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鍍層防銹保護(hù)劑制備方法


三水錳礦 / 2021-10-23

  鍍層是指涂在某些物品上的金屬表面涂上一層材料,鍍(如電鍍\涂層、磷化等)在金屬底子表面上面的極薄的通常為貴金屬的表層,增加裝飾性或保護(hù)性的外部鍍層。作用可分為:防護(hù)性鍍層;裝飾性鍍層;防護(hù)性裝飾鍍層;修復(fù)性鍍層;功能性鍍層:
①防護(hù)性鍍層:如Zn、Ni、Cd、Sn和Cd-Sn等鍍層,作為耐大氣及各種腐蝕環(huán)境的防腐蝕鍍層;
②防護(hù).裝飾鍍層:如Cu—Ni—Cr、Ni-Fe-Cr復(fù)合鍍層等,既有裝飾性,又有防護(hù)性;
③裝飾性鍍層:如Au、Ag以及Cu.孫仿金鍍層、黑鉻、黑鎳鍍層等;
④修復(fù)性鍍層:如電鍍Ni、Cr、Fe層進(jìn)行修復(fù)一些造價頗高的易磨損件或加工超差件;
⑤功能性鍍層:如Ag、Au等導(dǎo)電鍍層;Ni-Fe、Fe-Co、Ni-Co等導(dǎo)磁鍍層;Cr、Pt-Ru等高溫抗氧化鍍層;Ag、Cr等反光鍍層;黑鉻、黑鎳等防反光鍍層;硬鉻、Ni.SiC等耐磨鍍層;Ni.VIEE、Ni.C(石墨)減磨鍍層等;Pb、Cu、Sn、Ag等焊接性鍍層;防滲碳鍍Cu等。
原料配比



制備方法
(1)將水和所述硅烷偶聯(lián)劑混合均勻,得到均勻液體A;
(2)將所述均勻液體A和水溶性硅酸鹽混合均勻,得到均勻液體B;
(3)將所述均勻液體B和促進(jìn)劑混合均勻,得到均勻液體C;
(4)將所述均勻液體C和氧化硅填料混合均勻,得到均勻液體D;
(5)將所述均勻液體D與水溶性成膜樹脂混合均勻,得到均勻液體E;
原料配伍
  本品各組分質(zhì)量份配比范圍為:相對于1質(zhì)量份的所述水溶性硅酸鹽,所述硅烷偶聯(lián)劑的用量可以為0.5~4.5,所述第一硅烷偶聯(lián)劑和所述第二硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比可以為(1.2~1.8): l;所述促進(jìn)劑的用量可以為0.2~1.8。所述氧化硅填料的用量可以為0.25~2.2。所述水溶性成膜樹脂的用量可以為0.8~6.8。此處固體與用于計算或表示固含量的固體含義相同,即為水溶性成膜樹脂除去溶劑后剩余的成分。水的用量為10~100。需要說明的是,本產(chǎn)品中所說的水的用量是指另外添加的水的量,不包括上述以溶液或乳液方式添加的其他組分中帶有的水的量。
  所述硅烷偶聯(lián)劑包括第一硅烷偶聯(lián)劑和第二硅烷偶聯(lián)劑,所述第一硅烷偶聯(lián)劑為Cl(CH2)3 Si(OCH3 )3、Cl(CH2)3Si(OC2H5)3、CI(CH2 )3 SiCH3 (OCH3)2和Cl(CH2 )3 SiCH3 (OC2H5)2中的至少一種;所述第二硅烷偶聯(lián)劑為CH2 -CHSi(OCH3)3、CH2-CHSi(OC2Hs )3、CH2一CHSiCHs ( OCH3 )2、CH2示CHSiCH3(OC2 Hs)2和CH2 =CHSi(OCHzCH2OCH3)3中的至少一種。其中,CI(CH2)zSi(OCH3)3 (稱為r-氯丙基三甲氧基硅烷)、CI(CH2)sSi(OC;Hs)3(稱為Y-氯丙基三乙氧基硅烷)、CI(CH2)。SiCH:(OCH)2 (稱為yr-氯丙基甲基二甲氧基硅烷)和CI(CH2),SCH;(OC,Hs)2 (稱為y-氯丙基甲基二乙氧基硅烷)可以用作第一硅烷偶聯(lián)劑。其中,CH2=CHSi(OCH3)3 (稱為乙烯基三甲氧基硅烷)、CH2=CHSi(OC2H5)3 (稱為乙烯基三乙氧基硅烷)、CH2=CHSiCH3(OCH3)2 (稱為乙烯基甲基二甲氧基硅烷)、CH2=CHSICH3(OC2H5)2 (稱為乙烯基甲基乙氧基硅烷)和CH2=CHSi(OCH2CH2OCH3)3(稱為乙烯基三(β-甲 氧基乙氧基)硅烷)可以用作第二硅烷偶聯(lián)劑。
   所述水溶性硅酸鹽可以為硅酸鈉和/或硅酸鉀。所述硅酸鈉可以為無水硅酸鈉五水偏硅酸鈉九水硅酸鈉中的至少一種。井且,所述水溶性硅酸鹽的用量是以無水硅酸鹽的量計算的。
   所述促進(jìn)劑為硫脲和/或尿素。
   所述氧化硅填料沒有特殊的要求,可以為以氧化硅為主體的各種填料,例如,所述氧化硅填料可以為納米二氧化硅粉和/或納米二氧化硅溶膠:優(yōu)選情況下,所述氧化硅填料中的氧化硅的粒徑可以5~ 90nm.更優(yōu)選5~30m,例如,可以使用商品牌號為AT:30、AT-30S、 AT-40、 AT-30A 和AT-20的市售品,或者商品牌號為SS25和S-30的市售品。并且,氧化硅填料的用量是以氧化硅本身的質(zhì)量計算的,例如納米二氧化硅溶膠的用量是以溶膠中的二氧化硅的量計算的,即以納米二氧化硅溶膠的質(zhì)量乘以其二氧化硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)后得到的數(shù)值計算。
   所述水溶性成膜樹脂可以為各種水溶性的且能夠用于成膜的改性的或未改性的樹脂,所述樹脂可以以合適的制品形式使用,例如水溶性乳液、水溶性溶液和水溶性固體中的至少- 種,本產(chǎn)品沒有特別的要求,只要能夠用于成膜即可,例如,所述水溶性成膜樹脂可以為水溶性聚酯成膜樹脂(即由多元醇類單體和多元酸類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂,例如商品牌號CB2200的聚酯樹脂)、水溶性苯丙成膜樹脂(即由苯乙烯類單體和丙烯酸(酯)類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂,例如商品牌號為xy- 108b的苯丙乳液)、水溶性環(huán)氧成膜樹脂(即由含有環(huán)氧基的單體聚合而得的水溶性成膜樹脂,例如商品牌號為BH620的環(huán)氧樹脂)、水溶性聚氨酯成膜樹脂(即由多元異氰酸酯類單體和多元羥基化合物類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂,例如商品牌號812的聚氨酯樹脂)、水溶性硅丙成膜樹脂(即由有機(jī)硅類單體和丙烯酸(酯)類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂,例如商品TC-05型硅丙乳液,固含量為48%)、水溶性丙烯酸成膜樹脂(即由丙烯酸(酯)類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂,例如商品牌號為A-3418的丙烯酸樹脂)和水溶性氟碳成膜樹脂(即由含氟類單體聚合而得的水溶性成膜樹脂,例如商品牌號為SKFT-I的水性氟碳乳液)中的至少一種; 優(yōu)選情況下,所述水溶性成膜樹脂為水溶性米丙成膜樹脂、水溶性環(huán)氧成膜樹脂、水溶性硅丙成膜樹脂、水溶性丙烯酸成膜樹脂、水溶性聚氨酯成膜樹脂和水溶性聚酯成膜樹脂中的至少一種。更優(yōu)選地,所述水溶性硅丙成膜樹脂為Silomer8861乳液。
   為了進(jìn)一步提高形成的防護(hù)膜的潤滑性能,優(yōu)選情況下,該制備方法還包括:將水和硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后的物料與潤滑助劑混合均勻,所述潤滑助劑為二甲基硅油的水性乳液、聚醚改性的聚硅氧烷、聚乙烯蠟的水性乳液和氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的一種或多種。相對于1質(zhì)量份的所述水溶性硅酸鹽,所述潤滑助劑的含量為0.2~1.8質(zhì)量份,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5~0.7質(zhì)量份。
    所述二甲基硅油的水性乳液的固含量可以為10%~90%,優(yōu)選為30% ~80%。二甲基硅油的水性乳液在用于配制本產(chǎn)品時,其用量是指水性乳液的總質(zhì)量乘以其固含量后得到的數(shù)值。需要說明的是,所述二甲基硅油的水性乳液的固含量是指制備所述二甲基硅油的水性乳液所用的二甲基硅油的含量。所述二甲基硅油是指水不溶性的未改性的二甲基硅油。所述二甲基硅油的水性乳液中的二甲基硅油的黏度可以為500~50000mPa*s,優(yōu)選為1000~ 40000mPa.s,更優(yōu)選為1500~30000mPa.s.
    所述聚醚改性的聚硅氧烷俗稱水溶性二甲基硅油,現(xiàn)有的各種水溶性二甲基硅油均可以在本產(chǎn)品中作為所述潤滑助劑用于實現(xiàn)本產(chǎn)品的目的。所述聚醚改性的聚硅氧烷的黏度為100~ 10000mPa.s,優(yōu)選為500~ 800mPa.s,更優(yōu)選為1000~ 600mPa.s,更進(jìn)一步 優(yōu)選為2000~ 5000mPa.s。
    所述聚乙烯蠟的水性乳液可以是按照常規(guī)方法將聚乙烯蠟乳化后得到的水性乳液,所述聚乙烯蠟的水性乳液的固含量可以為30%~60%,優(yōu)選為40% ~ 50%。聚乙烯蠟的水性乳液在用于配制本產(chǎn)品時,其用量是指水性乳液的總質(zhì)址乘以其固含量后得到的數(shù)值。所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液可以是按照常規(guī)方法將氧化聚乙烯蠟乳化后得到的水性乳液,所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液的固含量可以為30%~60%,優(yōu)選為40% ~50%。需要說明的是,氧化聚乙烯蠟的水性乳液在用于配制本產(chǎn)品時,其用量是指水性乳液的總質(zhì)量乘以其固含量后得到的數(shù)值。所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的氧化聚乙烯蠟的熔點(diǎn)可以為80~120C,優(yōu)選為90~115C,更優(yōu)選為100~110C。所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的氧化聚乙烯蠟的酸值(以KOH計)可以為5~ 60mg/g,優(yōu)選為10~50mg/g.
   本產(chǎn)品還可以含有其他各種不影響鍍層防銹保護(hù)劑性質(zhì)的組分,如染料、顏料、分散劑和消泡劑中的一種或多種。以該鍍層防銹保護(hù)劑的總質(zhì)量為基準(zhǔn),其他組分的含量不超過20%,優(yōu)選不超過10%。所述消泡劑可以是本領(lǐng)域公知的各種消泡劑,例如聚醚類消泡劑、高碳醇類消泡劑和硅類消泡劑等中的一種或多種。更具體地說,所述消泡劑可以為商購自例如商品SD-401系列消泡劑中的一種或多種。優(yōu)選情況下,以所述鍍層防銹保護(hù)劑的總量為基準(zhǔn),所述消泡劑的含量為0. 01%~0.05%。
質(zhì)量指標(biāo)

防銹表面化學(xué)處理劑

動摩擦系數(shù)(1天) 耐蝕性合格率(1天)/% 耐蝕性合格率(60天)/% 耐蝕性合格率(120天)/% 耐蝕性合格率(180天)/%
1# 0.13 100 100 100 99
2# 0.14 100 100 100 99
3# 0.14 100 100 100 99
4# 0.16 96 95 94 93
5# 0.16 97 96 95 93
6# 0.17 97 96 94 92
7# 0.16 97 97 93 93
8# 0.17 97 96 94 93
9# 0.16 97 96 94 92
10# 0.17 97 95 94 93
11# 0.16 97 97 93 92
12# 0.14 95 94 94 92
13# 0.14 95 95 94 93
14# 0.14 98 97 96 95
15# 0.15 97 96 94 93
16# 0.15 98 97 95 94
17# 0.15 98 97 95 94

 

產(chǎn)品應(yīng)用
   本品是一種鍍層防銹保護(hù)劑。本產(chǎn)品無須稀釋可以直接使用。
   所述鍍層防銹保護(hù)劑可以以本領(lǐng)域常規(guī)的方式用于制備各種金屬材料。
   根據(jù)本產(chǎn)品提供的熱鍍金屬材料包括熱鍍鋅金屬基材和附著在該熱鍍金屬基材上的涂層,所述熱鍍金屬基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱鍍鋁鋅鎂金屬基材中的至少-一種,所述涂層為如上所述的鍍層防銹保護(hù)劑的固化產(chǎn)物。
   在熱鍍金屬基材上附著所述涂層的方法可以包括將所述鍍層防銹保護(hù)劑附著在熱鍍金屬基材的表面,然后干燥,干燥的溫度可以為60~120C,優(yōu)選為90~110°C,時間可以為0.5~3s。所述鍍層防銹保護(hù)劑的用量可以根據(jù)涂層的厚度進(jìn)行確定。所述干燥的方法,可以為熱風(fēng)干燥、感應(yīng)加熱和紅外輻射加熱中的一種或多種。所有液體和固體的體積均指20C、1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積。
產(chǎn)品特性
   本產(chǎn)品形成的防護(hù)膜的耐蝕性十分優(yōu)良。此外,本產(chǎn)品的耐儲藏性非常優(yōu)異,在配制完成后可在室溫下儲存180天而不發(fā)生明顯的形狀改變和性能下降。


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