CN106399991B - 硅烷纳米石墨烯陶化膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种硅烷纳米石墨烯陶化膜，包括以下重量份的各组分：成膜剂 3‑5%，氧化剂 2‑4%，络合剂 1‑2%，偶联剂 1‑3%，润湿剂 0.5‑1.5%，石墨烯 2‑4%，余量为水，其中，所述偶联剂包括硅烷偶联剂。本发明的产品，无磷，更加环保，硅烷偶联剂的加入，增强了膜层的耐腐蚀性和附着力，而石墨烯的加入，膜层的耐腐蚀能力进一步提高，而且空隙的填充性更好；再者，石墨烯的导电性能最强大，所以在应用静电粉末喷涂的过程中更好的吸附粉末涂料。本发明还提出了硅烷纳米石墨烯陶化膜的制备方法。

Description

硅烷纳米石墨烯陶化膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及石墨烯材料领域，特别是指一种硅烷纳米石墨烯陶化膜，本发明还涉及硅烷纳米石墨烯陶化膜的制备方法。

背景技术

陶化膜（液）作为金属的表面处理剂，应用范围广，市场大，但传统的陶化膜一般含有磷，以及一些重金属等，容易造成水体的污染，并且，从应用性能上，陶化膜的导电性与耐腐蚀性均是较为重要的指标，随着应用范围的扩大与发展，对于陶化膜各方面的性能要求也提出更高的要求。

发明内容

本发明提出一种硅烷纳米石墨烯陶化膜，具有环保，导电性好、耐腐蚀性强等优点。

本发明的技术方案是这样实现的：一种硅烷纳米石墨烯陶化膜，包括以下重量份的各组分： 成膜剂 3-5%，氧化剂 2-4%，络合剂 1-2%，偶联剂 1-3%，润湿剂 0.5-1.5%，石墨烯 2-4%，余量为水，其中，所述偶联剂包括硅烷偶联剂。

硅烷偶联剂的加入，增强了膜层的耐腐蚀性和附着力，而石墨烯的加入，膜层的耐腐蚀能力进一步提高，而且空隙的填充性更好；再者，石墨烯的导电性能最强大，所以在应用静电粉末喷涂的过程中更好的吸附粉末涂料，避免粉末的浪费，而且由于静电吸附能力增强，所以工作效率就会提高，在更短的时间能粉末涂层就可以达到客户要求。

优选的，所述成膜剂包括氟锆酸，氟钛酸，氟锆酸钾，氟硼酸中的一种或几种；

所述氧化剂包括硝酸锆，硝酸铜，硝酸钾，硝酸钛中的一种或几种；

所述络合剂包括柠檬酸，植酸，乳酸，硼酸，硝酸中的一种或几种；

所述润湿剂包括二甲基聚硅氧烷，OS-406，BYK-9076，DC-67中的一种或几种。

优选的，所述偶联剂包括硅酸乙酯，A-1871，MP-200，A189，KH-550，A-1170，KH-560，A-171中的一种或几种。

本发明的另一个目的在于提出一种硅烷纳米石墨烯陶化膜的制备方法，简单而成本低，适于推广应用，过程如下：

（1）在水中加入络合剂，搅拌溶解；

（2）加入成膜剂，搅拌溶解；

（3）加入偶联剂，搅拌溶解，并维持PH在3.5-4.5之间；

（4）加入润湿剂，搅拌溶解；

（5）在液体温度降到40℃以下后，进行超声震荡，并加入石墨烯。

本发明的所述硅烷纳米石墨烯陶化膜，具有以下优势：

1.产品不含有磷酸根离子，重金属离子，不会对水体造成过多影响；

2.生产污水只需要简单的中和，沉淀处理即可排放；

3.在生产过程中不产生浮渣，不会造成槽液污染；

4.在生产流程中不需要表调处理，除油除锈干净之后即可进槽处理；

5.由于本产品添加硅烷偶联剂，这样可以改善陶化膜层的附着力，耐腐蚀能力；

6.由于本产品含有石墨烯这种惰性助剂，所以膜层的耐腐蚀能力进一步提高，而且空隙的填充性更好；再者，由于传统的陶化膜是陶瓷结晶膜，导电性稍弱于磷化剂，而在本产品中，加入的石墨烯的导电性能强大，解决了这方面的缺陷，所以在应用静电粉末喷涂的过程中更好的吸附粉末涂料。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

硅烷纳米石墨烯陶化膜的配方组成

氟锆酸 4.5%，

硝酸锆 3%，

柠檬酸 1.5%，

硅酸乙酯 1.5%，

KH-550 0.5%，

二甲基聚硅氧烷 0.9%，

石墨烯 3%，余量为水。

制备过程：

1，称量加入百分之三十的水；

2，加入柠檬酸，搅拌溶解；

3，加入氟锆酸，搅拌溶解；

4，加入KH-550，搅拌溶解，水解2小时。测试PH数值，令槽液PH在3.5~4.5之间；

5，升温至80度，加入硅酸乙酯，搅拌水解；

6，加入二甲基聚硅氧烷，搅拌水解；快速搅拌2小时，转速维持在1500~2000转。

7，等液体降温到40度以下，全部转移到超声波震荡机，然后倒入石墨烯，震荡3小时后就可以装灌包装。

实施例2

硅烷纳米石墨烯陶化膜的配方组成

氟钛酸 3%，

硝酸铜 2%，

植酸 1%，

A-1871 1%，

A-1170 0.5%，

OS-406 0.5%，

石墨烯 2%，余量为水。

制备过程：

1，称量加入百分之三十的水；

2，加入植酸，搅拌溶解；

3，加入氟钛酸，搅拌溶解；

4，加入A-1170，搅拌溶解，水解2小时。测试PH数值，令槽液PH在3.5~4.5之间；

5，升温至80度，加入A-1871，搅拌水解；

6，加入OS-406，搅拌水解；快速搅拌2小时，转速维持在1500~2000转。

7，等液体降温到40度以下，全部转移到超声波震荡机，然后倒入石墨烯，震荡3小时后就可以装灌包装。

实施例3

硅烷纳米石墨烯陶化膜的配方组成

氟锆酸钾，氟硼酸 5%，

硝酸钾，硝酸钛 4%，

乳酸，硼酸 2%，

MP-200，A189 1.5%，

KH-560，A-171 0.5%，

BYK-9076，DC-67 0.5%，

石墨烯 4%，余量为水。

制备过程：

1，称量加入百分之三十的水；

2，加入乳酸，硼酸，搅拌溶解；

3，加入氟锆酸钾，氟硼酸，搅拌溶解；

4，加入KH-560，A-171，搅拌溶解，水解2小时。测试PH数值，令槽液PH在3.5~4.5之间；

5，升温至80度，加入MP-200，A189，搅拌水解；

6，加入BYK-9076，DC-67，搅拌水解；快速搅拌2小时，转速维持在1500~2000转。

7，等液体降温到40度以下，全部转移到超声波震荡机，然后倒入石墨烯，震荡3小时后就可以装灌包装。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.硅烷纳米石墨烯陶化膜，其特征在于，包括以下重量份的各组分：成膜剂 3-5%，氧化剂 2-4%，络合剂 1-2%，偶联剂 1-3%，润湿剂 0.5-1.5%，导电性的石墨烯 2-4%，余量为水，其中，所述偶联剂包括硅烷偶联剂；

所述成膜剂包括氟锆酸，氟钛酸，氟锆酸钾，氟硼酸中的一种或几种；

所述氧化剂包括硝酸锆；

所述络合剂包括柠檬酸；

所述润湿剂包括二甲基聚硅氧烷，OS-406，BYK-9076，DC-67中的一种或几种。

2.如权利要求1中所述硅烷纳米石墨烯陶化膜，其特征在于：所述偶联剂包括硅酸乙酯，A-1871，MP-200，A189，KH-550，A-1170，KH-560，A-171中的一种或几种。

3.如权利要求1-2中任一所述硅烷纳米石墨烯陶化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在水中加入络合剂，搅拌溶解；

（2）加入成膜剂，搅拌溶解；

（3）加入偶联剂，搅拌溶解，并维持-pH 在3.5-4.5之间；

（4）加入润湿剂，搅拌溶解；

（5）在液体温度降到40℃以下后，进行超声震荡，并加入石墨烯。