[发明专利]环保表面处理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理剂领域，更具体的说，涉及一种环保表面处理剂及其制备方法。

背景技术

随着金属表面处理工艺的成熟，传统的磷酸盐转化和铬酸盐钝化表面处理技术因为污染环境、容易对人体造成危害等因素而逐渐被环保节能的硅烷化处理技术替代。硅烷化处理是以有机硅烷水溶液为主要成分对金属或非金属材料进行表面处理的过程。硅烷化处理与传统磷化相比具有以下多个优点：无有害重金属离子，不含磷，无需加温。硅烷处理过程不产生沉渣，处理时间短，控制简便。处理步骤少，可省去表调工序，槽液可重复使用。有效提高油漆对基材的附着力。可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种基材。但是现在的硅烷化处理大多只是单纯的依靠硅烷的成膜性能，使得硅烷溶液处理过的金属工件表面形成的膜层，密度不均匀、有空洞、裂陷、与金属体的附着力不强。

中国专利CN 103254783A公开了一种水性表面处理剂，它是由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份（克）为：氨基丙基三乙氧基硅烷30-40、N- 苯基-3- 氨基丙基三甲氧基硅烷10-20、氟锆酸铵1-2、羟乙基纤维素2-4、单氟磷酸钠2-3、1,4- 环己烷二甲醇6-8、成膜助剂2-4、剩余的为水；该水性表面处理剂处理过程不产生沉渣，处理时间段，控制简便，无有害重金属离子，安全环保，与金属表面形成的硅烷涂层具有优异的耐腐蚀性能，延长了金属的使用寿命。但该专利存在如下缺点：氨基丙基三乙氧基硅烷及N- 苯基-3- 氨基丙基三甲氧基硅烷在配方组成中占比重过大，势必造成产品的成本过高，造成市场竞争力下降，客户满意度下降。

中国专利CN103409762A公开了一种金属清洁剂及其制备方法。由以下重量份计的原料；十二烷基苯磺酸钠8-10 份、碳酸氢钠2-6 份、碳酸镁10-12 份、磷酸三钠4-6 份、氯氧化锆2-9 份、硬脂酸丁酯5-10份、丙二醇10-15 份、环氧乙烷20-22 份、过氧化锌10-20 份、水30-40 份。该金属清洁剂可轻松的去除金属表面等难以去除的污垢，金属清洗后暴露在空气中，能够保持30 天不生锈，而且成本低。但该专利存在如下缺点：（1）此金属清洁剂为碱性溶液，因而不能在被处理工件表面形成致密膜层，只能形成防锈水膜，经过水洗工序后，工件必定返锈。（2）配方中碳酸镁在水中溶解度极小，影响使用效果。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种环保表面处理剂，本环保表面处理剂可以节省污水废渣处理成本,节省原水消耗量, 可以常温磷化，节省加热能源 ,并能够降低维护成本，节省人力成本。

本发明的目的之二在于提供上述环保表面处理剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种环保表面处理剂，以质量百分比计，由以下原料制成：

氟锆酸 2-5%，氟钛酸 2-5%，硅烷偶联剂0.3-0.6%，氯氧化锆0.8-1.5%，乙酸 0.5-1%，余量为水。

所述氟锆酸的用量优选 3-5%，氟钛酸的用量优选 2-3%。

所述硅烷偶联剂优选γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560）用量过大，会造成成本过高，产品的竞争力下降；用量过小，会影响硅烷成膜速度及质量，因此其用量优选0.5-0.6 %。

所述氯氧化锆的用量优选0.7-1.2% 。

所述乙酸的用量优选0.6-0.7%。

本发明环保表面处理剂的制备方法依次包括如下步骤：

（1）往反应釜中加入水；

（2）在反应釜中加入硅烷偶联剂，进行搅拌，直至硅烷偶联剂完全水解；

（3）往反应釜中加入氟锆酸和氟钛酸，搅拌均匀并使溶液澄清；

（4）往反应釜中加入氯氧化锆，搅拌均匀并使溶液澄清；

（5）往反应釜中加入乙酸，搅拌均匀并使溶液澄清。

其中步骤（2）中的搅拌时间为7-9小时；步骤（3）中的搅拌时间为0.5-1.5小时；步骤（4）中的搅拌时间为0.5-1.5小时；步骤（5）中的搅拌时间为20-40分钟。

本发明环保表面处理剂的使用方法为（以配制lm³为例）：

(1)配槽数据

环保表面处理剂可用自来水配槽，如条件允许，建议用纯水配槽，可延长槽液使用寿命。

每1000 升槽体积添加

①硅烷表面处理剂50kg,并搅拌。

②然后加入氨水9kg，并搅拌。

注：氨水添加时要缓慢，可分多次加入，最好用pH计实时监控pH值的变化。