[发明专利]金属表面涂装前预处理用水性处理剂

说明书

技术领域    

本发明涉及金属防腐技术领域，特别涉及一种金属表面涂装前预处理用水性处理剂。

背景技术   

金属腐蚀是目前国民经济各个领域面临的一个十分严峻的问题，全世界每年因金属腐蚀造成的损失高达上千亿美元。为了达到金属表面防腐的目的，通常在金属表面涂装涂料，使得金属与外界环境隔绝，从而减少金属的腐蚀。

在涂装涂料前，通常需要对金属表面进行预处理，传统的预处理方法主要有喷砂、打磨、化学清洗、化学转化膜等，但其中最常用的是磷化工艺和金属表面钝化工艺。

金属磷化工艺是目前应用最广的金属表面预处理工艺，其主要原理是磷酸或酸式磷酸盐在酸性条件下与金属反应，在金属表面形成一层致密的难溶磷酸盐保护膜。磷化处理可用于普通钢材的涂装前预处理、长效防腐以及机械加工前处理，也可用于铝材及铝合金、锌及镀锌材料等的涂装前预处理。金属表面的磷化膜，可增强涂层与基材之间的结合力；也可用于改变金属表面的冷加工性能；经封孔、钝化处理后可具有一定的抗腐蚀能力。

金属钝化工艺是金属表面处理的另一种技术，钝化的方法有很多种，常用的有氧化和铬酸盐钝化。氧化通常用于铁、铝、锌等金属的钝化处理，它是用化学或电化学的方法，使金属表面氧化并沉积上一层致密的氧化物薄膜，而起到保护作用。铬酸盐钝化是以铬酸或重铬酸盐为原料，其强氧化作用使得金属表面生成致密的含铬钝化膜，从而提高金属的抗腐蚀性能。

然而金属磷和钝化工艺都存在着严重的环境污染问题，磷化和钝化液中含有大量的重金属离子，如铬、镍、铅、锌、铜、锰、锡等，这些离子即可以造成急性中毒，也可以在人体内慢慢积累，使人体发生病变；而且磷化和钝化工艺过程中还会产生大量污水，其中含有的重金属离子，一方面会造成污染，另一方面难以回收，资源浪费严重。

随着环保意识的增强，近年来开发出一些新的表面处理工艺如：稀土转化膜工艺、有机酸碱钝化工艺等，但这些工艺也不同程度上存在着资源浪费，难以在实际中应用等问题。

CN1814860A中公开了一种由磷酸类化合物和具有至少4个氟原子并选自钛、锆、硅、铪、铝、硼中至少一种元素的氟酸，以及具有至少一个含活性氨基的硅烷偶联剂和具有至少一个环氧基的硅烷偶联剂组成的金属表面处理用组合物，该组合物可以在金属表面形成耐腐蚀性、耐黑变性、和涂布密合性能优异的保护膜，但此组合物价格昂贵，含有磷酸类化合物，对环境污染比较严重。

CN101228294A中公开了一种由分子中含有一个氨基的硅烷偶联剂、分子含有缩水甘油基的硅烷偶联剂以及磷酸、氟化合物以及钒化合物组成的金属表面处理用组合物，该组合物可以赋予金属非铬钝化工艺难以实现的耐蚀性、耐热性、耐指纹性、导电性等性能，但价格昂贵，亦含有磷酸，对环境污染严重。

发明内容   

为了解决以上金属磷化、钝化工艺存在的高耗能、重污染等问题，本发明提供了一种不含重金属离子、低VOC、污染小、效率高、适用范围广的金属表面涂装前预处理用水性处理剂。

本发明是通过以下措施实现的：

一种金属表面涂装前预处理用水性处理剂，所用原料的重量百分比如下：

环氧基硅烷                     0.4~12%，

乙烯基硅烷                     0.1~6%，

水性不饱和聚酯                 0.05~6%，

引发剂                         0.0005～0.05%，

醋酸                           0～0.2%，

乙醇                           3～60%，

余量为水；

所述环氧基硅烷是指分子中含有至少一个环氧基官能团的硅烷。

所述的金属表面涂装前预处理用水性处理剂，所用原料的重量百分比如下：

环氧基硅烷                     6~12%，

乙烯基硅烷                     3~5%，

水性不饱和聚酯                 1%，

引发剂                         0.0015～0.003%，

醋酸                           0～0.13%，