[发明专利]一种亲水高耐蚀型钢铁表面硅烷化处理剂及其合成方法

说明书

本发明公开了一种亲水高耐蚀型钢铁表面硅烷化处理剂及其合成方法，属于金属表面预处理技术领域。该硅烷化处理剂，所含组分及体积比为:硅烷溶液40％‑50％，合成配合剤40％‑50％，缓冲体系10％‑20％。该硅烷化处理剂经硅烷水解、苯胺乳液聚合等步骤合成得到。其使用方法为：将处理件经碱洗除油酸洗除锈，室温下将本发明硅烷化处理剂对之进行喷淋或浸渍，烘干即可。形成的硅烷膜经SEM观察可知膜表面光滑致密；使用测试极化曲线法对比表征硅烷膜防腐性能，可知处理后的试样腐蚀电位明显左移，防腐能力显著提升。本发明硅烷化处理剂不含有毒有害物质，绿色环保，可显著提高钢铁基体对涂料的附着力。

技术领域

本发明属于金属表面预处理技术领域，具体涉及一种针对碳钢质地工件预处理的硅烷化处理剂及合成方法。

背景技术

金属零件在涂覆涂料之前需要进行预处理，用以加强对金属的防护以及增大涂料的附着力。传统的磷化以及铬酸盐钝化表面处理技术虽然有着比较好的效果，但含磷废液的排放可导致水体富营养化，而铬酸盐钝化则会产生Cr、Mn等重金属离子污染。硅烷化处理工艺具有低能耗、无排放、且不含有毒物质等特点，被认为是继磷化和铬酸盐钝化后一种全新的绿色金属表面处理技术。但现有硅烷化处理技术存在成膜不均匀、有裂痕及附着力差等问题，此外上述硅烷膜均为疏水性，而与目前水性涂料兼容性较差。

专利号CN103087629A提供了一种防腐蚀型金属表面硅烷化处理剂，以N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷为主料，异丙醇为溶剂，所形成的硅烷膜附着力强，无空洞和裂痕，致密均匀，但是处理剂本身不稳定，对pH改变很敏感，极易失效。

专利号CN102181228A提供了一种以有机硅烷(由一种或多种脲基硅烷、一种或多种乙烯基硅烷加一种或多种多甲硅烷基硅烷混合而成)，有机酸，醇类，促进剂为主成份的硅烷液制剂，具有无沉渣，节能环保的特点，但是其形成的膜层附着力不够强，有空洞与裂痕，无法提供足够强的保护能力且疏水性较强，不能与水性涂料相匹配。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种亲水高耐蚀型钢铁表面硅烷化处理剂及其制备方法，在提升硅烷化处理剂稳定性的同时，可实现硅烷膜防腐性及亲水性的增强。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种亲水高耐蚀型钢铁表面硅烷化处理剂，由包含以下体积比的组分组成:

硅烷溶液 40％-50％

合成配合剂 40％-50％

缓冲体系 10％-20％。

所述硅烷溶液是由以下体积比的组分常温下在机械搅拌机下搅拌8小时制得:

余量为去离子水。

所述合成配合剂是由以下体积比的组分反应制得：

余量为去离子水。

所述缓冲体系是由包含以下重量比的组分组成

醋酸钠 5-7份

冰醋酸 3-5份

余量为去离子水。

具体而言，所述制得硅烷溶液的醇类为乙醇、丙醇、乙二醇以及丙三醇的一种或几种。

所述制得硅烷溶液的醇类为乙醇或丙醇。