钠3.1-3.5，柠檬酸钠1.9-2.2，异丙醇70-75，余量为去离子水。
进一步地，所述每500克混合液中各组分的质量以克为单位满足：3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷10；复合氨基醇45；硅烷水解液1.6；硅酸乙酯1.6；五水偏硅酸钠28.5；碳酸钠3.6；葡萄糖酸钠3.3；柠檬酸钠2.1；异丙醇72；去离子水332.3。
进一步地，所述硅烷水解液为由下述重量份的原料组成：尿素4-5份，苯胺甲基三乙氧基硅烷3-3.5份，碳酸钠0.3-0.4份，硅酸乙酯0.2-0.3份，五水偏硅酸钠0.5-0.6份，葡萄糖酸钠1.5-1.8份，去离子水10-15份。
一种用于金属表面阻锈溶液，包括以下步骤：
步骤一，制备硅烷水解液；
按以下重量份计称取原料：尿素4-5份，苯胺甲基三乙氧基硅烷3-3.5份，碳酸钠0.3-0.4份，硅酸乙酯0.2-0.3份，五水偏硅酸钠0.5-0.6份，葡萄糖酸钠1.5-1.8份，去离子水10-15份；
原料称取完毕后，先将尿素用去离子水溶解，加热至90-100℃，再加入苯胺甲基三乙氧基硅烷、五水偏硅酸钠、碳酸钠、硅酸乙酯，搅拌反应40-60分钟，降温至60-70℃，再加入葡萄糖酸钠，搅拌反应30-45分钟即得硅烷水解液；
步骤二，取制备用于金属表面阻锈溶液所需去离子水总量的3/5，加热至75-85℃，加入步骤一制得的硅烷水解液，加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、复合氨基醇、五水偏硅酸钠、硅酸乙酯、碳酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、异丙醇原料组分，搅拌1-2小时至充分反应；
步骤三，加入剩余的去离子水定容，混合均匀，用碳酸钠调节pH为9-10，即得用于金属表面阻锈溶液。
进一步地，所述步骤一中硅酸乙酯先通过异丙醇溶解，溶解过程中加热至100-170℃，搅拌溶解10-20分钟后，冷却至20-25℃后使用。
进一步地，所述步骤二中复合氨基醇先通过葡萄糖酸钠溶解，溶解过程中加热至50-60℃，搅拌溶解10-20分钟后，冷却至20-25℃后，加入步骤一制得的硅烷水解液中。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的阻锈用硅烷溶液滩喷在金属表面生成硅烷化复合膜，该过程包括三个步骤：首先，Si-OR水解生成Si-OH；其次，硅烷中的Si-OH与金属材料表面上的Me-OH形成氢键；最后，加热固化，硅烷与金属之间形成Si-O-Me键，Si-OH则发生自我缩合反应，生成Si-O-Si键，在金属表面形成网状而致密的膜。
2、本发明的阻锈溶液中的复合氨基醇在金属表面形成吸附膜、沉淀膜以及氧化膜，起到阻断有害物质与金属表面的接触，阻止或延缓锈蚀发生的时间。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于金属表面阻锈溶液，该溶液是由多种组分配制而成的混合液，每500克混合液中各组分的质量以克为单位满足：3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷10，复合氨基醇45，硅烷水解液1.6，硅酸乙酯1.6，五水偏硅酸钠28.5，碳酸钠3.6，葡萄糖酸钠3.3，柠檬酸钠2.1，异丙醇72；去离子水332.3。
进一步地，所述硅烷水解液为由下述重量份的原料组成：尿素4.5份，苯胺甲基三乙氧基硅烷3.3份，碳酸钠0.35份，硅酸乙酯0.25份，五水偏硅酸钠0.56份，葡萄糖酸钠1.7份，去离子水12份。
一种用于金属表面阻锈溶液，包括以下步骤：
步骤一，制备硅烷水解液；
按以下重量份计称取原料：尿素4.5份，苯胺甲基三乙氧基硅烷3.3份，碳酸钠0.35份，硅酸乙酯0.25份，五水偏硅酸钠0.56份，葡萄糖酸钠1.7份，去离子水12份；
原料称取完毕后，先将尿素用去离子水溶解，加热至90-100℃，再加入苯胺甲基三乙氧基硅烷、五水偏硅酸钠、碳酸钠、硅酸乙酯，搅拌反应40-60分钟，降温至60-70℃，再加入葡萄糖酸钠，搅拌反应30-45分钟即得硅烷水解液；硅酸乙酯先通过异丙醇溶解，溶解过程中加热至100-170℃，搅拌溶解10-20分钟后，冷却至20-25℃后使用。
步骤二，取制备用于金属表面阻锈溶液所需去离子水总量的3/5，加热至75-85℃，加入步骤一制得的硅烷水解液，加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、复合氨基醇、五水偏硅酸钠、硅酸乙酯、碳酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、异丙醇原料组分，搅拌1-2小时至充分反应；复合氨基醇先通过葡萄糖酸钠溶解，溶解过程中加热至50-60℃，搅拌溶解10-20分钟后，冷却至20-25℃后，加入步骤一制得的硅烷水解液中。
步骤三，加入剩余的去离子水定容，混合均匀，用碳酸钠调节pH为9-10，即得用于金属表面阻锈溶液。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.一种用于金属表面阻锈溶液，其特征在于，所述溶液是由多种组分配制而成的混合液，每500克混合液中各组分的质量以克为单位满足：
3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷9-11
复合氨基醇40-50
硅烷水解液1.4-1.8
硅酸乙酯1.5-1.8
五水偏硅酸钠28-29
碳酸钠3.5-3.8
葡萄糖酸钠3.1-3.5
柠檬酸钠1.9-2.2
异丙醇70-75
余量为去离子水；
该阻锈溶液的制备方法为：
步骤一，制备硅烷水解液；按以下重量份计称取原料：尿素4-5份，苯胺甲基三乙氧基硅烷3-3.5份，碳酸钠0.3-0.4份，硅酸乙酯0.2-0.3份，五水偏硅酸钠0.5-0.6份，葡萄糖酸钠1.5-1.8份，去离子水10-15份；
原料称取完毕后，先将尿素用去离子水溶解，加热至90-100℃，再加入苯胺甲基三乙氧基硅烷、五水偏硅酸钠、碳酸钠、硅酸乙酯，搅拌反应40-60分钟，降温至60-70℃，再加入葡萄糖酸钠，搅拌反应30-45分钟即得硅烷水解液；
步骤二，取制备用于金属表面阻锈溶液所需去离子水总量的3/5，加热至75-85℃，加入步骤一制得的硅烷水解液，加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、复合氨基醇、五水偏硅酸钠、硅酸乙酯、碳酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、异丙醇原料组分，搅拌1-2小时至充分反应；
步骤三，加入剩余的去离子水定容，混合均匀，用碳酸钠调节pH为9-10，即得用于金属表面阻锈溶液。
2.根据权利要求1所述的一种用于金属表面阻锈溶液，其特征在于，所述每500克混合液中各组分的质量以克为单位满足：
3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷10
复合氨基醇45
硅烷水解液1.6
硅酸乙酯1.6
五水偏硅酸钠28.5
碳酸钠3.6
葡萄糖酸钠3.3
柠檬酸钠2.1
异丙醇72
去离子水332.3。
3.如权利要求1-2任一所述的一种用于金属表面阻锈溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，制备硅烷水解液；
按以下重量份计称取原料：尿素4-5份，苯胺甲基三乙氧基硅烷3-3.5份，碳酸钠0.3-0.4份，硅酸乙酯0.2-0.3份，五水偏硅酸钠0.5-0.6份，葡萄糖酸钠1.5-1.8份，去离子水10-15份；
原料称取完毕后，先将尿素用去离子水溶解，加热至90-100℃，再加入苯胺甲基三乙氧基硅烷、五水偏硅酸钠、碳酸钠、硅酸乙酯，搅拌反应40-60分钟，降温至60-70℃，再加入葡萄糖酸钠，搅拌反应30-45分钟即得硅烷水解液；
步骤二，取制备用于金属表面阻锈溶液所需去离子水总量的3/5，加热至75-85℃，加入步骤一制得的硅烷水解液，加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、五水偏硅酸钠、复合氨基醇、硅酸乙酯、碳酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、异丙醇原料组分，搅拌1-2小时至充分反应；
步骤三，加入剩余的去离子水定容，混合均匀，用碳酸钠调节pH为9-10，即得用于金属表面阻锈溶液。
4.根据权利要求3所述的一种用于金属表面阻锈溶液的制备方法，其特征在于，所述步骤二中复合氨基醇先通过葡萄糖酸钠溶解，溶解过程中加热至50-60℃，搅拌溶解10-20分钟后，冷却至20-25℃后，加入步骤一制得的硅烷水解液中。
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