[发明专利]一种高效附着力促进剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料涂装前处理领域，涉及高温合金涂装前的表面处理，具体涉及一种高效附着力促进剂。

背景技术

钛合金及高温合金因强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点广泛应用于航空、航天领域，但是这类金属具有难镀、难粘接、难涂的缺点，常规涂层在其表面附着力差，易脱落，从目前的文献资料中未找到此类金属表面涂覆装饰性涂层的资料介绍。

涂装前处理即在涂装前对工件表面之氧化皮、铁锈、油脂、尘土等污垢物进行彻底清洗的工序，以提高涂料与金属表面的结合强度和附着力，从而获得高品质的产品，并延长产品的使用寿命。机械打磨是较通用的简单易行的前处理方法，其对常规的金属具有很好的清洁效果，能有效的清除钢、铝等金属表面的氧化皮，同时提高待涂装面的粗糙度，从而有效提高涂层在基材上的附着力，但是对于部分较硬的金属，单独的打磨前处理提高附着力的效果有限，如高温合金其表面的硬度较高，打磨很难提高基材表面的粗糙度，并且高温合金具有较好的惰性，有机涂层在其表面的附着力很差，甚至被广泛应用于粘接材料领域的环氧树脂涂料在其表面也很难粘附。为解决这一难题，通常都采用工艺较复杂的化学处理方式，这无疑增加了生产成本，因此寻求一种简单、高效的处理方式，提高涂层附着力，解决高温合金表面漆膜附着力差的问题具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效附着力促进剂，以有机硅单体和硅烷偶联剂制备了带活性官能团的聚硅氧烷，通过有机溶剂进行分散，提供了一种高效的附着力促进剂，以提高环氧涂料在金属基材表面特别是高温合金表面的附着力。

一种高效附着力促进剂，将带活性官能团的聚硅氧烷分散在有机溶剂中，其质量计组分组成为：

带活性官能团的聚硅氧烷 3～15份

有机溶剂               60～80份

所述带活性官能团的聚硅氧烷为有机硅单体和带活性基团的硅烷偶联剂通过部分水解缩聚制成的聚硅氧烷，具体采用有机硅单体、硅烷偶联剂、水、氢氟酸和溶剂为原料，其中有机硅单体为正硅酸甲酯和正硅酸乙酯中的一种或两种，硅烷偶联剂为含氨基的硅烷偶联剂(KH-550)和含环氧基团的硅烷偶联剂(KH-560)中的一种，溶剂为乙醇；各原料按质量份比为有机硅单体：硅烷偶联剂：水：氢氟酸：乙醇＝30～60：40～70：10～30：0.01～0.5：50～90，进行化学反应，反应产物经提纯后制备获得上述带活性官能团的聚硅氧烷。

所述有机溶剂为含醇类的有机溶剂，可以是单独的醇溶剂或醇与其他有机溶剂的混合溶剂。

制备上述高效附着力促进剂的工艺步骤是：

(1)按比例称量原料物有机硅单体、硅烷偶联剂和乙醇加入到预先干燥过的反应釜中，搅拌均匀；

(2)在去离子水中加入适量氢氟酸，调节pH值至4～5；

(3)搅拌下，在反应釜中逐渐滴加步骤(2)所述的pH值为4～5的去离子水，滴加完成，常温下搅拌1小时后加热至60℃，保温3小时；

(4)升温至130℃进行蒸馏提纯，得到澄清透明产物带活性官能团的聚硅氧烷。

(5)称取步骤(4)制备的带活性官能团的聚硅氧烷，有机溶剂，混合搅拌均匀即得高效附着力促进剂。

本发明通过有机硅单体和硅烷偶联剂的部分水解缩聚反应制备了带氨基或环氧基的聚硅氧烷，将其分散在醇溶液中，制成高效的附着力促进剂。在进行金属涂装前，将促进剂涂覆于金属表面，溶液中聚硅氧烷所含的烷氧基与空气中的水分反应，水解形成硅羟基，硅羟基能与金属基材表面的氧化物形成氢键结合；在喷涂环氧底漆涂料后，带活性官能团的聚硅氧烷所含的氨基或环氧基团，与环氧底漆涂料中的环氧基团或配套固化剂中的氨基反应，形成化学键合，最终促进剂以桥接方式将金属基材与环氧底漆紧密结合在一起，从而大幅提高环氧底漆涂料在金属基材表面的附着力，解决高温合金表面的有机涂层附着力差的问题。

此外本发明通过预先水解缩聚的方式制得了具有一定聚合度的聚硅氧烷，相比单一的偶联剂，具有一定聚合物的聚硅氧烷在金属表面形成的膜层具有更高的强度，并且制备带活性官能团的聚硅氧烷时，使用氢氟酸为催化剂，所制备的前处理剂中含少量氢氟酸，可以对金属基材表面进行微刻蚀，提高金属表面的粗糙度，从而提高涂层在其表面的附着力。相比单一的机械打磨处理，或其他化学处理方式，使用本发明高效附着力促进剂进行金属涂装前处理，在提高环氧涂料附着力的同时，更加方便、高效和环保。