[发明专利]一种钝化液及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种钝化液及其制备方法和应用，涉及金属防腐蚀技术领域。本发明提供的制备方法，包括以下步骤：将硅烷偶联剂、甲醇和水混合，得到硅烷溶液；将所述硅烷溶液和酸性pH调节剂混合，进行水解反应，得到硅烷水解液；将所述硅烷水解液、氧化石墨烯和挥发性有机溶剂混合，进行功能化反应，将得到的功能化反应产物依次进行过滤和干燥，得到功能化氧化石墨烯；将所述功能化氧化石墨烯和环氧树脂混合，得到钝化液。本发明制得的钝化液具有良好的耐腐蚀性能，形成的钝化膜具有良好的致密性和持久的防腐性能。

技术领域

本发明涉及金属防腐蚀技术领域，具体涉及一种钝化液及其制备方法和应用。

背景技术

金属表面及金属镀层的防腐是延长金属使用寿命保护金属镀层的关键技术。钝化处理作为一种简单有效的表面处理方法一直以来受到研究者的广泛关注。金属表面钝化处理的传统方法主要采用酸性铬酸盐作为钝化液进行钝化处理。该方法具有成膜质量优良，工艺简单等优点，然而因其六价铬离子致癌且污染环境，已被限制使用。目前研究的无铬钝化工艺主要集中在无机钝化、有机钝化及有机-无机复合钝化。然而，目前工业生产中使用的无机钝化液主要以磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐等为主，与铬酸盐钝化液相比成本高、生产工艺复杂、性能优势不足。单纯的有机钝化液如植酸、硅烷、树脂等其耐蚀性较低，与基体附着力不理想，常作为其他主膜的添加剂来改善钝化膜的耐蚀性及致密度。石墨烯具有完美的单层平面结构，其厚度仅为0.3354nm。片层状的氧化石墨烯能够通过平行堆砌，穿插排布，形成迷宫效应，在材料表面形成有效的屏障，保护材料免受腐蚀介质的侵害。因其优异的比表面积、力学、热学、电化学性能和其稳定的化学性能、高透明度等理化特性，使其成为一种优良的成膜材料，广泛应用于各种新型复合材料之中。

中国专利CN201810669324.2公开了一种硅烷/氧化石墨烯复合钝化液及其制备方法与应用。该制备方法包括以下步骤：将水性硅烷偶联剂、水和醇按体积比为1:(7～9):(0.8～1.2)进行混合，得混合液；在混合液中加入氧化石墨烯，超声处理得分散液；调节分散液的酸碱度至pH值为2～4，进行水解得硅烷/氧化石墨烯复合钝化液。然而，该方法制得的硅烷/氧化石墨烯复合钝化液的耐腐蚀性和持久性差。

发明内容

鉴于此，本发明目的在于提供一种钝化液及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法制得的钝化液具有良好的耐腐蚀性，形成的钝化膜具有良好的致密性和持久的防腐性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供一种钝化液的制备方法，包括以下步骤：

将硅烷偶联剂、甲醇和水混合，得到硅烷溶液；

将所述硅烷溶液和酸性pH调节剂混合，进行水解反应，得到硅烷水解液；

将所述硅烷水解液、氧化石墨烯和挥发性有机溶剂混合，进行功能化反应，将得到的功能化反应产物依次进行过滤和干燥，得到功能化氧化石墨烯；

将所述功能化氧化石墨烯和环氧树脂混合，得到钝化液。

优选地，所述氧化石墨烯和硅烷水解液的质量体积比为10～50mg：5～25mL。

优选地，所述功能化氧化石墨烯和环氧树脂的质量体积比为1～5mg：10～50mL。

优选地，所述水解反应的温度为30～50℃，时间为12～48h。

优选地，所述功能化反应的温度为30～70℃，时间为3～7h。

优选地，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三甲基硅烷、KH-550、KH-560或KH-570。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的钝化液，包括环氧树脂和功能化氧化石墨烯。

本发明还提供了上述技术方案所述的钝化液在金属表面防腐蚀中的应用。