專利名稱：一種含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種金屬表面硅烷處理劑及其制備方法，尤其涉及一種含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
在金屬表面處理領(lǐng)域，傳統(tǒng)的磷酸鹽轉(zhuǎn)化和鉻酸鹽鈍化表面處理技術(shù)雖然可以獲得良好的效果，但處理過(guò)程中排出的廢液中含有鋅、錳、鎳、鉻等重金屬離子和亞硝酸鹽等致癌物質(zhì)，對(duì)環(huán)境污染非常嚴(yán)重，而金屬表面硅烷化處理技術(shù)由于不涉及危害環(huán)境的物質(zhì)，生產(chǎn)工藝能耗低、技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，被認(rèn)為有望取代磷酸鹽轉(zhuǎn)化處理和鉻酸鹽鈍化處理，是金屬表面單獨(dú)防護(hù)最新發(fā)展方向，現(xiàn)有的技術(shù)中硅烷溶液處理過(guò)的金屬工件表面形成的膜層，密度不均勻、有空洞、裂陷、與金屬體的扶著力不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種水性納米氧化鋅料的金屬表面硅烷處理劑及其制備方法。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑，由下列組分配制而成的混合液，每升混合液中各組分的重量份(克)為
1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烷28-35、Y-氨丙基三乙氧基硅烷32-40、水性納米氧化鋒料100-160、丙稀醇2-3、乙_■醇1-2、二聚憐酸納2-3、丙_■醇2-4、四氣化錯(cuò)2-3、_■乙醇胺2-3、氯化銨2-3、二乙二醇丁醚1-2、三羥甲基丙烷1-2、十二烷基苯磺酸鈉0. 3-0. 5、剩余的為水；
所述的水性納米氧化鋅料的制備方法為
(1)將納米氧化鋅超聲分散于其質(zhì)量5-10倍的無(wú)水乙醇中，得到分散液，然后將其質(zhì)量3-4%的過(guò)氧化二異丙苯、1-2%的苯胺甲基三乙氧基硅烷加入上述分散液中，在80-90°C溫度下回流反應(yīng)1-2小時(shí)，反應(yīng)后得到帶有反應(yīng)基團(tuán)的偶聯(lián)劑改性的納米氧化鋅-乙醇懸浮液，然后進(jìn)行過(guò)濾，離心分離濾液，得到改性納米氧化鋅；
(2)將丙三醇溶于水，然后加入上述改性納米氧化鋅，在球磨機(jī)中球磨處理1-2小時(shí)，得到改性納米氧化鋅漿料；
(3)將1，2_雙(三乙氧基硅基)乙烷溶解在乙醇中，制備成質(zhì)量濃度為2-4%的溶液，加入到上述改性納米氧化鋅漿料中，用醋酸或醋酸鈉調(diào)節(jié)PH值為4-5，再球磨處理2-3小時(shí)，得到所述的水性納米氧化鋅料。所述的水性納米氧化鋅料的制備方法中，所述的納米氧化鋅、丙三醇、1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷和步驟(2)中的水、步驟(3)中的乙醇的質(zhì)量比為納米氧化鋅丙三醇
1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烷水乙醇為10-15g:l-2g:2-4g:95-105克:95-105克。所述納米氧化鋅的粒度為40_50nm。
—種含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將上述重量份的1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷加入上述重量份60-70%的水中，充分溶解后再加入上述重量份的Y-氨丙基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢?，得混合料A ;
(2)取剩余水的60-70%，加入上述重量份的水性納米氧化鋅料，充分?jǐn)嚢韬螅尤肷鲜鲋亓糠莸娜哿姿徕c、四氟化鋯、二乙醇胺、氯化銨、二乙二醇丁醚、三羥甲基丙烷充分?jǐn)嚢?，得混合料B ;
(3)將上述重量份的丙烯醇和乙二醇與剩余的水混合，加熱到40-50°C，然后加入上述重量份的十二烷基苯磺酸鈉，攪拌至十二烷基苯磺酸鈉完全溶解，得混合料C ；
(4)將上述得到的混合料A、B和C混合，然后醋酸或者醋酸鈉，調(diào)節(jié)PH為3-5，最后加入上述重量份的丙二醇，充分?jǐn)嚢韬蠹吹盟龊卸掖及返慕饘俦砻婀柰樘幚韯?。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
使用本發(fā)明的表面硅烷處理劑處理金屬后在金屬表面形成的硅烷涂層具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，延長(zhǎng)了金屬的使用壽命，通過(guò)1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷和Y-氨丙基三乙氧基硅烷結(jié)合在一起使用，可以在金屬表面形成致密而牢固的涂層，而用本發(fā)明的工藝制備的水性納米氧化鋅料具有高分散穩(wěn)定性和高效粘合性，其均勻的分布在金屬表面，使得金屬具有高的致密性及抗離子的滲透性，加入的四氟化鋯等助劑，增加了硅烷吸附膜的致密度，改善了成膜質(zhì)量，使得膜層具有附著力強(qiáng)，無(wú)空洞、裂陷，致密均勻，極化電流密度小的特點(diǎn)，且生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保，無(wú)污染。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
一種含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑，由下列組分配制而成的混合液，每升混合液中各組分的重量份(克)為
1，2_雙(三乙氧基硅基)乙烷35、Y-氨丙基三乙氧基硅烷40、水性納米氧化鋅料160、丙烯醇3、乙二醇2、三聚磷酸鈉3、丙二醇4、四氟化鋯3、二乙醇胺3、氯化銨3、二乙二醇丁醚2、三羥甲基丙烷2、十二烷基苯磺酸鈉0. 5、剩余的為水；
所述的水性納米氧化鋅料的制備方法為
(1)將納米氧化鋅超聲分散于其質(zhì)量5倍的無(wú)水乙醇中，得到分散液，然后將其質(zhì)量4%的過(guò)氧化二異丙苯、2%的苯胺甲基三乙氧基硅烷加入上述分散液中，在90°C溫度下回流反應(yīng)2小時(shí)，反應(yīng)后得到帶有反應(yīng)基團(tuán)的偶聯(lián)劑改性的納米氧化鋅-乙醇懸浮液，然后進(jìn)行過(guò)濾，離心分離濾液，得到改性納米氧化鋅；
(2)將丙三醇溶于水，然后加入上述改性納米氧化鋅，在球磨機(jī)中球磨處理I小時(shí)，得到改性納米氧化鋅漿料；
(3)將1，2_雙(三乙氧基硅基)乙烷溶解在乙醇中，制備成質(zhì)量濃度為2%的溶液，力口入到上述改性納米氧化鋅漿料中，用醋酸或醋酸鈉調(diào)節(jié)PH值為4-5，再球磨處理2-3小時(shí)，得到所述的水性納米氧化鋅料。所述的水性納米氧化鋅料的制備方法中，所述的納米氧化鋅、丙三醇、1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷和步驟(2)中的水、步驟(3)中的乙醇的質(zhì)量比為納米氧化鋅丙三醇
1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烷水乙醇為15g:2g:4g:105克105克。
所述納米氧化鋅的粒度為50nm。一種含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將上述重量份的1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷加入上述重量份70%的水中，充分溶解后再加入上述重量份的Y-氨丙基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢瑁没旌狭螦 ;
(2)取剩余水的70%，加入上述重量份的水性納米氧化鋅料，充分?jǐn)嚢韬?，加入上述重量份的三聚磷酸鈉、四氟化鋯、二乙醇胺、氯化銨、二乙二醇丁醚、三羥甲基丙烷充分?jǐn)嚢瑁没旌狭螧 ；
(3)將上述重量份的丙烯醇和乙二醇與剩余的水混合，加熱到50°C，然后加入上述重量份的十二烷基苯磺酸鈉， 攪拌至十二烷基苯磺酸鈉完全溶解，得混合料C ；
(4)將上述得到的混合料A、B和C混合，然后醋酸或者醋酸鈉，調(diào)節(jié)PH為5，最后加入上述重量份的丙二醇，充分?jǐn)嚢韬蠹吹盟龊卸掖及返慕饘俦砻婀柰樘幚韯?。性能測(cè)試
彎曲粘性
用本發(fā)明的表面硅烷處理劑處理金屬鋁片，將鋁片對(duì)折彎曲60度，用粘性膠帶剝離彎曲部分3次，在X20放大鏡下檢測(cè)剝離程度，結(jié)果無(wú)裂紋；用本發(fā)明的表面硅烷處理劑處理金屬鋁片，將鋁片在沸水中浸泡I小時(shí)，在室溫下放置24小時(shí)，然后將鋁片對(duì)折彎曲60度，用粘性膠帶剝離彎曲部分3次，在X20放大鏡下檢測(cè)剝離程度，結(jié)果無(wú)裂紋；
耐腐蝕性
用本發(fā)明的表面硅烷處理劑處理鍍鋅鋼板金屬材料，將該材料橫向切開，進(jìn)行噴灑試驗(yàn)，所用試劑為濃度為5%的氯化鈉溶液，試驗(yàn)時(shí)間300小時(shí)，測(cè)量在切割線一側(cè)形成的鼓泡寬度，結(jié)果鼓泡寬度為0 ;用本發(fā)明的表面硅烷處理劑處理金屬材料，將該材料浸泡在濃度為5%的氯化鈉溶液中，浸泡300小時(shí)，材料表面基本無(wú)變化，浸泡400小時(shí)，邊緣出現(xiàn)極少
量鎊斑。
權(quán)利要求
1.一種含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑，其特征在于由下列組分配制而成的混合液，每升混合液中各組分的重量份(克)為 1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烷28-35、Y-氨丙基三乙氧基硅烷32-40、水性納米氧化鋒料100-160、丙稀醇2-3、乙_■醇1-2、二聚憐酸納2-3、丙_■醇2-4、四氣化錯(cuò)2-3、_■乙醇胺2-3、氯化銨2-3、二乙二醇丁醚1-2、三羥甲基丙烷1-2、十二烷基苯磺酸鈉0. 3-0. 5、剩余的為水； 所述的水性納米氧化鋅料的制備方法為 (1)將納米氧化鋅超聲分散于其質(zhì)量5-10倍的無(wú)水乙醇中，得到分散液，然后將其質(zhì)量3-4%的過(guò)氧化二異丙苯、1-2%的苯胺甲基三乙氧基硅烷加入上述分散液中，在80-90°C溫度下回流反應(yīng)1-2小時(shí)，反應(yīng)后得到帶有反應(yīng)基團(tuán)的偶聯(lián)劑改性的納米氧化鋅-乙醇懸浮液，然后進(jìn)行過(guò)濾，離心分離濾液，得到改性納米氧化鋅； (2)將丙三醇溶于水，然后加入上述改性納米氧化鋅，在球磨機(jī)中球磨處理1-2小時(shí)，得到改性納米氧化鋅漿料； (3)將1，2_雙(三乙氧基硅基)乙烷溶解在乙醇中，制備成質(zhì)量濃度為2-4%的溶液，加入到上述改性納米氧化鋅漿料中，用醋酸或醋酸鈉調(diào)節(jié)PH值為4-5，再球磨處理2-3小時(shí)，得到所述的水性納米氧化鋅料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑，其特征在于，所述的水性納米氧化鋅料的制備方法中，所述的納米氧化鋅、丙三醇、1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷和步驟(2)中的水、步驟(3)中的乙醇的質(zhì)量比為納米氧化鋅丙三醇1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷水乙醇為10-15g:l-2g:2-4g:95-105克:95-105克。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑，其特征在于所述納米氧化鋅的粒度為40-50nm。
4.一種如權(quán)利要求1所述的含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)將上述重量份的1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷加入上述重量份60-70%的水中，充分溶解后再加入上述重量份的Y-氨丙基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢?，得混合料A ; (2)取剩余水的60-70%，加入上述重量份的水性納米氧化鋅料，充分?jǐn)嚢韬?，加入上述重量份的三聚磷酸鈉、四氟化鋯、二乙醇胺、氯化銨、二乙二醇丁醚、三羥甲基丙烷充分?jǐn)嚢瑁没旌狭螧 ; (3)將上述重量份的丙烯醇和乙二醇與剩余的水混合，加熱到40-50°C，然后加入上述重量份的十二烷基苯磺酸鈉，攪拌至十二烷基苯磺酸鈉完全溶解，得混合料C ； (4)將上述得到的混合料A、B和C混合，然后醋酸或者醋酸鈉，調(diào)節(jié)PH為3-5，最后加入上述重量份的丙二醇，充分?jǐn)嚢韬蠹吹盟龊卸掖及返慕饘俦砻婀柰樘幚韯?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有二乙醇胺的金屬表面硅烷處理劑，其特征在于由下列組分配制而成的混合液，每升混合液中各組分的重量份(克)為1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烷28-35、γ-氨丙基三乙氧基硅烷32-40、水性納米氧化鋅料100-160、丙烯醇2-3、乙二醇1-2、三聚磷酸鈉2-3、丙二醇2-4、四氟化鋯2-3、二乙醇胺2-3、氯化銨2-3、二乙二醇丁醚1-2、三羥甲基丙烷1-2、十二烷基苯磺酸鈉0.3-0.5、剩余的為水；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是使用本發(fā)明的表面硅烷處理劑處理金屬后在金屬表面形成的硅烷涂層具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，延長(zhǎng)了金屬的使用壽命，通過(guò)1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷結(jié)合在一起使用，可以在金屬表面形成致密而牢固的涂層。
文檔編號(hào)C23C22/36GK103060787SQ201210550790
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者王立新 申請(qǐng)人:安徽六方重聯(lián)機(jī)械股份有限公司