[发明专利]一种环保型金属处理剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环保型金属处理剂及其制备方法，包括如下成份：R‑8014氨基改性硅氧烷1‑3％、R‑8202环氧基改性硅氧烷1‑3％、GM‑6018水溶性聚氨酯树脂1‑3％、丙三醇1‑2％、乙二胺四乙酸四钠0.5‑1.5％、硝酸铈0.3‑0.5％、ISOCARB12(异构十二酸)盐1‑2％，剩余的为去离子水，环保型金属处理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：先将乙二胺四乙酸四钠、硝酸铈加入装有去离子水的烧杯中，搅拌至完全溶解；再缓慢加入R‑8014氨基改性硅氧烷，溶解透明后慢慢加入R‑8202环氧基改性硅氧烷，搅拌反应30min；加入GM‑6018水溶性聚氨酯树脂，搅拌15‑30min；溶液透明后加入丙三醇、ISOCARB 12盐，补加去离子水至100g；将上述溶液取50g加入950g去离子水，配制成1000g工作液，调整pH值8‑9，备用。

技术领域

本发明涉及清洗剂领域，尤其涉及一种环保型金属处理剂及其制备方法。

背景技术

随着汽车、飞机、船舶、家电等行业的发展，对金属零件表面耐腐蚀、耐 高温、磨损、抗氧化、抗疲劳、防辐射、导电、导磁、绝缘、装饰等特殊性能 的要求更加广泛，促使金属表面技术迅速发展起来(1)。

目前，国内行业大多采用传统磷化工艺；虽然磷化工艺在金属防腐方面具 有优良的性能，但是磷化处理含有锌、镍、锰等有害重金属元素，废水、废渣 处理工艺复杂而且费用昂贵。在绿色化学和可持续发展的背景下，世界各国都 在寻找和开发环境友好的金属表面预处理技术(2)。在技术领域形成了两个磷 化的替代技术—纳米陶瓷转化和硅烷皮膜技术；这两种技术都是金属预处理的 最新发展方向，它们具有环保、节能，操作简单，成本低等磷化技术无可替代 的优点。但在实际生产中，两种技术都存在各自的缺陷和问题：

纳米陶瓷转化技术，是一种基于锆盐为基础的化学处理剂，由于在成分中 加入了特殊的成膜助剂，可以在钢铁、铝合金、镀锌板等部件表面形成类似陶 瓷状、纳米厚度级别的转化膜层，转化膜是以纳米级的锆盐为主要成分出现， 成膜物质有ZrO2,Zr(OH)4,,TiO2,Ti(OH)4,SiO2,是无定型氧化物混 合物以及有机三维网状结构混合膜层，不含磷。其反应机理主要是利用氟锆酸 盐，氟钛酸盐的水解反应在金属基材表面形成一种化学性质稳定的无定型氧化 物，通过加入氧化剂和螯合剂，促进此水解反应的进行，从而获得性能良好的 金属表面皮膜。在溶液中存在氟锆酸和游离的氟化氢等有毒物质，使用时有安 全隐患；特别是工业生产中使用自来水，钙镁离子使处理液稳定性变差。同时， 纳米陶化膜的耐蚀性能与铁系磷化膜相当，耐蚀性能不能达到阴极电泳前处理 的配套标准。

硅烷处理技术，它是一类含硅基的有机/无机杂化物，硅烷在水溶液中通常 以水解的形式存在：－Si(OR)3+H2O－Si(OH)3+3ROH,硅烷水解后，通 过其SiOH基团与金属表面XOH基团(X:表示金属)的缩水反应而快速吸附于金 属表面，SiOH+XOH＝SiOX+H2O。一方面硅烷在金属界面上形成Si－O －X共价键，硅烷与金属之间的结合使非常牢固的；另一方面，剩余的硅烷分子 通过SiOH基团之间的缩聚反应在金属表面形成具有Si－O－Si三维网状结构的 硅烷膜。虽然硅烷化处理技术具有环保、无需加热、生产工艺能耗低、不产生 沉渣、处理时间短，控制简便等优点；但是，由于单一硅烷水解不稳定，因此 在金属表面的润湿性能差，形成的硅烷膜的连续性不好和膜强度不高，耐蚀性 差，耐硬水性能差，从而影响使用寿命。。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种能用于钢铁、铝及合金 的表面处理，稳定性好、抗硬水能力强、无毒环保，处理膜耐蚀性高，和涂层 的附着力强、易维护、操作简单的环保型金属处理剂及其制备方法。

所述环保型金属处理剂，按重量百分比，包括如下成份：R-8014氨基改性 硅氧烷1-3％、R-8202环氧基改性硅氧烷1-3％、GM-6018水溶性聚氨酯树脂1-3％、 丙三醇1-2％、乙二胺四乙酸四钠0.5-1.5％、硝酸铈0.3-0.5％、ISOCARB 12(异 构十二酸)盐1-2％，剩余的为去离子水。