CN108441114A - 一种硅烷防锈剂 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种硅烷防锈剂，由下列重量比例成份组成：成膜剂5%‑10%、络合剂0.6%‑1.3%、多元醇5%‑8%和去离子水80.7%‑89.4%。本发明是一款由主要由硅烷偶联剂和络合剂组成的防锈剂，其能在金属的表面上生成一层牢固的硅烷保护膜，从而使各种金属工件的表面能大大延长防锈时间，并使各种金属工件在后续的涂装工艺中能够有效地提高金属表面与涂层之间的附着力，其是代替传统对金属工件采用磷化皮膜剂进行磷化处理的最好选择，而经硅烷化处理的金属工件不需要再进行水洗，其能有效地节约了工业生产的水资源，且其成分中不含有任何对环境造成污染的物质，其对人体的健康无影响和对环境的排放无污染，环保、安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅烷防锈剂。
背景技术
传统采用磷化皮膜剂对金属工件进行磷化处理后能使其在金属防腐方面具有优良的性能，但是由于磷化皮膜剂在磷化处理的过程中会产生锌、镍和锰等有害重金属元素，导致对其在磷化处理后产生的废水和废渣进行排放不但操作十分复杂，费用还十分昂贵。在绿色化学和可持续发展的背景下，世界各国都在迫切寻找和研发一种对环境无污染的金属表面预处理技术。由于硅烷具有无毒、无污染和能提高有机涂层对各种材质的结合力等优点，因此，硅烷处理工艺无疑是一种对金属表面处理效果好的环保工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用硅烷防锈剂来代替传统磷化皮膜剂的磷化处理工艺，其能在金属表面生成一层保护膜，以延长各种金属工件表面的防锈时间，其还使金属工件在后续的涂装工艺中能够有效地提高金属表面与涂层之间的附着力，且经硅烷化后的金属工件不需要再对其进行水洗，其能有效地节约水资源，其成分也不含有任何对环境会造成污染的物质，其使用十分环保，对人体健康无影响和对环境的排放无污染，解决了传统的磷化工艺在磷化处理的过程中会产生含有锌、镍和锰等有害重金属元素的问题。本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种硅烷防锈剂，由下列重量比例成份组成：成膜剂5%-10%、络合剂0.6%-1.3%、多元醇5%-8%和去离子水80.7%-89.4%。
作为优选，所述成膜剂为硅烷偶联剂Z-6030、硅烷偶联剂kh560和硅烷偶联剂A-1100中的一种。
作为优选，所述络合剂为柠檬酸钠和EDTA-4Na中的一种或二种之混合。
作为优选，所述多元醇为环己醇、2-丙醇、2-丁醇和2-己醇中的一种或二种以上之混合。
更为作优选地，所述成膜剂为硅烷偶联剂Z-6030。
更为作优选地，所述络合剂为柠檬酸钠与EDTA-4Na之混合。
更为作优选地，所述多元醇为环己醇。
在其中一实施例中，本发明还提供一种硅烷防锈剂的制备方法为：步骤一：首先将1/3上述重量比的去离子水倒入反应桶内，然后，再将络合剂加入到反应桶内搅拌至完全溶解，其搅拌速度控制为50转/min。
步骤二：将上述重量比的成膜剂加入到反应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度控制为50转/min，搅拌时间为30分钟。
步骤三：将上述重量比的多元醇加入到应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度为50转/min，搅拌时间为10分钟。
步骤四：将余下2/3上述重量比的去离子水加入到应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度为50转/min，搅拌8分钟后便制成硅烷防锈剂。
在另一实施例中，本发明还提供一种上述硅烷防锈剂制成工作液的方法为：首先在盛放容器内加入清水，其次，将硅烷防锈剂加入到盛放容器内，然后，再次往盛放容器内加入清水，搅拌均匀后即制成硅烷防锈剂工作液。
作为优选，所述硅烷防锈剂工作液在制作的过程中，首次往盛放容器内加入清水的重量与加入盛放容器内的硅烷防锈剂的重量比例为97：3，再次加入盛放容器内的清水的重量与已经加入盛放容器内的硅烷防锈剂的重量比例为99：1。
作为优选，该硅烷防锈剂工作液对工件的处理方法有浸泡式和喷淋式两种；所述浸泡式的使用方法为：首先将待处理工件完全浸没于硅烷防锈剂工作液中，其浸泡温度为25℃-30℃，其浸泡时间一般为5min，当工件完成浸泡后，工件不需要进行漂洗，工件能根据客户的生产要求直接取出进行下一步的加工操作。
作为优选，所述喷淋式的使用方法为：首先将待处理工件挂在自动喷淋线体上，其喷淋的温度为25℃-30℃，喷淋的时间一般为5min,当工件完成喷淋后，工件能根据客户的生产要求取出进行下一步的加工操作。
该硅烷防锈剂在使用前进行水解的原理和硅烷防锈剂能使工件表面进行一道硅烷膜的原理流程为：首先，将SiX基（X为水解性基团）水解成 SiOH，其次，SiOH 基团与金属表面的 MeOH 基团(其中，Me=金属)形成氢键使其能快速吸附在金属的表面，从而形成Me-O-Si键；最后，SiOH 之间经过脱水缩合形成Si-O-Si键。当金属经过硅烷化反应后就会在其表面上形成一层致密且具有Me-O-Si和Si- O- Si结构特征的保护膜。该硅烷膜在烘干的过程中会与后道的电泳漆或喷粉通过有机官能团间的交联反应结合在一起形成牢固的化学键，最终形成更稳固的膜层结构，从而实现能大幅度地提高金属的耐蚀性，本发明还通过加入环己醇、EDTA-4Na和柠檬酸钠，以实现能进一步增强硅烷处理剂的稳定性。
本发明的有益效果在于：
1、操作简便，不需要表调处理，其在使用的过程中没有沉渣产生。
2、用量少，处理同等面积的剂量仅为磷化皮膜剂的剂量的20%-25%。
3、处理时间短，附着力优异，防锈性能好，稳定性强。
4、不含有磷、锌、镍和锰等重金属和有污染元素，废水经简单处理后即可排放，其的使用对操作人员的健康无影响及其的排放对环境无污染，符合欧盟WEEE&RoHS的指令要求。
5、其能够处理钢铁件、镀锌板和铝材等金属材料，适用范围广，通用性强。
6、工件经本品进行硅烷处理后不需要水洗，其能够节约生产成本，并缓解水处理的问题。
8、本品的工作液的pH值为7-8，其可使用不锈钢和PVC等材质作为盛放容器，选择范围广。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：
一种硅烷防锈剂，由下列重量比例成份组成：成膜剂9%、络合剂1.1%、多元醇6%和去离子水83.9%。
其中，所述成膜剂为硅烷偶联剂Z-6030。
其中，所述络合剂是重量比例为0.9%的柠檬酸钠和重量比例为0.2%的EDTA-4Na之混合。
其中，所述多元醇为环己醇。
在其中一实施例中，本发明还提供上述硅烷防锈剂的制备方法：步骤一：首先将1/3上述重量比的去离子水倒入反应桶内，然后，再将络合剂加入到反应桶内搅拌至完全溶解，其搅拌速度控制为50转/min。
步骤二：将上述重量比的成膜剂加入到反应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度控制为50转/min，搅拌时间为30分钟。
步骤三：将上述重量比的多元醇加入到应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度为50转/min，搅拌时间为10分钟。
步骤四：将余下2/3上述重量比的去离子水加入到应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度为50转/min，搅拌8分钟后便制成硅烷防锈剂。
在另一实施例中，本发明还提供上述硅烷防锈剂制成工作液的方法：首先在盛放容器内加入清水，其次，将上述制得的硅烷防锈剂加入到盛放容器内，然后，再次往盛放容器内加入清水，搅拌均匀后即制成硅烷防锈剂工作液。
其中，所述硅烷防锈剂工作液在制作的过程中，首次往盛放容器内加入清水的重量与加入盛放容器内的硅烷防锈剂的重量比例为97：3，再次加入盛放容器内的清水的重量与已经加入盛放容器内的硅烷防锈剂的重量比例为99：1。
其中，该硅烷防锈剂工作液对工件的处理方法有浸泡式和喷淋式两种；所述浸泡式的使用方法为：首先将待处理工件完全浸没于硅烷防锈剂工作液中，其浸泡温度为26℃-29℃，其浸泡时间为5min，当工件完成浸泡后，工件不需要进行漂洗，工件能根据客户的生产要求直接取出进行下一步的加工操作。
其中，所述喷淋式的使用方法为：首先将待处理工件挂在自动喷淋线体上，其喷淋的温度为26℃-29℃，喷淋的时间为5min,当工件完成喷淋后，工件能根据客户的生产要求取出进行下一步的加工操作。
实施例2：
一种硅烷防锈剂，由下列重量比例成份组成：成膜剂6%、络合剂1.2%、多元醇7%和去离子水85.8%。
其中，所述成膜剂为硅烷偶联剂kh560。
其中，所述络合剂为柠檬酸钠。
其中，所述多元醇是重量比例为5%的环己醇、重量比例为1%的2-丙醇和重量比例为1%的2-丁醇之混合。
在其中一实施例中，本发明还提供上述硅烷防锈剂的制备方法：步骤一：首先将1/3上述重量比的去离子水倒入反应桶内，然后，再将络合剂加入到反应桶内搅拌至完全溶解，其搅拌速度控制为50转/min。
步骤二：将上述重量比的成膜剂加入到反应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度控制为50转/min，搅拌时间为30分钟。
步骤三：将上述重量比的多元醇加入到应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度为50转/min，搅拌时间为10分钟。
步骤四：将余下2/3上述重量比的去离子水加入到应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度为50转/min，搅拌8分钟后便制成硅烷防锈剂。
在另一实施例中，本发明还提供上述硅烷防锈剂制成工作液的方法为：首先在盛放容器内加入清水，其次，将硅烷防锈剂加入到盛放容器内，然后，再次往盛放容器内加入清水，搅拌均匀后即制成硅烷防锈剂工作液。
其中，所述硅烷防锈剂工作液在制作的过程中，首次往盛放容器内加入清水的重量与加入盛放容器内的硅烷防锈剂的重量比例为97：3，再次加入盛放容器内的清水的重量与已经加入盛放容器内的硅烷防锈剂的重量比例为99：1。
其中，该硅烷防锈剂工作液对工件的处理方法有浸泡式和喷淋式两种；所述浸泡式的使用方法为：首先将待处理工件完全浸没于硅烷防锈剂工作液中，其浸泡温度为27℃-29℃，其浸泡时间为5min，当工件完成浸泡后，工件不需要进行漂洗，工件能根据客户的生产要求直接取出进行下一步的加工操作。
其中，所述喷淋式的使用方法为：首先将待处理工件挂在自动喷淋线体上，其喷淋的温度为27℃-29℃，喷淋的时间为5min,当工件完成喷淋后，工件能根据客户的生产要求取出进行下一步的加工操作。
实施例3：
一种硅烷防锈剂，由下列重量比例成份组成：成膜剂7%、络合剂0.8%、多元醇8%和去离子水84.2%。
其中，所述成膜剂为硅烷偶联剂A-1100。
其中，所述络合剂为EDTA-4Na。
其中，所述多元醇是重量比例为6.5%的环己醇、重量比例为0.5%的2-丙醇、重量比例为0.5%的2-丁醇和重量比例为0.5%的2-丁醇之混合。
在其中一实施例中，本发明还提供上述硅烷防锈剂的制备方法：步骤一：首先将1/3上述重量比的去离子水倒入反应桶内，然后，再将络合剂加入到反应桶内搅拌至完全溶解，其搅拌速度控制为50转/min。
步骤二：将上述重量比的成膜剂加入到反应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度控制为50转/min，搅拌时间为30分钟。
步骤三：将上述重量比的多元醇加入到应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度为50转/min，搅拌时间为10分钟。
步骤四：将余下2/3上述重量比的去离子水加入到应桶内进行均匀搅拌，其搅拌速度为50转/min，搅拌8分钟后便制成硅烷防锈剂。
在另一实施例中，本发明还提供上述硅烷防锈剂制成工作液的方法为：首先在盛放容器内加入清水，其次，将硅烷防锈剂加入到盛放容器内，然后，再次往盛放容器内加入清水，搅拌均匀后即制成硅烷防锈剂工作液。
作为优选，所述硅烷防锈剂工作液在制作的过程中，首次往盛放容器内加入清水的重量与加入盛放容器内的硅烷防锈剂的重量比例为97：3，再次加入盛放容器内的清水的重量与已经加入盛放容器内的硅烷防锈剂的重量比例为99：1。
作为优选，该硅烷防锈剂工作液对工件的处理方法有浸泡式和喷淋式两种；所述浸泡式的使用方法为：首先将待处理工件完全浸没于硅烷防锈剂工作液中，其浸泡温度为28℃-29℃，其浸泡时间为5min，当工件完成浸泡后，工件不需要进行漂洗，工件能根据客户的生产要求直接取出进行下一步的加工操作。
作为优选，所述喷淋式的使用方法为：首先将待处理工件挂在自动喷淋线体上，其喷淋的温度为28℃-29℃，喷淋的时间为5min,当工件完成喷淋后，工件能根据客户的生产要求取出进行下一步的加工操作。
对分别采用实施例1-3的配方、重量比和制作方法制作出来的硅烷防锈剂与现有的磷化皮膜剂同时对金属工件进行处理后的各项性能对比结果如下表：
从上表的数据可以看出，采用本发明硅烷化处理后的金属工件与现有的磷化皮膜剂相比较具有显著的提高，本发明具有优异的涂层附着力，其对金属工件进行硅烷化处理不含有磷、锌、镍和锰等有害重金属，其在使用的过程没有废渣沉渣产生，废水的回收率达到75%-90%，其的废水经过简单处理便可排放，且其对环境没有污染，其简化了废水的处理工序，其的工作液在工业生产的过程中不会产生固体废弃物，与现市面上每吨的磷化皮膜剂工作液对工件进行磷化处理后每天会产生2-3 kg的固体废弃物相比较，本品大大降低了固体废弃物的产生，并大大节约了处理固体废弃物的成本，此外，本发明还有用量少，其在处理同等面积的金属工件时的消耗量仅为磷化皮膜剂消耗量的20%-25%，且其处理时间短，防锈性能好，稳定性强，金属工件经过其进行硅烷处理后无需水洗，其特别适合对钢铁件、镀锌板和铝材等金属材料使用，其的工作液的pH值为7-8，其可使用不锈钢和PVC等材质作为盛放容器，选择范围广，使用方便、安全和环保。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下得出的其他任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种硅烷防锈剂，其特征在于：由下列重量比例成份组成：成膜剂5%-10%、络合剂0.6%-1.3%、多元醇5%-8%和去离子水80.7%-89.4%。
2.根据权利要求1所述的一种硅烷防锈剂，其特征在于：所述成膜剂为硅烷偶联剂Z-6030、硅烷偶联剂kh560和硅烷偶联剂A-1100中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种硅烷防锈剂，其特征在于：所述络合剂为柠檬酸钠和EDTA-4Na中的一种或二种之混合。
4.根据权利要求1所述的一种硅烷防锈剂，其特征在于：所述多元醇为环己醇、2-丙醇、2-丁醇和2-己醇中的一种或二种以上之混合。
5.根据权利要求1所述的一种硅烷防锈剂，其特征在于：所述成膜剂为硅烷偶联剂Z-6030。
6.根据权利要求1所述的一种硅烷防锈剂，其特征在于：所述络合剂为柠檬酸钠与EDTA-4Na之混合。
7.根据权利要求1所述的一种硅烷防锈剂，其特征在于：所述多元醇为环己醇。
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Effective date of registration: 20200608 Address after: 523000 Room 101, building 1, No. 20, Yunlian Third Street, Dalang Town, Dongguan City, Guangdong Province Applicant after: Dongguan Jingcheng Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Address before: Two Guizhou Gan Miao Autonomous County, Ziyun City, Gansu Province, Gan Gan Gan Gan bridge group of the bridge, the group of 550800 Applicant before: Su Fei |
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Application publication date: 20180824 |
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