[发明专利]一种提高金属表面防护性能的水性硅烷处理剂

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及金属表面前期处理的硅烷处理剂。

背景技术

大多数金属制品在运输和贮存及使用等过程中，其表面易发生各种形式的腐蚀，特别是形成各种锈斑的大气腐蚀，这些腐蚀会严重影响金属的品质以及由此金属制成产品的质量。同时金属表面的腐蚀带来了巨大的经济损失，在我国，据统计每年金属表面腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的4％，腐蚀损失甚至超过了火灾、风灾和地震造成损失的总和，如此惊人的损耗，刺激着市场对金属表面防腐产品需求的增长。虽然金属表面腐蚀产生的锈斑可以从金属基体上除去，但这些方法常常耗时长且还会降低金属的强度。另外，当金属表面涂覆聚合物涂料、粘合剂或橡胶防腐剂时，金属表面的腐蚀会引起防腐剂涂层与金属表面之间附着力的丧失或减弱，不能起到很好的防腐效果。因此，在涂覆防腐剂前必须对金属表面进行前期处理，才能有效防止金属制品在运输、贮存及使用等过程中其表面腐蚀的发生，延长金属制品的使用寿命。

随着环保呼声的高涨，迫切需要研发性能优良的表面处理剂，其中金属表面硅烷处理剂，因具有防腐性能好、节能、环境友好等优点，具有良好经济效益和社会效益，被广泛应用。

现有金属表面的硅烷处理剂，如申请号为200910273383.9的“可以提高金属表面防腐性能的环保型纳米水性硅烷处理剂”专利，公开的金属表面硅烷处理剂是每升包含有：

该处理剂的主要缺点是：①纳米二氧化硅价格昂贵，用量高达5～200mg/L，成本高。②稀土铈盐价格昂贵，用量高达10～500mg/L，增加成本。③添加纳米二氧化硅，需要使用超声波清洗机超声分散，操作过程复杂，进一步增加成本；④一种双甲硅烷基硅烷为包含至少一种非亲水性官能团的双甲硅烷基硅烷，水溶性差，硅烷水解时间长，易导致产生的硅醇缩聚交联，从而导致产品的耐腐蚀性差。⑤硅烷处理剂的存储稳定性差，为提高金属表面处理剂的稳定性，在使用时，需进一步加入乙醇，从而增加废水的生化耗氧量BOD，增加废水的处理成本，不易推广应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有金属表面硅烷处理剂的不足之处，提供一种提高金属表面防护性能的水性硅烷处理剂，具有处理剂溶液存储稳定性高、附着力强、耐腐蚀效果好，节能、环保、操作简便，成本低等优点。

实现本发明目的的技术方案是：一种提高金属表面防护性能的水性硅烷处理剂，所述处理剂的组分及其质量百分数为：

其中：所述的乙烯基三乙酰氧基硅烷∶双-(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的体积比为1∶3～5。

本发明处理剂的制备方法的具体步骤如下：

(1)备料

按照本发明处理剂的组分及其配比备齐原料。即：

其中：所述的乙烯基三乙酰氧基硅烷∶双-(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的体积比为1∶3～5。

(2)搅拌混合均匀

第(1)步完成后，按乙烯基三乙酰氧基硅烷∶双-(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺的体积比为1∶3～5，在搅拌釜中，先加入乙烯基三乙酰氧基硅烷和双-(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺，搅拌混合均匀后，静置3～4小时。再加入去离子水和硝酸镧，搅拌混合至混合溶液变得完全澄清透明后，就制备出本发明的水性硅烷处理剂。

本发明处理剂的使用方法：

对待处理的金属基体的表面，先用0.3g/L氢氧化钠和2g/L磷酸三钠及20g/L亚硝酸钠组成的碱性清洗剂，在50～60℃下超声清洗5分钟。再用自来水对金属表面进行冲洗1分钟。然后，用去离子水再对金属表面进行冲洗，使金属表面形成无缝水膜。最后将表面冲洗后的金属基体放入到本发明的水性硅烷处理剂中，浸渍5～30秒后取出，在80～150℃下烘干0.5～2小时，就完成对金属表面的防护前期处理。

本发明采用以上技术方案后，主要有以下效果：

(1)本发明用硝酸镧取代稀土铈盐，耐腐蚀效果更佳且价格低廉。硅烷膜能改善金属基体的耐腐蚀性能。然而硅烷膜常常存在针孔、微裂纹等缺陷，由于硝酸镧具有良好的腐蚀抑制性，硝酸镧在硅烷膜中的硅氧烷网络结构能够进行自组装修复硅烷膜的微裂纹和针孔等缺陷，使硅烷膜均匀、致密、完整，从而能明显提高硅烷膜的耐腐蚀性能。