[发明专利]一种钢铁表面自组装成膜剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种钢铁表面自组装成膜剂的制备方法，包括以下步骤：取一定量的柠檬酸和硼酸放置于容器中，加蒸馏水，溶解后再加入一定量的氨基丙基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，搅拌均匀即得到自组装成膜剂。本发明采用上述步骤的钢铁表面自组装成膜剂的制备方法，克服了现有技术中存在的溶液稳定性差、出现平卧吸附或颠倒吸附的一系列问题，同时制备工艺较为简便。

技术领域

本发明涉及成膜剂制备技术领域，尤其是涉及一种钢铁表面自组装成膜剂的制备方法。

背景技术

在金属涂料涂装领域，提高涂层的抗蚀性和附着力，需对其表面进行除油除锈磷化等预处理程序。在20世纪30年代以来，锌系磷化在本行业一直占主导地位，但这种工艺成膜速度慢、处理温度高、槽液可调范围窄、磷化过程易产生大量沉淀，不易维护且需要不断外加亚硝酸盐促进剂，磷化前需要表面处理调整等复杂程序。近几年来开发的铁系磷化工艺使用了价格昂贵的钼酸盐做促进剂，虽然该工艺操作简单，槽液易维护，但形成的磷化膜抗蚀性和附着力较锌系磷化更差，只能适用于低档产品。这些严重问题的都在呼唤一种新型的环保的、高效率性能的金属表面处理技术的出现。

近年来，自组装成膜技术的研究已经成为了一种新的表面处理技术的研究热点。这种膜具有更高的有序性、取向性、高密堆积、低缺陷和结构稳定等优点。成为一种可替代传统磷化及铬酸钝化的最有潜力的金属表面处理的技术。在成膜剂的选择方面有关有机磷化合物、硅烷类、脂肪酸及其衍生物、烷基硫醇类化合物等均有报道。但现有的研究中仍存在一些不可克服的问题，如形成不可控的倒吸现象，硅烷偶联剂水解后发生缩聚而最终形成沉淀，自组装膜存在倒塌缺陷使之造成一些活的反应中心而降低膜的防腐性能等。鉴于以上原因，设计一种钢铁表面自组装成膜剂的制备方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢铁表面自组装成膜剂的制备方法，克服了现有技术中存在的溶液稳定性差、出现平卧吸附或颠倒吸附的一系列问题，同时制备工艺较为简便。

为实现上述目的，本发明提供了钢铁表面自组装成膜剂的制备方法，包括以下步骤：

取一定量的柠檬酸和硼酸放置于容器中，加蒸馏水，溶解后再加入一定量的氨基丙基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，搅拌均匀即得到自组装成膜剂。

优选的，使用上述自组装成膜剂进行试片处理，具体为将钢铁试片在室温下浸入到除油剂中，除净油污后用清水清洗后放入到除锈剂中浸泡，再取出用清水洗干净放入自组装成膜剂中，按正交实验中设定的温度和时间镀膜，镀膜完成后取出钢铁试片，室温晾干待用。

优选的，所述柠檬酸的加入量为25ml·L^-1，氨基丙基三乙氧基硅烷10ml·L^-1，硼酸为8g·L^-1，三乙醇胺10g·L^-1。

优选的，所述钢铁试片的处理温度为20℃，处理时间为10min。

因此，本发明采用上述步骤的钢铁表面自组装成膜剂的制备方法，克服了现有技术中存在的溶液稳定性差、出现平卧吸附或颠倒吸附的一系列问题，同时制备工艺较为简便。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为冲击试验测试结果图，其中a为自组装成膜剂处理的试件，b为传统磷化方法处理的试件；

图2为盐雾试验结果，其中a为自组装成膜剂处理的试件，b为传统磷化工艺处理的试件；

图3为SEM形貌图，其中a为未经过表面处理的工件的SEM，b为经过自组装成膜技术处理后试片的SEM；

图4为自组装膜的RA-IR谱图；

图5为成膜剂的FT-IR谱图；

图6为残成膜液浓缩液FT-IR谱图。