CN117779030A - 一种硅晶槽液及环保金属表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体公开了一种硅晶槽液及环保金属表面处理工艺。所述硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：交联剂3‑7％；SiN共聚物2‑10％；丙烯酸树脂5‑15％；防锈剂2‑5％；非离子表面活性剂10‑30％；分散剂5‑8％；余量为水。所述环保金属表面处理工艺，包括硅晶处理步骤和烘干步骤，其中硅晶处理为：将所述硅晶槽液用水稀释10‑30倍，形成含硅金属表面处理液；将所述含硅金属表面处理液喷淋、浸泡或辊涂金属工件。本发明主要着重于提高金属表面的防腐蚀性能。通过简化处理步骤和减少环境有害化学物质的使用，该工艺提高了生产效率，还降低了环境影响。适用于多种金属材料，它能够有效增强涂层的附着力和耐久性，从而提供良好防腐蚀保护。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种硅晶槽液及环保金属表面处理工艺。
背景技术
在传统金属表面处理领域，工艺繁琐且环境负担沉重是业内公认的难题。传统流程需穿梭于脱脂、水洗、表面调整、磷化等多达九个阶段，且每一阶段后均需用水清洗，之后才能进行烘干。这一重复且冗长的流程不仅耗费了大量的水资源，也因使用含有磷、镍、铬等重金属的化学物质而对环境造成极大压力。这些重金属处理剂的处理与排放问题，已成为亟待解决的难题。
此外，现行工艺所用的化学品，如强酸、强碱、氢氟酸等大量使用，危险性极大，对操作人员的健康构成严重威胁，也大幅增加了生产过程中的安全风险。工艺的安全性问题，不仅关系到操作人员的直接健康，更影响到整个生产环节的稳定性和可靠性。同时，现有技术在处理不同金属材质时的局限性，如针对铝、铁、不锈钢、铜等材料需要分别处理，大幅提高了生产成本和复杂度，减缓了生产效率。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：
交联剂3-7％；
SiN共聚物2-10％；
丙烯酸树脂5-15％；
防锈剂2-5％；
非离子表面活性剂10-30％；
分散剂5-8％；
余量为水。
优选地，所述交联剂为丁二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三缩水甘油三丙烯酸酯、四羟甲基丙烷四丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
优选地，所述SiN共聚物为甲基乙烯基双(N-甲基乙酰氨基)硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷、氨基乙基氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基-4-[(三甲基甲硅烷基)乙炔基]苯甲酸甲酯、(二甲氨基)甲基乙氧基硅烷和三(二甲氨基)甲基硅烷中的一种或多种。
优选地，所述丙烯酸树脂为CA-600L丙烯酸乳液、/>CA7160A丙烯酸乳液、/>3076丙烯酸乳液、/>7734丙烯酸乳液、CA7160 RC丙烯酸乳液和/>CR-726丙烯酸乳液中的一种或多种。
优选地，所述防锈剂为羧酸纳、磺酸钠、苯丙三氮唑、甲基苯并三唑、羟基甲基苯并三唑、二硫代苯并三唑、氯代苯并三唑中的一种或多种。
优选地，所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型表面活性剂。
优选地，所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂根为长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺类。
优选地，所述非离子表面活性剂为吐温表面活性剂、十二烷基葡萄糖苷、曲拉通X-100和AEO-9中的一种或多种。
优选地，所述分散剂为聚羧酸钠盐分散剂或聚酰胺类超分散剂。
优选地，所述分散剂为聚羧酸钠盐分散剂Tersperse 2700、聚酰胺类超分散剂Disponer983、896、904S或9250。
一种硅晶槽液的制备方法，包括下述步骤：将原料加入到反应釜中，加温至65-85℃，200-800转/分搅拌1-3小时，保温12-36小时；再200-800转/分搅拌1-3小时，得到所述硅晶槽液。
本发明还提供了一种环保金属表面处理工艺，采用所述硅晶槽液。
优选地，一种环保金属表面处理工艺，包括硅晶处理步骤和烘干步骤，所述硅晶处理步骤为：
(1)将所述硅晶槽液用水稀释10-30倍，形成含硅金属表面处理液；
(2)将所述含硅金属表面处理液喷淋、浸泡或辊涂金属工件。
优选地，所述金属工件为铝质工件、铁质工件、不锈钢、镀锌件或铜质工件。
优选地，所述喷淋步骤为：10-40℃将所述含硅金属表面处理液喷淋金属工件2-5分钟。
优选地，所述浸泡步骤为：10-40℃将金属工件浸泡在所述含硅金属表面处理液10-15分钟。
优选地，所述辊涂步骤为：10-40℃将金属工件辊涂所述含硅金属表面处理液1-2秒。
优选地，所述烘干步骤为：80-350℃，将金属工件烘烤1-10分钟。
本发明的硅晶槽液，可以处理铝质工件、铁质工件、不锈钢、镀锌件、铜质工件。经环保金属表面处理工艺处理后的铝质工件、铁质工件、不锈钢、镀锌件、铜质工件，可以直接喷粉或喷漆。可得到极好的漆膜附着，以及极佳的防腐性能。
本发明的硅晶槽液及环保金属表面处理工艺的有益效果主要包括：
(1)简化工艺流程：通过减少处理步骤，简化传统金属表面处理流程，提高生产效率。
(2)环保性能：减少了对环境有害的化学物质使用，降低了废水排放，更符合环保要求。
(3)适用性广泛：适用于多种金属材料(如铝、铁、不锈钢等)，提供灵活的处理方案。
(4)提高涂层性能：增强涂层的附着力和耐久性，提供优异的防腐蚀性能，保护金属工件。
(5)经济效益：降低能耗和成本，同时提高产品质量，具有较好的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明采用喷淋的环保金属表面处理工艺图。
图2为本发明采用辊涂的环保金属表面处理工艺图。
图3为本发明采用铝板进行盐雾试验400小时对比图。
图4为本发明采用镀锌板进行盐雾试验400小时对比图。
图5为本发明采用冷轧钢板进行盐雾试验400小时对比图。
图6为硅晶在装饰铝板带前处理工艺对比图。
图7为硅晶在铝罐盖前处理工艺对比图。
图8为本发明与传统工艺综合对比图。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
一种硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：
交联剂3-7％；
SiN共聚物2-10％；
丙烯酸树脂5-15％；
防锈剂2-5％；
非离子表面活性剂10-30％；
分散剂5-8％；
余量为水。
所述交联剂为丁二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三缩水甘油三丙烯酸酯、四羟甲基丙烷四丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烯酸酯中的一种或多种。在本发明中，交联剂通过在体系中形成稳定的交联网络，显著提高了体系的机械强度和耐磨性，从而增强了金属工件的耐用性。交联剂还能提升体系的化学稳定性，使其能够更好地抵抗化学物质的侵蚀，有效保护金属表面不受腐蚀。此外，它们还增强了涂层与金属表面的粘附力，确保涂层牢固地附着在金属上。这种增强的粘附力和化学稳定性使得经过处理的金属工件(如铝、铁、不锈钢、镀锌件、铜)能够直接进行喷粉或喷漆，且涂层具有极佳的附着力和防腐性能。
所述SiN共聚物为甲基乙烯基双(N-甲基乙酰氨基)硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷、氨基乙基氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基-4-[(三甲基甲硅烷基)乙炔基]苯甲酸甲酯、(二甲氨基)甲基乙氧基硅烷和三(二甲氨基)甲基硅烷中的一种或多种。在本发明中，各种SiN共聚物的选择和应用旨在利用它们独特的化学结构来提升金属表面的处理效果。这些化合物通过其官能团与金属表面的相互作用，形成强化的化学键和交联网络，从而增强涂层的附着力、耐腐蚀性和耐久性。甲基乙烯基团和氨基团的存在为这些化合物提供了与金属表面进行化学反应的活性位点，这样的反应不仅提高了涂层与金属基底的相容性，还增强了涂层的抗环境侵蚀能力。此外，SiN共聚物的分子结构允许它们在处理过程中形成密实的防护层，这层防护层能够有效抵抗化学物质的侵蚀，保护金属表面不受损害，同时也提供了更为均匀和美观的外观。因此，SiN共聚物在提高金属表面处理质量和效率方面发挥着重要的作用。优选地，所述SiN共聚物为甲基乙烯基双(N-甲基乙酰氨基)硅烷和(二甲氨基)甲基乙氧基硅烷的组合物。
| SiN共聚物 | CAS号 |
| 甲基乙烯基双(N-甲基乙酰氨基)硅烷 | 50791-87-2 |
| (氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷 | 75822-22-9 |
| 氨基乙基氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷 | 23410-40-4 |
| 3-氨基-4-[(三甲基甲硅烷基)乙炔基]苯甲酸甲酯 | 1186611-25-5 |
| (二甲氨基)甲基乙氧基硅烷 | 96836-74-7 |
| 三(二甲氨基)甲基硅烷 | 3768-57-8 |
所述丙烯酸树脂为CA-600L丙烯酸乳液、/>CA7160A丙烯酸乳液、/>3076丙烯酸乳液、/>7734丙烯酸乳液、/>CA7160 RC丙烯酸乳液和/>CR-726丙烯酸乳液中的一种或多种。在本发明中，丙烯酸树脂显著提升了涂层对金属表面的粘附力，这对涂层的长期耐久性至关重要。丙烯酸树脂在金属表面形成的保护膜能有效抵抗腐蚀和磨损，延长金属材料的使用寿命。这些树脂还改善了涂层的机械性能，如弹性、硬度和耐磨性，使得涂层更加坚固耐用。此外，丙烯酸树脂增强了涂层的耐化学性能，特别是对抗化学溶剂和清洁剂的能力。最后，丙烯酸树脂还能改善涂层的外观，提供更光滑、均匀的表面，从而增加了产品的美观性。因此，丙烯酸树脂在本发明金属表面处理中发挥了多方面的作用。
所述防锈剂为羧酸纳、磺酸钠、苯丙三氮唑、甲基苯并三唑、羟基甲基苯并三唑、二硫代苯并三唑、氯代苯并三唑中的一种或多种。所述防锈剂的作用主要是保护金属表面免受腐蚀。所选用的防锈剂包括羧酸纳、磺酸钠、苯丙三氮唑、甲基苯并三唑、羟基甲基苯并三唑、二硫代苯并三唑、氯代苯并三唑等。这些化合物通过在金属表面形成保护层或与金属离子反应生成稳定的络合物，有效防止水分和氧气对金属的腐蚀作用。例如，苯并三唑类化合物(如苯丙三氮唑、甲基苯并三唑)则通过形成致密的分子膜阻挡腐蚀介质。这些防锈剂的使用，使得硅晶槽液能够有效处理多种金属材料(如铝、铁、不锈钢等)，并在涂装前为其提供良好的防腐底层保护，确保最终涂层的附着力和防腐性能。
所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型表面活性剂。所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂根为长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺类。所述非离子表面活性剂为吐温表面活性剂、十二烷基葡萄糖苷、曲拉通X-100和AEO-9中的一种或多种。所述非离子表面活性剂的作用主要是改善金属表面的润湿性和涂层的均匀性。这些表面活性剂能降低水和其他液体的表面张力，使得硅晶槽液更容易润湿金属表面，从而提高涂层在金属表面的均匀分布。此外，非离子表面活性剂还有助于保持硅晶槽液的稳定性，防止成分分离。优选的非离子表面活性剂包括聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型表面活性剂。这些表面活性剂在处理金属表面时，不仅提高了处理效率，还保证了涂层的质量和性能。
所述分散剂为聚羧酸钠盐分散剂或聚酰胺类超分散剂。所述分散剂为聚羧酸钠盐分散剂Tersperse 2700、聚酰胺类超分散剂Disponer983、896、904S或9250。所述分散剂的作用是提高液体中其他组分的分散性和稳定性。所述分散剂能够有效地降低液体中组分的聚集和沉淀，从而确保硅晶槽液的均匀性。这些分散剂特别适用于维持液体中活性成分的稳定分散，使得硅晶槽液在处理金属表面时能够提供更均匀的覆盖和更好的处理效果。通过使用这些分散剂，硅晶槽液可以更有效地作用于各种金属表面，如铝、铁、不锈钢等，以达到优异的涂层附着和防腐性能。
在本发明中，分散剂和非离子表面活性剂虽然都用于改善液体的物理性质，但它们的主要作用有所不同。分散剂，如聚羧酸钠盐分散剂或聚酰胺类超分散剂，主要用于保持液体中成分的均匀分散，防止组分聚集或沉淀。而非离子表面活性剂则主要用于降低液体的表面张力，增强液体对金属表面的润湿性。在某些情况下，这两种添加剂可以协同作用，以提高整体配方的效果，例如提高涂层的均匀性和稳定性。
一种环保金属表面处理工艺，包括硅晶处理步骤和烘干步骤，所述硅晶处理步骤为：
(1)将所述硅晶槽液用水稀释10-30倍，形成含硅金属表面处理液；将浓缩的硅晶槽液以10-30倍的比例稀释，使得含硅金属表面处理液具有适当的浓度，确保涂层的均匀性和有效性。
(2)将所述含硅金属表面处理液喷淋、浸泡或辊涂金属工件。
所述金属工件为铝质工件、铁质工件、不锈钢、镀锌件或铜质工件。
所述喷淋步骤为：10-40℃将所述含硅金属表面处理液喷淋金属工件2-5分钟。通过喷射的方式，液体能够均匀覆盖在复杂或不规则的表面上，适用于各种形状和尺寸的工件。
所述浸泡步骤为：10-40℃将金属工件浸泡在所述含硅金属表面处理液10-15分钟。将工件完全浸入液体中，确保每个角落都能接触到处理液，适用于需要深层处理的工件。
所述辊涂步骤为：10-40℃将金属工件辊涂所述含硅金属表面处理液1-2秒。通过辊筒将液体均匀涂抹在工件表面，适用于平面或大批量的工件处理。
在环保金属表面处理工艺中，使用喷淋、浸泡或辊涂方法将含硅金属表面处理液均匀地施加到金属工件上，是为了确保每个部分的金属表面都能得到充分的覆盖和处理。这些方法各有其特点。具体方法的选择取决于工件的具体要求、形状和尺寸，以及工艺流程的效率需求。通过正确选择适当的方法，可以确保金属工件表面得到均匀且有效的硅晶处理，提高最终涂层的性能和耐久性。
所述烘干步骤为：80-350℃，将金属工件烘烤1-10分钟。以促进涂层的固化和干燥，从而增强涂层的附着力和耐久性。
这一工艺流程适用于多种金属材料，如铝、铁、不锈钢、镀锌件和铜质工件，旨在提供均匀且高效的表面处理，以提高金属工件的耐腐蚀性和涂层的附着力。
经过本发明硅晶处理后的这些金属工件可以直接进行喷粉或喷漆。处理过的工件展现出极好的漆膜附着性和极佳的防腐性能。这种表面处理技术的应用提供了广泛的材料适应性和优越的表面保护效果，对于提升金属工件的整体性能和耐久性至关重要。
对比传统处理方法，本发明硅晶金属表面处理产品及其工艺，可以减少70％的设备投入；减少98％以上的用水量；实现废水零排放；(配合油水分离系统)减少60％的管理成本；提升2-3倍的生产效率；节省70％的能耗。可实现多种金属材质产品共线处理。可提供更优异的防腐性能，7-15天不返锈(铁)。可解决不锈钢、铜、钝化板不能涂装的难题。
实施例1
一种硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：交联剂5％；SiN共聚物8％；丙烯酸树脂10％；防锈剂3％；非离子表面活性剂15％；分散剂6％；余量为水。
所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
所述SiN共聚物为甲基乙烯基双(N-甲基乙酰氨基)硅烷。
所述丙烯酸树脂为CR-726丙烯酸乳液。
所述防锈剂为苯丙三氮唑。
所述非离子表面活性剂为曲拉通X-100。
所述分散剂为聚酰胺类超分散剂Disponer983。
一种硅晶槽液的制备方法，包括下述步骤：将原料加入到反应釜中，加温至75℃，500转/分搅拌2小时，保温24小时；再500转/分搅拌2小时，得到所述硅晶槽液。
实施例2
一种硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：交联剂5％；SiN共聚物8％；丙烯酸树脂10％；防锈剂3％；非离子表面活性剂15％；分散剂6％；余量为水。
所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
所述SiN共聚物为(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷。
所述丙烯酸树脂为CR-726丙烯酸乳液。
所述防锈剂为苯丙三氮唑。
所述非离子表面活性剂为曲拉通X-100。
所述分散剂为聚酰胺类超分散剂Disponer983。
一种硅晶槽液的制备方法，包括下述步骤：将原料加入到反应釜中，加温至75℃，500转/分搅拌2小时，保温24小时；再500转/分搅拌2小时，得到所述硅晶槽液。
实施例3
一种硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：交联剂5％；SiN共聚物8％；丙烯酸树脂10％；防锈剂3％；非离子表面活性剂15％；分散剂6％；余量为水。
所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
所述SiN共聚物为氨基乙基氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷。
所述丙烯酸树脂为CR-726丙烯酸乳液。
所述防锈剂为苯丙三氮唑。
所述非离子表面活性剂为曲拉通X-100。
所述分散剂为聚酰胺类超分散剂Disponer983。
一种硅晶槽液的制备方法，包括下述步骤：将原料加入到反应釜中，加温至75℃，500转/分搅拌2小时，保温24小时；再500转/分搅拌2小时，得到所述硅晶槽液。
实施例4
一种硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：交联剂5％；SiN共聚物8％；丙烯酸树脂10％；防锈剂3％；非离子表面活性剂15％；分散剂6％；余量为水。
所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
所述SiN共聚物为3-氨基-4-[(三甲基甲硅烷基)乙炔基]苯甲酸甲酯。
所述丙烯酸树脂为CR-726丙烯酸乳液。
所述防锈剂为苯丙三氮唑。
所述非离子表面活性剂为曲拉通X-100。
所述分散剂为聚酰胺类超分散剂Disponer983。
一种硅晶槽液的制备方法，包括下述步骤：将原料加入到反应釜中，加温至75℃，500转/分搅拌2小时，保温24小时；再500转/分搅拌2小时，得到所述硅晶槽液。
实施例5
一种硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：交联剂5％；SiN共聚物8％；丙烯酸树脂10％；防锈剂3％；非离子表面活性剂15％；分散剂6％；余量为水。
所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
所述SiN共聚物为(二甲氨基)甲基乙氧基硅烷。
所述丙烯酸树脂为CR-726丙烯酸乳液。
所述防锈剂为苯丙三氮唑。
所述非离子表面活性剂为曲拉通X-100。
所述分散剂为聚酰胺类超分散剂Disponer983。
一种硅晶槽液的制备方法，包括下述步骤：将原料加入到反应釜中，加温至75℃，500转/分搅拌2小时，保温24小时；再500转/分搅拌2小时，得到所述硅晶槽液。
实施例6
一种硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：交联剂5％；SiN共聚物8％；丙烯酸树脂10％；防锈剂3％；非离子表面活性剂15％；分散剂6％；余量为水。
所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
所述SiN共聚物为三(二甲氨基)甲基硅烷。
所述丙烯酸树脂为CR-726丙烯酸乳液。
所述防锈剂为苯丙三氮唑。
所述非离子表面活性剂为曲拉通X-100。
所述分散剂为聚酰胺类超分散剂Disponer983。
一种硅晶槽液的制备方法，包括下述步骤：将原料加入到反应釜中，加温至75℃，500转/分搅拌2小时，保温24小时；再500转/分搅拌2小时，得到所述硅晶槽液。
实施例7
一种硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：交联剂5％；甲基乙烯基双(N-甲基乙酰氨基)硅烷4％；(二甲氨基)甲基乙氧基硅烷4％；丙烯酸树脂10％；防锈剂3％；非离子表面活性剂15％；分散剂6％；余量为水。
所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
所述丙烯酸树脂为CR-726丙烯酸乳液。
所述防锈剂为苯丙三氮唑。
所述非离子表面活性剂为曲拉通X-100。
所述分散剂为聚酰胺类超分散剂Disponer983。
一种硅晶槽液的制备方法，包括下述步骤：将原料加入到反应釜中，加温至75℃，500转/分搅拌2小时，保温24小时；再500转/分搅拌2小时，得到所述硅晶槽液。
实施例8
一种硅晶槽液，包括下述质量百分比原料：交联剂5％；甲基乙烯基双(N-甲基乙酰氨基)硅烷4％；(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷4％；丙烯酸树脂10％；防锈剂3％；非离子表面活性剂15％；分散剂6％；余量为水。
所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
所述丙烯酸树脂为CR-726丙烯酸乳液。
所述防锈剂为苯丙三氮唑。
所述非离子表面活性剂为曲拉通X-100。
所述分散剂为聚酰胺类超分散剂Disponer983。
一种硅晶槽液的制备方法，包括下述步骤：将原料加入到反应釜中，加温至75℃，500转/分搅拌2小时，保温24小时；再500转/分搅拌2小时，得到所述硅晶槽液。
应用例1：
一种环保金属表面处理工艺，包括硅晶处理步骤和烘干步骤，所述硅晶处理步骤为：
(1)将实施例1所述硅晶槽液用水稀释20倍，形成含硅金属表面处理液。
(2)将所述含硅金属表面处理液喷淋金属工件。
所述喷淋步骤为：30℃将所述含硅金属表面处理液喷淋金属工件4分钟。
所述烘干步骤为：150℃，将金属工件烘烤5分钟。
所述金属工件为铝质工件、铁质工件、不锈钢、镀锌件或铜质工件。
图1为本发明采用喷淋的环保金属表面处理工艺图。
应用例2：
一种环保金属表面处理工艺，包括硅晶处理步骤和烘干步骤，所述硅晶处理步骤为：
(1)将实施例1所述硅晶槽液用水稀释20倍，形成含硅金属表面处理液。
(2)将所述含硅金属表面处理液浸泡金属工件。
所述浸泡步骤为：30℃将金属工件浸泡在所述含硅金属表面处理液12分钟。
所述烘干步骤为：150℃，将金属工件烘烤5分钟。
所述金属工件为铝质工件、铁质工件、不锈钢、镀锌件或铜质工件。
应用例3：
一种环保金属表面处理工艺，包括硅晶处理步骤和烘干步骤，所述硅晶处理步骤为：
(1)将实施例1所述硅晶槽液用水稀释20倍，形成含硅金属表面处理液。
(2)将所述含硅金属表面处理液辊涂金属工件。
所述辊涂步骤为：30℃将金属工件辊涂所述含硅金属表面处理液2秒。
所述烘干步骤为：150℃，将金属工件烘烤5分钟。
所述金属工件为铝质工件、铁质工件、不锈钢、镀锌件或铜质工件。
图2为本发明采用辊涂的环保金属表面处理工艺图。
测试例1
硅晶槽液用水稀释20倍，形成含硅金属表面处理液。将洁净镀锌平板工件，完全浸泡在30℃的其重量10倍的含硅金属表面处理液10分钟后，取出之后150℃烘烤5分钟，得到待测工件。
参考JIS Z2371：2000规定的盐水喷雾试验在40℃采用100g/L盐水作为腐蚀介质，对待测工件进行喷雾试验，观察其白锈产生状况。
空白例为直接将洁净镀锌平板工件进行喷雾试验。
在本发明中，甲基乙烯基双(N-甲基乙酰氨基)硅烷和(二甲氨基)甲基乙氧基硅烷之所以表现出比其他硅烷化合物更优异的金属表面处理效果，原因可能与它们独特的化学结构相关。这两种化合物包含的活性官能团能够与金属表面形成稳固的共价键，提供显著的附着力。甲基乙烯基团的引入可能促进了额外的交联点的形成，有利于在固化过程中形成一个更加稳定和持久的网络结构。与此同时，甲基乙烯基和N-甲基乙酰氨基团的极性与金属表面的极性相匹配，增强了分子与表面的相容性，而其疏水部分则有助于提高涂层的环境稳定性。此外，相对较小的分子尺寸和有利的空间排列使得这些分子能够更深入地渗透到金属表面的微小孔隙中，从而提供更全面的保护。这些特性共同作用，形成了密实、均匀且耐久的保护涂层，显著优化了金属表面的整体性能。
实施例7表明甲基乙烯基双(N-甲基乙酰氨基)硅烷和(二甲氨基)甲基乙氧基硅烷具有协同增效作用，可能与它们独特的化学结构相关。这两种化合物包含的活性官能团能够与金属表面形成稳固的共价键，提供显著的附着力。甲基乙烯基团的引入可能促进了额外的交联点的形成，有利于在固化过程中形成一个更加稳定和持久的网络结构。同时，这些分子的相对较小尺寸和有利的空间排列使得它们能够更深入地渗透到金属表面的微小孔隙中，从而提供更全面的保护。
测试例2
实施例1的硅晶槽液用水稀释20倍，形成含硅金属表面处理液。将洁净铝板/镀锌板/冷轧钢板，完全浸泡在30℃的其重量10倍的含硅金属表面处理液10分钟后，取出之后150℃烘烤5分钟，得到待测工件。
参考JIS Z2371：2000规定的盐水喷雾试验在35℃采用50g/L盐水作为腐蚀介质，对待测工件进行喷雾试验400小时。具体结果比对见图3-5。
图3为本发明采用铝板进行盐雾试验400小时对比图。
图4为本发明采用镀锌板进行盐雾试验400小时对比图。
图5为本发明采用冷轧钢板进行盐雾试验400小时对比图。
图6为硅晶在装饰铝板带前处理工艺对比图。显然，在装饰铝板带前处理工艺中，本发明相对于传统工艺大幅节约处理时间。
图7为硅晶在铝罐盖前处理工艺对比图。显然，在铝罐盖前处理工艺中，本发明相对于传统工艺大幅节约处理时间。硅晶用于铝罐盖涂层，121℃@
30min高压蒸煮；无发白；无羽膜；无起泡；耐硫、耐酸测试性能优异。
图8为本发明与传统工艺综合对比图。显然，本发明相对于传统工艺大幅节约成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种硅晶槽液，其特征在于，包括下述质量百分比原料：
交联剂3-7％；
SiN共聚物2-10％；
丙烯酸树脂5-15％；
防锈剂2-5％；
非离子表面活性剂10-30％；
分散剂5-8％；
余量为水。
2.根据权利要求1所述的硅晶槽液，其特征在于，所述交联剂为丁二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三缩水甘油三丙烯酸酯、四羟甲基丙烷四丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的硅晶槽液，其特征在于，所述SiN共聚物为甲基乙烯基双(N-甲基乙酰氨基)硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷、氨基乙基氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基-4-[(三甲基甲硅烷基)乙炔基]苯甲酸甲酯、(二甲氨基)甲基乙氧基硅烷和三(二甲氨基)甲基硅烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的硅晶槽液，其特征在于，所述丙烯酸树脂为CA-600L丙烯酸乳液、/>CA7160A丙烯酸乳液、/>3076丙烯酸乳液、7734丙烯酸乳液、/>CA7160RC丙烯酸乳液和/>CR-726丙烯酸乳液中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的硅晶槽液，其特征在于，所述防锈剂为羧酸纳、磺酸钠、苯丙三氮唑、甲基苯并三唑、羟基甲基苯并三唑、二硫代苯并三唑、氯代苯并三唑中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的硅晶槽液，其特征在于，所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型表面活性剂。
7.根据权利要求1所述的硅晶槽液，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸钠盐分散剂Tersperse 2700、聚酰胺类超分散剂Disponer983、896、904S或9250。
8.一种环保金属表面处理工艺，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述硅晶槽液。
9.根据权利要求8所述的环保金属表面处理工艺，包括硅晶处理步骤和烘干步骤，其特征在于，所述硅晶处理步骤为：
(1)将所述硅晶槽液用水稀释10-30倍，形成含硅金属表面处理液；
(2)将所述含硅金属表面处理液喷淋、浸泡或辊涂金属工件。
10.根据权利要求9所述的环保金属表面处理工艺，包括硅晶处理步骤和烘干步骤，其特征在于：
所述金属工件为铝质工件、铁质工件、不锈钢、镀锌件或铜质工件；
所述喷淋步骤为：10-40℃将所述含硅金属表面处理液喷淋金属工件2-5分钟；
所述浸泡步骤为：10-40℃将金属工件浸泡在所述含硅金属表面处理液10-15分钟；
所述辊涂步骤为：10-40℃将金属工件辊涂所述含硅金属表面处理液1-2秒；
所述烘干步骤为：80-350℃，将金属工件烘烤1-10分钟。
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