[发明专利]一种应用于黑色金属的成膜剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种应用于黑色金属的成膜剂及其制备方法，成膜剂包括苯并三氮唑20‑40份、聚乙二醇1‑2份、三乙醇胺36‑40份、偶联剂0.6‑5份、乙醇20‑60份、水1000‑1100份。成膜剂的制备方法为将苯并三氮唑溶于乙醇中搅拌，得到第一溶液；将聚乙二醇加入到水中，在搅拌条件下加入第一溶液搅拌至澄清得到第二溶液；将得到的第二溶液在搅拌条件下依次加入三乙醇胺、偶联剂得到成膜剂。本发明通过简单的制备工艺，在常温下得到附着力强、环境友好、具有耐候性的成膜剂，不仅可适用于工业化生产，而且降低了成膜剂制备的成本，同时成膜剂在喷淋后无需后处理，喷淋后可直接排放，符合城镇下水道水质排放标准。

技术领域

本发明涉及成膜剂制备领域，具体涉及一种应用于黑色金属的成膜剂及其制备方法。

背景技术

黑色金属是工业上对铁、铬和锰的统称，也包括这三种金属的合金，尤其是合金钢及钢铁。钢铁类的黑色金属制品与大气长期接触或进行热处理时，其表面会覆盖上一层锈蚀物，为了后续的深加工工艺，一般需要通过油洗、水洗等步骤来得到干净的黑色金属表层，然而这些工艺对于后续的漆膜成型等工艺会产生影响。因此，在金属板材的制作工艺中，为了提高金属板材的综合性能，通常需要对金属板材表面进行磷化处理，在金属板材表面形成一层磷化膜。金属板材磷化膜的质量主要取决于磷化液和磷化工艺。配比合理的磷化液，使金属板材磷化之后能够获得均匀、致密、附着力强的磷化膜，并且磷化膜厚度适宜。传统的磷化液最主要的原材料为含重金属的含磷、氮类化合物，在工艺处理过程中会产生含有大量重金属及磷氮的废水和废渣，如果不进行环保处理就会危害环境，而后续处理需要极高的成本和大量的人力。

随着环保法规的日益严格，现有成膜剂开始逐步探索以硅烷等为主要成分的成膜剂。中国专利CN108914102A公开了一种环保型硅烷成膜剂，包括以浓度计算的以下组分:混合硅烷偶联剂25-35g/L，聚乙二醇35-45ml/L、丙三醇15-18ml/L、EDTA1.6-2.4g/L、氟锆酸溶液26-34ml/L以及硅溶胶12-16ml/L。该发明虽然能替代传统含有重金属锌、镍、锰以及磷酸盐的磷化前处理工艺，符合环保要求，但是对本领域技术人员而言，硅烷成膜剂对前段除油工艺要求较高，而且只有通过加碱调解才能达到要求，这无疑又进一步增加了后处理压力。同时，黑色金属易生锈，而使用硅烷成膜剂不但对钢材本身防锈不稳定，而且容易出现裂痕，造成漆膜附着力、耐候性差等问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的成膜剂的漆膜附着力差、环境污染、易生锈等缺陷，从而提供一种附着力强、成膜稳定性好、环境友好、具有耐候性，可应用于黑色金属的成膜剂。

本发明解决的另外一个问题是现有的在于克服现有技术中的成膜剂制备工艺复杂，后处理困难的缺陷，从而提供一种无需工艺后处理、制备工艺简单、可应用于黑色金属的成膜剂的制备方法。

本发明提供了一种应用于黑色金属的成膜剂，包括如下重量份的组分：

苯并三氮唑20-40份；

聚乙二醇1.5份；

三乙醇胺36-40份；

偶联剂0.6-5份；

乙醇20-60份；

水1000-1100份。

进一步地，所述应用于黑色金属的成膜剂，包括如下重量份的组分：

苯并三氮唑20份；

聚乙二醇2份；

三乙醇胺40份；

偶联剂5份；

乙醇30份；

水1100份。

进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。