[发明专利]一种金属表面防腐蚀处理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理领域，具体是指一种金属表面防腐蚀处理剂及其制备方法。

背景技术

为了提高金属表面的耐腐蚀性，通常会使用铬酸盐处理金属表面或使用磷酸盐处理金属表面。但是在采用铬酸盐或磷酸盐进行金属表面处理过程中的废水等对环境及劳动者的身体有严重的损害，随着世界对环境的保护意识的增强，现使用铬酸盐或磷酸盐受到的严格的限制。

虽然磷酸盐进行金属表面处理过程中，对劳动者的伤害较小，但是在后序的废水中富磷化问题严重，以及在使用磷酸盐的工艺中也不可避免的使用含铬盐，因此，现许多国家都禁止使用铬酸盐或磷酸盐为金属表面处理剂。

现能够替代铬酸盐或磷酸盐的无铬金属表面处理剂基本上使用的都是锆类金属表面处理剂、钛类金属表面处理剂或锆-钛类表面处理剂。这类处理剂一般是用卤素替代磷酸根，其中特别是氟离子在无铬金属表面处理剂中的成膜过程或成膜后同基体的结合相对最紧固。

但是，现技术中的所有无铬酸盐金属表面处理或磷酸盐金属表面处理，依然无法同使用铬酸盐或磷酸盐金属表面处理的效果比，而且在耐腐蚀性方面也有差别，并且后序的涂膜附着性也有差距。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属表面处理剂及其制备方法，通过本金属表面处理剂能够在待处理基体上形成覆膜，该覆膜的性能基本上接近由铬酸盐或磷酸盐对金属表面的处理效果，并且对后序的涂膜附着性也较大的提高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种金属表面防腐蚀处理剂，由氟化钛、硝酸锆、氟化锆、过氧钒酸、氨基硅烷、1，2-二（三乙氧基甲硅烷基）乙烷和二（三乙氧基甲硅烷基）己烷组成；氟化钛、硝酸锆和氟化锆以金属元素换算占处理剂总量的110-140ppm或550-650ppm，其中，氟化钛与硝酸锆和氟化锆的金属元素原子的比为1：1-1：3，硝酸锆和氟化锆的金属元素原子的比为2：5；过氧钒酸以金属元素换算占处理剂总量的10-30ppm；氨基硅烷与1，2-二（三乙氧基甲硅烷基）乙烷和二（三乙氧基甲硅烷基）己烷以摩尔比为17：3-9：1，其中，1，2-二（三乙氧基甲硅烷基）乙烷和二（三乙氧基甲硅烷基）己烷以摩尔比为1：1。

所述的氨基硅烷包括有3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-（2-氨基乙基）-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-（2-氨基乙基）-3-氨基丙基三乙氧基硅烷一种或多种组合。

所述的金属表面防腐蚀处理剂包括有镁、锌、铝、铈、稀土类元素及钼等金属元素的一种或多种。

金属表面防腐蚀处理剂中镁、铝以金属元素换算占处理剂总量的100-500ppm。

金属表面防腐蚀处理剂中钼以金属元素换算占处理剂总量的20-30ppm。

所述金属表面防腐蚀处理剂中包含有水溶性或水分散性有机树脂，以固体成份浓度计50-1000ppm。

所述金属表面防腐蚀处理剂中进一步包含有选自硝酸、硫酸、磷酸及它们的盐，其以固体成份浓度计量为50-10000ppm。

所述金属表面防腐蚀处理剂的PH值为3.2—4.5。

一种金属表面防腐蚀处理剂的制备方法，

1）通过对氨基硅烷、1，2-二（三乙氧基甲硅烷基）乙烷和二（三乙氧基甲硅烷基）己烷的水解制得缩合物I；

2）向过氧化氢水溶液中加入五氧化钒，在30℃-60℃下反应60-90分钟得到过氧钒酸；

3）将步骤1）得到的缩合物I快速加入到步骤2）制得的过氧钒酸中并搅拌；

4）将计量好的氟化钛、硝酸锆、氟化锆加入到3）中；

5），加入镁、锌、铝、铈、稀土类元素及钼等金属元素的一种或多种；加入水溶性或水分散性有机树脂；加入含有选自硝酸、硫酸、磷酸及它们的盐；加入表面活性剂；将溶液用酸调整为PH值为3.2-4.5。

本发明的有益效果是：

本发明的技术方案通过对含钛化合物及含锆化合物的使用比例，提高了在待处理金属表面的覆膜效果及后工序的涂膜附着性，并且通过对氨基硅烷与1，2-二（三乙氧基甲硅烷基）乙烷和二（三乙氧基甲硅烷基）己烷的组成比，提高了覆膜的耐腐蚀性能。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，应当理解的是，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。