專利名稱：改善有機(jī)膜處理金屬表面的新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬表面防腐處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種改善有機(jī)膜處理金屬表 面的新工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電鍍及發(fā)黑工藝是應(yīng)用非常廣泛的金屬表面防護(hù)處理技術(shù)，其保護(hù)效果雖 然顯著，但對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，已越來越不符合現(xiàn)在的環(huán)保要求。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，對(duì)提高資源 利用率和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有重要意義。資源減量化、再利用、再循環(huán)是 貫徹實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)，資源綜合利用和清潔生產(chǎn)的三大基本原則，也是環(huán)境污染防治從末端 治理轉(zhuǎn)向前端控制，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求。目前，硅烷化技術(shù)作為一種環(huán)保的金屬表面前處理技術(shù)已逐漸成熟，硅烷化處理 中不含鋅、鎳等有害重金屬及其它有害成分，也不需要亞硝酸鹽促進(jìn)劑，從而避免了亞硝酸 鹽及其分解產(chǎn)物對(duì)人體的危害。硅烷處理也是無渣的。渣處理成本為零，減少設(shè)備維護(hù)成 本，并且沒有表調(diào)、鈍化等工藝過程，較少的生產(chǎn)步驟和較短的處理時(shí)間有助于提高工廠的 產(chǎn)能，可縮短新建生產(chǎn)線，節(jié)約設(shè)備投資和占地面積。并且室溫工作，成膜迅速，節(jié)能增效； 可與各種后道處理方式配套，比如噴粉、電泳、噴漆等。該技術(shù)現(xiàn)已具有較高的工業(yè)化應(yīng)用 水平。但硅烷膜相對(duì)較薄，雖然能夠滿足汽車、家電等涂裝行業(yè)的使用要求，但在傳統(tǒng)的電 鍍及發(fā)黑工藝的應(yīng)用仍受到很大限制，并且傳統(tǒng)的硅烷處理劑對(duì)水的要求很高，在成膜期 間對(duì)水的硬度具有很高的要求，一旦采用富含Ca2+、Mg2+離子的硬水，將會(huì)影響到低聚硅烷 的縮聚反應(yīng)，從而阻礙了共價(jià)鍵的形成，硅烷化膜與金屬表面的鏈接變差，易脫落，難以起 到保護(hù)的作用。由于硅烷處理技術(shù)的成膜液對(duì)硬水較強(qiáng)的敏感性，試樣進(jìn)入成膜液中以前 需用去離子水徹底清洗。但使用去離子水成本較高，該處理技術(shù)難以被廣大商家接受。傳 統(tǒng)的硅烷化處理膜層不能單獨(dú)應(yīng)用于金屬的抗腐蝕處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述傳統(tǒng)硅烷化處理的不足，提供了一種抗腐蝕性能好，可應(yīng)用于金 屬的單獨(dú)防護(hù)的抗腐蝕處理，而且可以使用硬水的改善有機(jī)膜處理金屬表面的新工藝。改善有機(jī)膜處理金屬表面的新工藝，其特征在于在電鍍及發(fā)黑工藝的硅烷化過 程中引入經(jīng)過改性的植酸與乙醇胺的縮合物，在金屬表面形成硅烷化膜與改性植酸乙醇胺 縮合物的保護(hù)膜，當(dāng)硅烷中Si-OH相互縮合，在金屬表面形成具有Si-O-Si三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的 硅烷膜時(shí)，改性植酸乙醇胺縮合物也通過共價(jià)鍵與其極性基團(tuán)結(jié)合并鑲嵌其中，從而強(qiáng)化 膜的力學(xué)性能，減少膜的結(jié)構(gòu)孔洞，形成更加致密的硅烷植酸復(fù)合膜。上述的硅烷化過程是利用硅烷化技術(shù)以硅烷偶聯(lián)劑為主要成膜物質(zhì)的金屬表面 防腐處理。上述的硅烷化技術(shù)主要成膜物質(zhì)為硅烷偶聯(lián)劑，硅烷是一類含硅基的有機(jī)/無機(jī) 雜化物，其基本分子式為R' (CH2)nSi(0R)3，其中OR是可水解的基團(tuán)，R'是有機(jī)官能團(tuán)，兩種不同的化學(xué)官能團(tuán)，一端能于無機(jī)材料表面的羥基反應(yīng)生成共價(jià)鍵，另一端能與樹脂 生成共價(jià)鍵，從而使兩種性質(zhì)差別很大的材料結(jié)合起來，起到提高復(fù)合材料抗腐蝕性能的 作用。硅烷植酸復(fù)合膜抗硬水原理本發(fā)明通過含特殊基團(tuán)的多羥基硅烷與植酸發(fā)生縮合反應(yīng)，一方面利用植酸可有 效絡(luò)合硬水中的鈣鎂離子的特性有效改善硅烷處理產(chǎn)品的抗硬水性能；另一方面提高硅烷 與基體表面結(jié)合的有效共價(jià)鍵密度，從而提高金屬的抗腐蝕性能和粘結(jié)力。該復(fù)合膜層較之單純的硅烷化處理膜層，不僅抗腐蝕性能得到了極大的提高，可 成功應(yīng)用于金屬的單獨(dú)防護(hù)的抗腐蝕處理，而且無需去離子水，可直接使用硬水對(duì)試樣進(jìn) 行清洗，顯著地降低了生產(chǎn)成本，使得該技術(shù)的應(yīng)用與普及成為了可能。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。實(shí)施例一改善有機(jī)膜處理金屬表面的新工藝，在以硅烷偶聯(lián)劑為主要成膜物質(zhì)的金屬表面 防腐處理技術(shù)的硅烷化過程中引入經(jīng)過改性的植酸與乙醇胺的縮合物，在金屬表面形成硅 烷化膜與改性植酸乙醇胺縮合物的保護(hù)膜，當(dāng)硅烷中Si-OH相互縮合，在金屬表面形成具 有Si-O-Si三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅烷膜時(shí)，改性植酸乙醇胺縮合物也通過共價(jià)鍵與其極性基團(tuán) 結(jié)合并鑲嵌其中，從而強(qiáng)化膜的力學(xué)性能，減少膜的結(jié)構(gòu)孔洞，形成更加致密的硅烷植酸復(fù) 合膜。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的僅為本發(fā)明 的優(yōu)選例，并不用來限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種 變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所 附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.改善有機(jī)膜處理金屬表面的新工藝，其特征在于在電鍍及發(fā)黑工藝的硅烷化過程 中引入經(jīng)過改性的植酸與乙醇胺的縮合物，在金屬表面形成硅烷化膜與改性植酸乙醇胺縮 合物的保護(hù)膜，當(dāng)硅烷中Si-OH相互縮合，在金屬表面形成具有Si-O-Si三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅 烷膜時(shí)，改性植酸乙醇胺縮合物也通過共價(jià)鍵與其極性基團(tuán)結(jié)合并鑲嵌其中，形成硅烷植 酸復(fù)合膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善有機(jī)膜處理金屬表面的新工藝，其特征在于上述的硅 烷化過程是利用硅烷化技術(shù)以硅烷偶聯(lián)劑為主要成膜物質(zhì)的金屬表面防腐處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改善有機(jī)膜處理金屬表面的新工藝，其特征在于上述的硅 烷化技術(shù)主要成膜物質(zhì)為硅烷偶聯(lián)劑，硅烷是一類含硅基的有機(jī)/無機(jī)雜化物，其基本分 子式為R' (CH2)nSi(0R)3，其中OR是可水解的基團(tuán)，R'是有機(jī)官能團(tuán)，兩種不同的化學(xué)官 能團(tuán)，一端能于無機(jī)材料表面的羥基反應(yīng)生成共價(jià)鍵，另一端能與樹脂生成共價(jià)鍵，從而使 兩種性質(zhì)差別很大的材料結(jié)合起來，起到提高復(fù)合材料抗腐蝕性能的作用。
全文摘要
改善有機(jī)膜處理金屬表面的新工藝，涉及金屬表面防腐處理技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于在電鍍及發(fā)黑工藝的硅烷化過程中引入經(jīng)過改性的植酸與乙醇胺的縮合物，在金屬表面形成硅烷化膜與改性植酸乙醇胺縮合物的保護(hù)膜，當(dāng)硅烷中Si-OH相互縮合，在金屬表面形成具有Si-O-Si三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅烷膜時(shí)，改性植酸乙醇胺縮合物也通過共價(jià)鍵與其極性基團(tuán)結(jié)合并鑲嵌其中，形成硅烷植酸復(fù)合膜。該復(fù)合膜層不僅抗腐蝕性能得到了極大的提高，還可單獨(dú)應(yīng)用于金屬的抗腐蝕處理，而且抗硬水的能力得到顯著提高，降低了生產(chǎn)成本，使得該技術(shù)的應(yīng)用與普及成為了可能。
文檔編號(hào)C09D183/04GK102101974SQ201010570888
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者丁寧, 丁甸 申請(qǐng)人:蚌埠市鈺誠五金工貿(mào)有限公司