[发明专利]金属表面涂装纳米硅化处理液

说明书

技术领域  本发明涉及金属表面处理领域，具体的讲是一种金属表面涂装纳米硅化处理液。

背景技术  金属表面涂装前处理对设备、仪器、家用电气等等的应用是非常重要的，它不仅关系到设备的外装饰，而且直接影响着它的使用寿命。一百多年来都在使用磷化处理，而且取得了巨大成功，创造了巨大的经济和社会效益。但是从科学发展观和可持续发展以及社会进步观察，这种方法就愈显和现代文明以及环境保护极不适应。磷化处理最大问题是对环境的污染，无论何种磷化，一般都有硝酸、磷酸、及其金属盐类、锌、锰、钙、镍、铜......还有促进剂、硝基化合物、络合物、氟化物等。例如某厂排放废水分析：PH值3~4，悬浮物1000mg/L，六价铬19mg/L，镍2mg/L，锰25mg/L......可见磷化后废液排放对水体污染何其严重。如何研究改变这种既不会对环境造成污染，又能达到较好的对金属表面处理效果，这个现实的问题摆在了我们面前。

发明内容  本发明的目的是针对以上不足、提供一种成本低、不污染环境、又能达到较好的对金属表面处理效果的金属表面涂装纳米硅化处理液。

本发明技术方案是由以下步骤实现的：

第一步骤是配方：

组分A：硅酸盐10~20g/L(克/升)；乙二胺四乙酸四钠盐1~10g/L(克/升)。

组分B：氨丙基三乙氧基硅烷5~10g/L(克/升)；1808-1＝10~20g/L(克/升)；1810-1＝10~20g/L(克/升)。

组分C：氢氧化钠1~5g/L(克/升)

第二步骤为组合制作：

首先将组分A混合后充分搅拌，老化1~2小时；然后将组分B在加温反应釜中加温搅拌，加温至50~70℃，反应2~5小时后冷却至常温，老化1~2小时；最后将组分A与组分B以100：60的比例温合后，加入组分C氢氧化钠1~5g/L(克/升)，将溶液PH值调整至11.5~13.5之间，老化6小时后即得到金属表面涂装纳米硅化处理液。

为了克服磷化带来的影响，实现可持续发展的科学发展观，我们探索研究金属表面硅石化处理以替代磷化处理。它在克服磷化处理缺陷，消除磷化处理废水污染，防止涂装前腐蚀问题有了长足的进展。而且可以明显地观察到硅石化处理后提高了涂层对基体的附着力，耐蚀性有了显著的提升。

基体前处理有两个目的：一个是增加涂层与基体的结合强度(即加大附着力)；另一目的是增强涂层的功能(防腐蚀、防损伤)。通过试验被硅石化后的金属电极和裸金属电极在腐蚀介质中的极化曲线发现硅石膜覆盖的金属电极体系的腐蚀电位与裸金属电极相比明显升高，而极化电流显著下降(约降3-4个数量级)，说明金属表面确实形成了阻挡层，而增强了金属基体的抗蚀能力。国外等用电化学阻抗谱(EIS)测试对此也进一步证实这一结果。

硅石化按化学结构分两大类：单硅石和双硅石，其结构通式可写为：R-(CH2)-Si-(OR)3和(RO)3-Si-(CH2)n-R-(CH2)n-Si-(OR)3，其中：R-为官能团，RO-为可水解的硅氧基。正因它含有亲无机和对有机基团，所以增强有机材料(如涂料)与无机材料(如金属表面)的粘结性。国外研究硅烷化偶联用于金属材料(如碳钢、铝及其合金等)表面防护处理，有望代替磷化处理和铬酸盐钝化处理。试验证明金属表面硅石化试验结果与预期目的很相似，确实能替代磷化处理。

本发明主要用于黑色金属表面涂装前的表面处理，使金属表面生成一层致密的硅石膜，一是防止金属与空气接触避免生锈，二是利用硅石膜的凹凸不平增大涂层与金属表面接触附着的表面积，从而增加涂层与基面的结合力，替代原有的已有近百年历史的金属表面磷公处理。

与传统产品的比较：符合环保要求，没有传统表面处理的酸液废渣及有磷排放；没有传统金属表面处理的重金属污染；降低涂装前表面处理的成本。

具体实施方式

实施例一：

配方：组分A、硅酸盐10g/L(克/升)；乙二胺四乙酸四钠盐1g/L(克/升)。组分B、氨丙基三乙氧基硅烷5g/L(克/升)；1808-1＝10g/L(克/升)；1810-1＝10g/L(克/升)。

组合制作：首先将组分A混合后充分搅拌，老化1小时；然后将组分B在加温反应釜中加温搅拌，加温至50℃，反应2小时后冷却至常温，老化1小时；最后将两组分的组分A与组分B以100：60的比例温合后，加入氢氧化钠1g/L(克/升)，将溶液PH值调整至11.5之间，老化6小时后即得到金属表面涂装纳米硅化处理液。

实施例二：