[发明专利]一种无磷无铬封闭空间金属处理剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无磷无铬封闭空间金属处理剂，包括双‑[3‑(三乙氧基硅)丙基]‑四硫化物、3‑巯丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、可溶性葡聚糖、氨基磺酸镍和硼酸烷基醇酰胺。本发明无磷无铬封闭空间金属处理剂具有优良的成膜性、能够增强涂层与金属之间的结合力，使用稳定性好，无毒环保。

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种无磷无铬封闭空间金属处理剂及其制备方法。

背景技术

现有技术中，金属处理剂包括含磷处理剂和无磷处理剂。含磷处理剂环境污染大，磷的污染问题已受到国家环保部门的高度重视，各地环保部门对工业废水中的含磷治理要求也越来越严格，综合治理成本大大增加。现有技术中的无磷处理剂与金属表面附着力差，容易脱落，处理剂容易出现沉淀。国家规定，皮膜剂中磷含量低于15％即被视为无磷皮膜剂，因此现有技术中的无磷皮膜剂大多含有一定量的磷。另外众所周知，六价铬会对环境造成严重的污染。其对人体的毒害性也相当高，欧美国家从70年代开始就进行了无铬替代的研究，并且越来越多的行业被禁止在金属处理步骤中使用有铬工艺。

且现有技术中的金属处理剂针对性强，不同的金属需要使用不同的处理剂，因此不同的金属不能使用一种处理剂。

现有技术无磷无铬金属处理剂中，使用氨丙基三甲氧基硅烷和或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，纳米硅溶胶和或钛溶胶作为封闭剂、氟锆酸、氟硼酸和氟钛酸作为镀膜剂，水溶性丙烯酸树脂等高分子化合物作为漆膜增强防护，但是使用硅烷偶联剂和硅胶复配易出现沉淀，氟的金属化合物有毒，高分子化合物作为漆膜增强防护在封闭空间易脱落等缺点。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种无磷无铬封闭空间金属处理剂，其具有优良的成膜性、能够增强涂层与金属之间的结合力，使用稳定性好，无毒环保。

具体而言，本发明无磷无铬封闭空间金属处理剂包括双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物、3-巯丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、可溶性葡聚糖、氨基磺酸镍和硼酸烷基醇酰胺。

本发明研究发现，双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物和3-巯丙基三乙氧基硅烷分别是双硅氧烷基团偶合剂和单硅氧烷基团偶合剂，二者复配相对于非硫系硅氧烷偶合剂复配具有极为明显的缓蚀封闭性能，聚天冬氨酸和可溶性葡聚糖复配对硫系硅氧烷偶合剂的水解产物具有较好的稳定防缩聚效果，氨基磺酸镍和硼酸烷基醇酰胺具有络合成膜、清洗以及降低表面张力的作用。采用本发明无磷无铬封闭空间金属处理剂在常温下直接与钢铁件、焊料、铜材和铝材相接触，即可生产出气相条件湿热条件下高耐蚀的金属板，可以得到本色的钝化膜，膜层薄，均匀分散的膜层，附着力强不易脱落，且无磷无铬，利于环保。

本发明进一步优化了各组分用量配比。具体地，上述无磷无铬封闭空间金属处理剂，包括以下重量份的组分：

双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物1-12份，

3-巯丙基三乙氧基硅烷3-25份，

聚天冬氨酸1-10份，

可溶性葡聚糖0.01-0.05份，

氨基磺酸镍0.1-1份，

硼酸烷基醇酰胺0.01-0.1份。

优选地，上述无磷无铬封闭空间金属处理剂，包括以下重量份的组分：

双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物1-10份，

3-巯丙基三乙氧基硅烷5-20份，

聚天冬氨酸3-8份，

可溶性葡聚糖0.01-0.05份，

氨基磺酸镍0.1-1份，

硼酸烷基醇酰胺0.01-0.1份。