[发明专利]一种硅烷-纳米陶瓷复合表面处理剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面处理剂，尤其涉及一种用于金属电泳涂装前的硅烷-纳米陶瓷复合表面处理剂。

背景技术

金属材料进行电泳涂装前通常需要进行表面处理以增强金属与涂料间的附着性能，目前，电泳涂装前的金属表面处理技术多采用磷化处理工艺。但是，该处理方法由于含锌、镍等有害重金属离子以及磷等化学成分，且在处理过程中会产生大量的磷化渣，对环境造成很大的危害，更进一步说，磷化处理技术耗能较大，对前道的表调工艺依赖程度大，这也增加了处理成本和管理的难度。作为可以替代传统磷化处理方式的无磷前处理技术，目前已知的有以锆盐技术为主体和以硅烷-锆盐复合技术为主体的处理方式，这些已知的无磷前处理技术能够有效解决磷化技术所带来的环境污染问题。但是这两种无磷前处理方式在金属表面形成的膜层厚度较传统的磷化膜层要薄得多，且其膜层的耐蚀性以及与后续涂料的物理结合能力也较弱，还存在处理后的金属与普通电泳涂料配合使用时泳透力不高的缺点，这会引起工件内腔电泳漆膜较薄，进而会导致腐蚀穿孔的问题，因此目前这两种无磷前处理方式远远达不到传统磷化技术的水平，因此一种既能够有效避免磷处理工艺带来环境污染的问题，又能在处理后的金属表面形成较厚的膜层，从而可以有效提高金属与后续电泳涂料物理结合能力的表面处理剂的开发很有必要。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种硅烷-纳米陶瓷复合表面处理剂，金属经过本发明表面处理剂处理后，能够在金属表面形成很厚的膜层，从而可以有效提高金属与电泳涂料的物理结合能力，进而使电泳涂装后的金属在耐蚀性能和泳透力上得到大大增强。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种硅烷-纳米陶瓷复合表面处理剂，用于金属电泳涂装前的表面处理，对于每L的复合表面处理剂，由如下质量的组分组成：100～100000mg的氨基硅烷或环氧硅烷、1～10000mg的分散性纳米粒子、10～50000mg的锆化合物或钛化合物、余量为水；其中，所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷，所述环氧硅烷为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，所述分散性纳米粒子为SiO₂纳米粒子和ZrO₂纳米粒子按任意比例的混合，所述锆化合物为氟锆酸，所述钛化合物为氟钛酸。

一种硅烷-纳米陶瓷复合表面处理剂，用于金属电泳涂装前的表面处理，对于每L的复合表面处理剂，由如下质量的组分组成：100～100000mg的氨基硅烷、100～100000mg的环氧硅烷、1～10000mg的分散性纳米粒子、10～50000mg的锆化合物、10～50000mg的钛化合物、余量为水；其中，所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷，所述环氧硅烷为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，所述分散性纳米粒子为SiO₂纳米粒子和ZrO₂纳米粒子按任意比例的混合，所述锆化合物为氟锆酸，所述钛化合物为氟钛酸。

本发明硅烷-纳米陶瓷复合表面处理剂中氨基硅烷或环氧硅烷含量低则在金属表面形成的硅烷膜层不致密，含量高则容易出现不稳定情况；分散性纳米粒子含量低则不能起到有效成膜的作用，含量高则容易出现不稳定情况；锆化合物或钛化合物含量低则不能起到有效成膜的作用，含量高则膜层质量反而下降。

进一步优选，所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-甲基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N，N-二乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-环己基-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨乙基氨异丁基甲基二甲氧基硅烷、3-(2-羟乙基氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、双[3-(三甲氧基甲硅烷基丙基)]胺或双[3-(三乙氧基甲硅烷基丙基)]胺中的一种。

进一步优选，所述环氧硅烷为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷中的一种。