[发明专利]一种金属表面处理剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面处理剂，特别涉及一种无磷金属表面处理剂，这种金属表面处理剂可以替代传统的磷化液金属表面处理剂对金属产品进行处理。

背景技术

传统的提高金属表面附着力和耐腐蚀性的转化膜处理液都含有铬酸盐或磷酸盐，虽然能够获得较满意的效果，但是随着环境保护意识的日益增强与转化膜技术应用的不断成熟，传统的磷化、铬化等技术将逐步被环保型转化膜技术所取代。

涂装是金属表面处理中广泛应用的防腐方法。涂装前处理是涂装必不可少的前置工艺，它的作用是在被保护的金属工件上建立一个过渡膜，使得无机的金属表面与有机涂层间能更紧密的结合，以提高金属工件与漆膜的附着力，从而提高涂层的耐腐蚀能力。

目前，在涂装行业，金属制品尤其是板材的涂装，通常采用磷化工艺提高涂层与金属的附着力。但该工艺存在很多问题，如：磷化液使用温度需达到45~65℃，能耗高；磷化过程中生成大量沉渣，既浪费了化学药品又增加了清除废渣的工作量，如处理不当还会影响磷化膜的质量；工序复杂，生产连贯性差。同时，清理过程中需使用大量的强酸和强碱，增加污染物排放负荷。

为了解决污染问题，磷化替代技术应运而生。二十世纪后期，美国、欧洲和日本的有关机构相继开发了无磷替代产品。目前市场上磷化替代产品主要分为锆系和硅烷系两类。其中锆系处理剂以德国汉高（Henkel）公司的BonderiteNT-1型纳米陶瓷处理剂为代表，主要替代传统的铁系磷化和锌系磷化。锆系处理剂不仅具有环保、节能、操作简便、成本低等磷化技术无可替代的优点，而且极易与后续各种处理方式配套，比如喷粉、电泳、喷漆等，可同时处理一个工件上的多种基材。但是，目前多数锆系处理剂对工件材质和水质有较严格的要求，对部分板材的处理存在过度腐蚀现象，附着力等性能指标有进一步提升的空间。大连工业大学课题组也研发了该类技术在冷轧板材上的应用，见金属表面处理剂专利：申请号：201010617760.9公开号：CN102051611A。本发明就是针对其进行改进和优化。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种无磷、无铬的金属表面处理剂，在降低成本的前提下，达到优异附着力的一种金属表面处理剂；同时可明显提高防锈性能，用于控制金属表面过度腐蚀作用的金属表面处理剂。

本发明的金属表面处理剂是通过如下技术方案实现的。

本发明的一种金属表面处理剂，按重量百分比包括如下组分：

所述离子液体为含氮杂环化合物阳离子与无机或有机阴离子构成的室温离子液体；所述硅酸盐或硅烷偶联剂中均匀混合了相当于其质量3%～25%的纳米级二氧化钛、氧化锆或氟化锆中的一种或多种；所述壳聚糖的脱乙酰度为55%～100%；以pH调节剂调节上述组合物pH值为：3～8。

所述含氮杂环化合物阳离子是烷基吡啶或1，3-二烷基咪唑，烷基链长为C2～C8；所述无机阴离子为氯离子、溴离子、碘离子中的一种；所述有机阴离子为氯铝酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、三氟乙酸根、乙酸根离子中的一种。

所述缓蚀剂为乙胺、二乙胺、三乙胺、二戊胺、β-萘胺、苯基萘胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、苯并三氮唑、α-羟基苯并三氮唑、乌洛托品、牛脂胺、8-羟基喹啉、己烷基胺、辛烷基胺、癸烷基胺、十二烷基胺、十六烷胺、十八烷胺、双十二烷基胺、双十八烷基胺、三（十二烷基）胺、三（十八烷基）胺中的一种。

所述稳定剂为非离子型表面活性剂；所述非离子型表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、司盘60或吐温80中的一种；

所述抗氧化剂为对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、儿茶酚、2,6-二叔丁基-α-二甲胺基对苯酚、4,4-亚甲基（2,6-二叔丁基苯酚）中的一种；

所述润湿剂为广州市斯洛柯化学有限公司有机硅润湿剂Silok 4650、兰州普罗门公司的非离子水性润湿剂PM-WET100、PM-WET101和聚羧酸钠盐水性润湿剂PM-DISPERSANT 5040、上海格闰宁化工科技有限公司的非离子水性润湿剂GR-500、上海里特化工科技有限公司非离子水性润湿剂的Richdol&reg 101中的一种；

所述成膜助剂为十二醇酯；

所述pH调节剂为柠檬酸、草酸、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种。

所述壳聚糖的N-脱乙酰度优选在70%～95%之间，平均分子量为9.7×10⁵～1.3×10⁶之间。