[发明专利]金属表面处理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属加工领域，特别是一种无磷无铬的环保前处理剂，完全不含磷酸盐，极易生物降解的金属表面处理剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国机械行业发展迅猛，钢铁防锈处理加工在机械装备中尤为重要，提高钢铁防锈处理技术及质量要求极其重要。

金属和它所处的环境介质之间发生化学或电化学作用而引起的金属的变质称为金属的腐蚀。金属的腐蚀不仅会造成经济损失而且不利于自然资源及能源的保护，甚至有些情况下的金属腐蚀还会危及人身安全。所以，对金属腐蚀防护的研究颇为迫切和重要。

在研究的各种防护方法中，有机涂层的防护法是效果较好、方法简便、成本低廉、适用性强的一种防腐方法。

磷化处理是一种广泛应用于金属涂装前处理的传统工艺，它是磷酸盐与金属基体进行化学反应而在其表面形成磷酸盐化学转化膜的工艺过程，这种磷酸盐转化膜称为磷化膜。

磷化的主要目的是为基体金属提供短期工序间保护，在一定程度上防止金属基体被腐蚀。但是传统的磷化剂产品存在严重的环境污染和职业危害问题：1.每道工序后都要水洗,废水多,污染物也多,处理困难,费用也高；2.废水中含有Ni²⁺,Zn²⁺,Mn2²⁺重金属离子；3.废水中含有NO^3-,NO^2-等强化剂与致癌物；4.废水中含有大量的磷酸盐,表调剂和钝化剂,磷酸盐会引起”富营养化”效应,大量消耗水中的氧,使水中的鱼和其它生物难以存活；5.废水中含有大量的表调剂和钝化剂,铬酸盐钝化剂为强致癌物；6.磷化膜的机械强度低、硬度低、脆性大、磷化液槽的管理复杂、人工作业效率低、能耗高、而且磷化液中含有重金属离子和致癌物、排放废水量大、废渣多，三废治理困难环境和使用者身心健康危害大，严重可致癌。

因此，如何研制一种新型金属加工表面处理剂，以克服现有表面处理剂产品存在的不足，是本领域技术人员所需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种金属表面处理剂及其制备方法，所述表面处理剂中采用硅烷纳米陶瓷技术，无磷无铬、极易生物降解、无有毒重金属，绿色环保，对环境友好。

本发明提供的一种金属表面处理剂，按重量份包括以下组分：偶联剂21-28份，水30-35份，多元醇10-18份，氟化物1-4份，氧化物21-34份。

优选地，上述金属表面处理剂按重量份包括以下组分：偶联剂24份，水33份，多元醇14份，氟化物2份，氧化物27份。

优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

优选地，所述多元醇为丙三醇。

优选地，所述氟化物为氟硅酸钠。

优选地，所述氧化物为二氧化硅。

一种上述金属表面处理剂的制备方法，按如下步骤进行：混合水以及多元醇；加入偶联剂；升温预热；以及加入氧化物和氟化物混合。

优选地，按重量份偶联剂为21-28份，水为30-35份，多元醇为10-18份，氟化物为1-4份，氧化物为21-34份。

优选地，按重量份偶联剂为24份，水为33份，多元醇为14份，氟化物为2份，氧化物为27份。

优选地，于升温预热的步骤中，温度为40℃-55℃并且预热10-30分钟。

本发明提供的一种金属表面处理剂及制备方法，具有如下有益效果：

(1)优异的防锈、防腐蚀性能；

(2)无磷、极易生物降解，绿色环保，无环境污染；

(3)无有毒重金属，无危险物质，对环境友好，对人体无害。

(4)减少废弃物废水处理和操作，降低能耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的金属表面处理剂的制备方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

首先，本发明提供一种金属表面处理剂，按重量份包括以下组分：偶联剂21-28份，水30-35份，多元醇10-18份，氟化物1-4份，氧化物21-34份。

优选地，上述金属表面处理剂按重量份包括以下组分：偶联剂24份，水33份，多元醇14份，氟化物2份，氧化物27份。

优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。