[发明专利]一种含脂肪醇聚氧乙烯醚的改性硅烷化金属表面前处理剂及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及金属表面处理剂技术，具体涉及一种含脂肪醇聚氧乙烯醚的改性硅烷化金属表面前处理剂及其制备方法。

背景技术

金属材料的腐蚀每时每刻都在我们周围发生。据统计每年约有10%的金属材料为腐蚀而无法回收，这不仅造成金属资源的巨大浪费，还对正常生产和人身安全带来严重威胁，对金属材料进行表面处理是一种常用的防腐蚀方法，目前用于金属涂装前处理主要方法是磷化法。但传统的的金属表面处理方法存在着因含有有毒有害物质而对环境有污染等问题，已不适应于人类社会越来越高的环境要求。

    金属材料经磷化后，可以增强金属基体与涂料之间的附着力，提高耐腐蚀性能。磷化处理固然有诸多优点，但也存在很多其自身无法克服的弊端：磷化处理液中都含有磷酸盐及重金属等有害物质，并且在处理过程中都或多或少会产生沉渣及有害气体，影响生产的正常进行，排放的废水COD及重金属如不进环保处理就会危害环境；另外，磷化处理大部分需在加温的条件下进行，能耗较大，工艺复杂，操作也不方便。随着社会的发展与进步，人们对金属涂装预处理产品的要求也愈来愈高，不仅希望它自身性能优良，更希望它能满足日益增长的环保需要、人体健康要求及资源节约要求。传统磷化处理的这些弊端就严重制约着它的进一步发展与应用。所以，人们望能开发出一种全新的处理工艺，它能保持传统磷化处理工艺优点的同时，又能做到工艺简单、绿色环保，综合成本低。

硅烷化处理与传统磷化相比具有以下多个优点：无有害重金属离子，不含磷，无需加温。硅烷处理过程不产生沉渣，处理时间短，控制简便。处理步骤少，可省去表调工序，槽液可重复使用。有效提高油漆对基材的附着力。可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种基材。但就目前的国内技术来说，不是十分成熟，尤其是硅烷和助剂的选型上，还有很多不足处。

金属表面硅烷化处理具有广阔的应用前景，但现有技术所成的硅烷膜存在抗腐蚀性能不强、成膜不均匀、不具备“自修复”性能或者“自修复”性能差等缺陷，限制了其发展。

发明内容

本发明公开了一种含脂肪醇聚氧乙烯醚的改性硅烷化金属表面前处理剂及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种含脂肪醇聚氧乙烯醚的改性硅烷化金属表面前处理剂，其特征在于，由下列重量份的原料组分制成：去离子水100、改性偶联剂9-11、丙醇10-15、γ-氯丙基三乙氧基硅烷 30-40、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷 20-30 、过氧化二异丙苯1-2、全氟辛基磺酸钠0.002-0.003、二辛基二月桂酸锡0.3-0.5、环氧树脂乳液 4-6、羧甲基纤维素钠2-3、司盘80 0.4-1.0、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2-0.6、乙酸镧 0.005-0.01、植酸 0.1-0.3。

所述的一种含脂肪醇聚氧乙烯醚的改性硅烷化金属表面前处理剂，其特征在于，由下列重量份的原料组分制成：去离子水100、改性偶联剂10、丙醇14、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷 25、γ-氯丙基三乙氧基硅烷 35、过氧化二异丙苯 1.5、全氟辛酸钠 0.0024、二辛基二月桂酸锡0.4、环氧树脂乳液 5、羧甲基纤维素钠 2、司盘80 0.6、脂肪醇聚氧乙烯醚0.4、乙酸镧 0.007、植酸0.25。

所述的含脂肪醇聚氧乙烯醚的改性硅烷化金属表面前处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

  （1）改性偶联剂制备

   将水溶性纳米级硅溶胶加入4-5%纳米锌粉、3-5%氧化铁、4-6%2-氨乙基十七烯基咪唑啉，混合加热至95-115℃，20-30分钟后冷却即可；

（2）在搅拌釜中按配方比例量先加入γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷，然后加入过氧化二异丙苯，以300-400rpm的速度搅拌3-4分钟后，再加入γ-氯丙基三乙氧基硅烷 ，以300-400rpm的速度搅拌3-5分钟后，将全氟辛酸钠和二辛基二月桂酸锡加入其中，在室温下和惰性气体保护的条件下，再以350-450rpm的速度搅拌30-40分钟，得到复配硅烷偶联剂A；

(3) 按配方比例将去离子水注入搅拌釜中，搅拌状态下将步骤（1）制得的改性偶联剂加入釜中，搅拌1-2分钟后，再加入丙醇，继续搅拌2-3分钟后，再加入环氧树脂乳液 ，搅拌5-6分钟，得到混合溶液B，搅拌速度为2000～2500rpm；

(4)将A和B混合，再依次加入羧甲基纤维素钠、司盘80、脂肪醇聚氧乙烯醚、植酸，搅拌状态下，于55-65℃条件下恒温反应，得到混合溶液C；

(5) 最后加入乙酸镧 ，搅拌10-15分钟后，得到最终产品。