一種無(wú)鉻型金屬表面處理組合物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)為一種無(wú)鉻型金屬表面處理組合物，其特征在于：含有如下組分：A）端基為羥基的水溶性聚二甲基硅氧烷，B）具有α-官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑，C）Zr2+、Ca2+、Ce3+、Mo6+二價(jià)或高價(jià)的金屬離子；選自Zr(CH3COO)2、?Ca(CH3COO)2、Ce(NO3)3和(NH4)6Mo7O24中的至少一種；D）ph值調(diào)節(jié)劑，選自羥基亞乙基二膦酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和氨基三亞甲基膦酸中的至少一種；E）去離子水；其中，組分A）的濃度范圍為50～100?g/L，組分B）的濃度范圍為2～10?g/L，組分C）的濃度范圍為0.2～5?g/L，組分E）余量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及金屬表面處理
，一種無(wú)鉻型金屬表面處理組合物，該組合物不包含鉻元素，可在金屬材料上形成耐蝕性能良好的無(wú)鉻轉(zhuǎn)化膜。
技術(shù)介紹
鍍層金屬板材(如鍍鋅板、鍍錫板、鍍鋁鋅板等)的耐腐蝕性較好，被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、航空、汽車(chē)、建材、家電、機(jī)械等領(lǐng)域，但在潮濕環(huán)境中，鍍層金屬容易被腐蝕，鉻酸鹽作為腐蝕抑制劑，被廣泛應(yīng)用于金屬表面處理行業(yè)。但是，六價(jià)鉻是有毒的，具有致癌作用，因此發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛出臺(tái)相關(guān)法規(guī)，限制六價(jià)鉻的使用。因此，研制和開(kāi)發(fā)可替代鉻酸鹽鈍化的產(chǎn)品已是大勢(shì)所趨。目前，我國(guó)寶鋼、馬鋼、鞍鋼、武鋼和攀鋼等大型鋼鐵公司已有少量無(wú)鉻鈍化鍍層板材問(wèn)世，但所用無(wú)鉻鈍化液均為進(jìn)口產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的無(wú)鉻鈍化液產(chǎn)品還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的成功案例。目前，國(guó)內(nèi)外提出了多種無(wú)鉻金屬表面處理組合物的體系，其中有機(jī)硅烷體系耐蝕性能最好，與鉻酸鹽相當(dāng)，但是硅烷偶聯(lián)劑作為主要成膜劑時(shí)，在水中水解后羥基基團(tuán)含量較多，容易發(fā)生自縮聚，體系穩(wěn)定性差，耐蝕性能顯著下降，限制了硅烷體系無(wú)鉻處理液的推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出用羥基封端的水溶性聚二甲基硅氧烷為主要成膜劑，具有α-官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑為交聯(lián)劑，在新配方新體系的前提下，得到新的無(wú)鉻金屬表面處理組 合物，該組合物不包含鉻離子，性能穩(wěn)定，能提供優(yōu)異的耐蝕性能，適合工業(yè)化生產(chǎn)的需要。本專利技術(shù)為一種無(wú)鉻型金屬表面處理組合物，其特征在于 Α)端基為羥基的水溶性聚二甲基硅氧烷，其分子結(jié)構(gòu)式為HO [(CH3)2SiO] η H 其中η= 5 11 B)具有α-官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為X — Si (OR) 3，其R為CH3-, C2H5—等；Χ 為 CH2=CH—，C6H5CH2-, NHCH2-, HSCH2-, CH2=C (CH3) -COO CH2—等官能團(tuán)。例如乙烯基三乙酰氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷 C)Zr2+、Ca2+、Ce3+、Mo6+二價(jià)或高價(jià)的金屬離子；選自 Zr(CH3C00)2、Ca (CH3COO) 2、Ce (NO3) 3 和(NH4) 6Mo7024 中的至少一種 D)ph值調(diào)節(jié)劑，選自羥基亞乙基二膦酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸 和氨基三亞甲基膦酸中的至少一種 E)去離子水其中，組分A)的濃度范圍為50 100 g/L，組分B)的濃度范圍為 2 10 g/L，組分C)的濃度范圍為O. 2 5 g/L，組分E)余量。其組合物的制備方法為 1)在室溫下，將組分A)加入一定量水中攪拌至均勻； 2)加入組分D)適量，調(diào)節(jié)ph值至3 5; 3)在攪拌條件下依次加入組份C)攪拌至溶解； 4)緩慢滴加組份B)； 5)加入組份E)攪拌至均勻。其用途為 用于鋼鐵類、合金類金屬材料的表面處理，包括鍍鋅板、鍍錫板和鍍鋁鋅合金板等。本專利技術(shù)涉及的金屬表面處理組合物，其特點(diǎn)在于選擇了端基為羥基的水溶性聚二甲基硅氧烷為主要成膜劑，此化合物易于在金屬表面成膜，且在水體系中相對(duì)于硅烷偶聯(lián)劑有較少的S1-OH活性基團(tuán),穩(wěn)定性相對(duì)較好。本專利技術(shù)的另一特點(diǎn)在于選擇了具有α-官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑作為交聯(lián)劑，促進(jìn)聚二甲基硅氧烷在金屬表面的成膜，降低鈍化膜的固化溫度，縮短固化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，此硅烷偶聯(lián)劑的加入，可提高膜層的附著力，有利于改善膜層的耐腐蝕性能。本專利技術(shù)的金屬表面處理組合物中包含選自鋯、鈣、鈰和鑰中的至少一種具有緩蝕作用的金屬離子，因此所形成的膜層具有一定的自修復(fù)能力。 本專利技術(shù)的金屬表面處理組合物中，加入的有機(jī)膦酸類PH值調(diào)節(jié)劑，不僅能保持體系的PH值在3 5的適用范圍，而且能螯合加入的無(wú)機(jī)金屬緩蝕離子，形成環(huán)狀的有機(jī)金屬絡(luò)合物，提高體系的穩(wěn)定性。評(píng)價(jià)本專利技術(shù)的金屬表面耐腐蝕能力，是通過(guò)中性鹽霧試驗(yàn)來(lái)測(cè)試的，其結(jié)果是依據(jù)下列實(shí)驗(yàn)條件得到的 經(jīng)過(guò)本專利技術(shù)的組合物鈍化的鍍鋅板試樣，參照中性鹽霧加速腐蝕試驗(yàn)條件及方法執(zhí)行GB/T10125—1997人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)；試樣結(jié)果評(píng)價(jià)執(zhí)行GB/T 6461-2002金屬基體上金屬和其他無(wú)機(jī)覆蓋層經(jīng)腐蝕試驗(yàn)后的試樣和試件的評(píng)級(jí)。試驗(yàn)周期以24h為I試驗(yàn)周期，每周期內(nèi)連續(xù)噴霧。每周期結(jié)束前開(kāi)箱檢查一次試樣，檢查時(shí)間不能超過(guò)O. 5h。具體實(shí)施例方式 以下列出了實(shí)施例中表面處理組合物的組份，表I列出了實(shí)施例的測(cè)試結(jié)果。實(shí)施例1 金屬表面處理組合物的組成如下 聚二甲基硅氧烷50g/L 乙烯基三乙酰氧基硅烷5g/L Ce3+:O. 5 g/L HEDP:適量調(diào)節(jié)ph值至4.0 去離子水余量 實(shí)施例2 金屬表面處理組合物的組成如下 聚二甲基硅氧烷75g/L乙烯基三乙酰氧基硅烷7. 5g/LCe3+:O. 5 g/LHEDP:適量調(diào)節(jié)ph值至4.0去離子水余量實(shí)施例3金屬表面處理組合物的組成如下聚二甲基硅氧烷100g/L乙烯基三乙酰氧基硅烷10g/LCe3+:O. 5 g/LHEDP:適量調(diào)節(jié)ph值至4.0去離子水余量對(duì)比實(shí)施例1金屬表面處理組合物的組成如下Y—(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基娃燒75g/L乙烯基三乙酰氧基硅烷5g/LCe3+:O. 5 g/LHEDP:適量調(diào)節(jié)ph值至4.0去離子水余量表I為實(shí)施例的測(cè)試結(jié)果表I本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無(wú)鉻型金屬表面處理組合物，其特征在于：含有如下組分：???A）端基為羥基的水溶性聚二甲基硅氧烷，其分子結(jié)構(gòu)式為：HO?[(CH3)2SiO]?n?H???????其中:??n=?5～11；???B）具有α?官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為X—Si(OR)3，其R為?CH3—，C2H5—；X為CH2=CH—，C6H5CH2—，NHCH2—，HSCH2—，CH2=C(CH3)?COO?CH2—官能團(tuán)；?C）Zr2+、Ca2+、Ce3+、Mo6+二價(jià)或高價(jià)的金屬離子；選自Zr(CH3COO)2、????????Ca(CH3COO)2、Ce(NO3)3和(NH4)6Mo7O24中的至少一種；???D）ph值調(diào)節(jié)劑，選自羥基亞乙基二膦酸、2?膦酸丁烷?1，2，4?三羧酸????????和氨基三亞甲基膦酸中的至少一種；???E）去離子水；?????????其中，組分A）的濃度范圍為50～100?g/L，組分B）的濃度范圍為??????2～10?g/L，組分C）的濃度范圍為0.2～5?g/L，組分E）余量；?其組合物的制備方法為：??1）在室溫下，將組分A）加入一定量水中攪拌至均勻；??2）加入組分D）適量，調(diào)節(jié)ph值至3～5；??3）在攪拌條件下依次加入組份C）攪拌至溶解；??4）?緩慢滴加組份B）；??5）加入組份E）攪拌至均勻。...

【技術(shù)特征摘要】
1. 一種無(wú)鉻型金屬表面處理組合物，其特征在于 含有如下組分 A)端基為羥基的水溶性聚二甲基硅氧烷，其分子結(jié)構(gòu)式為HO [(CH3)2SiO] n H 其中η= 5 11 ; B)具有α-官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為X — Si (OR) 3，其R為 CH3-, C2H5- ；Χ 為 CH2=CH—，C6H5CH2-, NHCH2-, HSCH2-, CH2=C (CH3) -COO CH2—官能團(tuán)； C)Zr2+、Ca2+、Ce3+、Mo6+二價(jià)或高價(jià)的金屬離子；選自 Zr(CH3C00)2、Ca (CH3COO) 2、Ce (NO...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉學(xué)海，劉紅光，張春麗，張曉波，傅春明，于曉微，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)海洋石油總公司，中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：