專利名稱：一種含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉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，尤其涉及一種含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉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)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉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
乙稀基二乙氧基娃燒25-33、N-苯基_3_氣基丙基二甲氧基娃燒30-43、水性納米氧化鋅料100-190、乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉3-5、1，6_己二胺1-2、乙二醇4-5、草酸2-4、四氟化鋯2-3、鑰酸銨2-3、三羥甲基丙烷1-2、檸檬酸1-2、季戊四醇0. 8-1、過氧化氫叔丁基0. 6-0. 9、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倍的無水乙醇中，得到分散液，然后將其質(zhì)量3-4%的過氧化二異丙苯、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?！N含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉的金屬表面硅烷處理劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將上述重量份的乙烯基三乙氧基硅烷加入上述重量份60-70%的水中，充分溶解后再加入上述重量份的N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷，充分?jǐn)嚢?，得混合料A ;
(2)取剩余水的50-60%，加入上述重量份的水性納米氧化鋅料，充分?jǐn)嚢韬?，加入上述重量份的乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉、1，6-己二胺、四氟化鋯、鑰酸銨、三羥甲基丙烷、檸檬酸充分?jǐn)嚢?，得混合料B;
(3)將上述重量份的乙二醇和季戊四醇與剩余的水混合，然后加入上述重量份的過氧化氫叔丁基，攪拌至過氧化氫叔丁基完全溶解，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，最后加入剩余各原料，充分?jǐn)嚢韬蠹吹盟龊幸叶匪膩喖谆骒⑺徕c的金屬表面硅烷處理劑。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，延長了金屬的使用壽命，通過乙烯基三乙氧基硅烷和N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷結(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)，無空洞、裂陷，致密均勻，極化電流密度小的特點(diǎn)，且生產(chǎn)過程環(huán)保，無污染。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉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
乙稀基二乙氧基娃燒33、N-苯基-3-氣基丙基二甲氧基娃燒30-43、水性納米氧化鋒料170、乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉5、1，6-己二胺2、乙二醇5、草酸4、四氟化鋯3、鑰酸銨2、三羥甲基丙烷2、檸檬酸2、季戊四醇0. 8、過氧化氫叔丁基0. 9、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10倍的無水乙醇中，得到分散液，然后將其質(zhì)量4%的過氧化二異丙苯、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)I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4%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5，再球磨處理2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。一種含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉的金屬表面硅烷處理劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將上述重量份的乙烯基三乙氧基硅烷加入上述重量份70%的水中，充分溶解后再加入上述重量份的N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷，充分?jǐn)嚢?，得混合料A ;
(2)取剩余水的60%，加入上述重量份的水性納米氧化鋅料，充分?jǐn)嚢韬螅尤肷鲜鲋亓糠莸囊叶匪膩喖谆骒⑺徕c、1，6_己二胺、四氟化鋯、鑰酸銨、三羥甲基丙烷、檸檬酸充分?jǐn)嚢?，得混合料B ;
(3)將上述重量份的乙二醇和季戊四醇與剩余的水混合，然后加入上述重量份的過氧化氫叔丁基，攪拌至過氧化氫叔丁基完全溶解，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，最后加入剩余各原料，充分?jǐn)嚢韬蠹吹盟龊幸叶匪膩喖谆骒⑺徕c的金屬表面硅烷處理劑。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
1.一種含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉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)為乙稀基二乙氧基娃燒25-33、N-苯基_3_氣基丙基二甲氧基娃燒30-43、水性納米氧化鋅料100-190、乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉3-5、1，6_己二胺1_2、乙二醇4_5、草酸2_4、四氟化鋯2-3、鑰酸銨2-3、三羥甲基丙烷1-2、檸檬酸1-2、季戊四醇O. 8_1、過氧化氫叔丁基O.6-0. 9、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倍的無水乙醇中，得到分散液，然后將其質(zhì)量3-4%的過氧化二異丙苯、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所述的一種含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉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- (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所述的一種含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉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所述的含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉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)將上述重量份的乙烯基三乙氧基硅烷加入上述重量份60-70%的水中，充分溶解后再加入上述重量份的N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷，充分?jǐn)嚢瑁没旌狭螦 ;(2)取剩余水的50-60%，加入上述重量份的水性納米氧化鋅料，充分?jǐn)嚢韬螅尤肷鲜鲋亓糠莸囊叶匪膩喖谆骒⑺徕c、1，6_己二胺、四氟化鋯、鑰酸銨、三羥甲基丙烷、檸檬酸充分?jǐn)嚢?，得混合料B ;(3)將上述重量份的乙二醇和季戊四醇與剩余的水混合，然后加入上述重量份的過氧化氫叔丁基，攪拌至過氧化氫叔丁基完全溶解，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，最后加入剩余各原料，充分?jǐn)嚢韬蠹吹盟龊幸叶匪膩喖谆骒⑺徕c的金屬表面硅烷處理劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉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)為乙烯基三乙氧基硅烷25-33、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷30-43、水性納米氧化鋅料100-190、乙二胺四亞甲基叉膦酸鈉3-5、1，6-己二胺1-2、乙二醇4-5、草酸2-4、四氟化鋯2-3、鉬酸銨2-3、三羥甲基丙烷1-2、檸檬酸1-2、季戊四醇0.8-1、過氧化氫叔丁基0.6-0.9、剩余的為水；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)，無空洞、裂陷，致密均勻，極化電流密度小的特點(diǎn)，且生產(chǎn)過程環(huán)保，無污染。
文檔編號(hào)C23C22/47GK103031551SQ201210550918
公開日2013年4月10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