CN108866525A - 一种硅烷钝化剂溶液及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种硅烷钝化剂溶液及其制作工艺，该溶液包括以下重量百分比的组分：水70～83％，硅烷3～7％，氟锆酸5～10％和促进剂7～13％，促进剂为硝酸钠或酒石酸；该溶液的制作工艺，包括如下步骤：准备好水，将水温温度加热至60～70摄氏度；在a步骤后，往水中加入硅烷，搅拌30～40分钟；在b步骤后，再分别加入氟锆酸和促进剂，并搅拌10～20分钟即可制得该溶液，该溶液的PH值为1.5～2；该工艺布局操作过程简单，工艺缩短，减少维护量，所需成本低，实验条件容易达到；制备过程无毒性，无重金属污染；结合力好，不易开裂，具备自愈性能；钝化效果好，可满足市场需求。

Description

一种硅烷钝化剂溶液及其制作工艺
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种硅烷钝化剂溶液及其制作工艺。
背景技术
金属表面处理是提高钢铁抗大气腐蚀性能的关键技术，但在潮湿环境中大多数表面处理层容易发生腐蚀，使处理层表面形成腐蚀产物，影响外观，必须进行有效钝化。目前金属主要是基于磷酸锌等处理技术。但是其使用工序复杂，并且随着人们环境保护意识的加强，对磷、氮、镍和铬等重金属的排放也受到越来越严格的限制，故丞需开发出一种环保型钝化溶液。
随着有机硅烷技术作为一种绿色钝化技术，它的快速发展使其有望替代传统的铬酸盐(磷酸锌)处理技术。
硅烷防腐性能的研究始于二十世纪九十年代初，硅烷钝化可以有效用于铝及铝合金、锌及锌合金、铁及铁合金、铜及铜合金、镁及镁合金等金属或合金的防护。硅烷是一类硅基的有机/无机杂化物，其基本分子式为R′(CH2)nSi(OR)3，其中R′是有机官能团。可用于金属防腐处理的有机硅类物质主要有硅烷偶联剂、硅烷交联剂、硅树脂及聚硅氧烷等。但是这种工艺相对来说比较复杂，所需成本较高，且钝化效果一般，无法满足市场需求。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是在于提供一种硅烷钝化剂溶液及其制作工艺。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种硅烷钝化剂溶液，包括以下重量百分比的组分：水70～83％，硅烷3～7％，氟锆酸5～10％和促进剂7～13％。
进一步的，所述促进剂为硝酸钠或酒石酸。
一种硅烷钝化剂溶液的制作工艺，包括如下步骤：
a、准备好水，将水温温度加热至60～70摄氏度；
b、在a步骤后，往水中加入硅烷，搅拌30～40分钟；
c、在b步骤后，再分别加入氟锆酸和促进剂，并搅拌10～20分钟即可制得该溶液。
进一步的，所述该溶液的PH值为1.5～2。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
1)操作过程简单，工艺缩短，减少维护量，所需成本低，实验条件容易达到；
2)制备过程无毒性，无重金属污染；
3)结合力好，不易开裂，具备自愈性能；
4)钝化效果好，可满足市场需求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对发明作进一步的说明：
实施例一：
一种硅烷钝化剂溶液，包括以下重量百分比的组分：水70％，硅烷7％，氟锆酸10％和硝酸钠13％。
一种硅烷钝化剂溶液的制作工艺，包括如下步骤：
a、准备好水，将水温温度加热至70摄氏度；
b、在a步骤后，往水中加入硅烷，搅拌30分钟；
c、在b步骤后，再分别加入氟锆酸和促进剂，并搅拌20分钟即可制得PH值为1.7的该溶液。
操作使用时，按上述的方式配置成100ML的硅烷钝化剂溶液，再称取50g硅烷钝化950g的纯水，在磁力搅拌器上搅拌3min，用1:1的氢氧化钠水溶液调节PH在4.0，把预处理好的冷轧板试片放入硅烷钝化剂溶液中浸泡1min，在85℃的干燥箱内烘干15min；最后经过静电喷涂，喷涂完后固化，在220℃固化20min。
之后，对制备的钝化膜进行膜重分析为0.07g/m2；冲击等级为1级(冲击有开裂，无脱落)；中性盐雾实验时间1000h,符合GB/T1771—91色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定。
实施例二：
一种硅烷钝化剂溶液，包括以下重量百分比的组分：水75％，硅烷5％，氟锆酸10％和酒石酸10％。
一种硅烷钝化剂溶液的制作工艺，包括如下步骤：
a、准备好水，将水温温度加热至65摄氏度；
b、在a步骤后，往水中加入硅烷，搅拌35分钟；
c、在b步骤后，再分别加入氟锆酸和促进剂，并搅拌15分钟即可制得PH值为1.5的该溶液。
操作使用时，按上述的方式配置成100ML的硅烷钝化剂，再称取50g硅烷钝化950g的纯水，在磁力搅拌器上搅拌3min，用1:1的氢氧化钠水溶液调节PH在4.2，把预处理好的冷轧板试片放入硅烷钝化剂中浸泡1min，在85℃的干燥箱内烘干15min；最后经过静电喷涂，喷涂完后固化，在220℃固化20min。
之后，对制备的钝化膜进行膜重分析为0.09g/m2；冲击等级为1级(冲击有开裂，无脱落)；中性盐雾实验时间1000h,符合GB/T1771—91色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定。
实施例三：
一种硅烷钝化剂溶液，包括以下重量百分比的组分：水80％，硅烷4％，氟锆酸8％和硝酸钠8％。
一种硅烷钝化剂溶液的制作工艺，包括如下步骤：
a、准备好水，将水温温度加热至63摄氏度；
b、在a步骤后，往水中加入硅烷，搅拌38分钟；
c、在b步骤后，再分别加入氟锆酸和促进剂，并搅拌18分钟即可制得PH值为1.8的该溶液。
操作使用时，按上述的方式配置成100ML的硅烷钝化剂，再称取50g硅烷钝化950g的纯水，在磁力搅拌器上搅拌3min，用1:1的氢氧化钠水溶液调节PH在4.5，把预处理好的冷轧板试片放入硅烷钝化剂中浸泡1min，在85℃的干燥箱内烘干15min；最后经过静电喷涂，喷涂完后固化，在220℃固化20min。
之后，对制备的钝化膜进行膜重分析为0.09g/m2；冲击等级为0级；中性盐雾实验时间1000h,符合GB/T1771—91色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定。
实施例四：
一种硅烷钝化剂溶液，包括以下重量百分比的组分：水83％，硅烷3％，氟锆酸5％和硝酸钠9％。
一种硅烷钝化剂溶液的制作工艺，包括如下步骤：
a、准备好水，将水温温度加热至60摄氏度；
b、在a步骤后，往水中加入硅烷，搅拌40分钟；
c、在b步骤后，再分别加入氟锆酸和促进剂，并搅拌20分钟即可制得PH值为2.0的该溶液。
操作使用时，按上述的方式配置成100ML的硅烷钝化剂，再称取50g硅烷钝化950g的纯水，在磁力搅拌器上搅拌3min，用1:1的氢氧化钠水溶液调节PH在5.0，把预处理好的冷轧板试片放入硅烷钝化剂中浸泡1min，在85℃的干燥箱内烘干15min；最后经过静电喷涂，喷涂完后固化，在220℃固化20min。
之后，对制备的钝化膜进行膜重分析为0.09g/m2；冲击等级为1级(冲击有开裂)；中性盐雾实验时间1000h,符合GB/T1771—91色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定。
综上所述，利用本发明的硅烷钝化剂溶液，经涂装后具有很高的耐蚀性性能，硅烷钝化膜为黄色或金黄色与冷轧板极佳的结合力。且产品使用简便单一、绿色无污染，适合与工业生产及应用。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变和变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种硅烷钝化剂溶液，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：水70～83％，硅烷3～7％，氟锆酸5～10％和促进剂7～13％。
2.根据权利1所述的一种硅烷钝化剂溶液，其特征在于，所述促进剂为硝酸钠或酒石酸。
3.根据权利要求1所述的一种硅烷钝化剂溶液的制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、准备好水，将水温温度加热至60～70摄氏度；
b、在a步骤后，往水中加入硅烷，搅拌30～40分钟；
c、在b步骤后，再分别加入氟锆酸和促进剂，并搅拌10～20分钟即可制得该溶液。
4.根据权利要求3所述的一种硅烷钝化剂溶液的制作工艺，其特征在于，所述该溶液的PH值为1.5～2。
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