一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保硅烷鈍化膜制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保硅烷鈍化膜，由以下原料制備制成：甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、硅烷偶聯(lián)劑KH560、偶氮二異丁腈、硅烷偶聯(lián)劑KH570、硅烷偶聯(lián)劑KH858適量、正硅酸乙酯、三氟丙基甲氧基硅、水性聚氨酯乳液、鉬酸鈉、硫酸氧鈦、釩酸鈉、檸檬酸適量、鹽酸適量、氨水適量、無(wú)水乙醇適量、稀硝酸適量、四氫呋喃適量、去離子水適量；本發(fā)明專利技術(shù)提供的鈍化液制備方法簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣，成膜性能好，起到良好的自潤(rùn)滑、耐腐蝕、耐熱和保護(hù)基材的作用，安全環(huán)保。

Self lubricating environmental protection silane passivation film containing fluorine

The invention discloses a self lubricating environmental fluorine containing silane passivation film, prepared by the following raw materials made of methacrylic acid: Twelve fluorine, heptyl methacrylate butyl six fluoride, silane coupling agent KH560, two azo isobutyronitrile, silane coupling agent, silane coupling agent KH570 KH858, the amount of TEOS, three methyl propyl fluoride oxygen silicon, aqueous polyurethane emulsion, sodium molybdate, titanyl sulfate, sodium vanadate, citric acid, hydrochloric acid, ammonia amount, amount of ethanol, the amount of dilute nitric acid amount, amount of tetrahydrofuran and deionized water amount; the invention provides a passivation liquid preparation method is simple, wide source of raw materials, film performance well, the self lubrication, corrosion resistance, heat resistance and protect the substrate effect, safety and environmental protection.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保硅烷鈍化膜
本專利技術(shù)涉及無(wú)鉻鈍化
，尤其涉及一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保硅烷鈍化膜。
技術(shù)介紹
鍍鋅寬帶鋼板是指表面鍍有一層鋅的鋼板，鍍鋅是為了防止鋼板表面產(chǎn)生腐蝕，延長(zhǎng)鋼板使用壽命，鍍鋅寬帶鋼板與人們的生活日益密切，主要用于家電板、手機(jī)外殼、建筑用彩涂板和汽車板凳。由于鋅很活潑，在大氣中易受到酸、堿、氧氣、二氧化碳和水蒸氣等物質(zhì)的腐蝕，因此需要對(duì)其進(jìn)行鈍化處理，鍍鋅板傳統(tǒng)鈍化方式普遍采用含有鉻酸鹽的鈍化液，該方法具有成膜性能優(yōu)良、成本低以及工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但鉻酸鹽中含有的鉻離子對(duì)人體具有致癌性，同時(shí)對(duì)環(huán)境也產(chǎn)生極大的危害。目前從事表面處理的專家及學(xué)者們對(duì)無(wú)鉻鈍化液的配制及其無(wú)鉻鈍化工藝的性能研究取得了一定的進(jìn)展，主要集中在無(wú)機(jī)組分鈍化、有機(jī)物鈍化和無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合鈍化，這些新興鈍化產(chǎn)品基本滿足無(wú)鉻鈍化要求，性能已接近或達(dá)到鉻酸鹽鈍化水平。但是在某些方面仍需要進(jìn)一步研究，為克服無(wú)機(jī)組分鈍化產(chǎn)生的耐蝕性和有機(jī)組分鈍化附著性能差的問(wèn)題，張振海在《鍍鋅寬帶鋼無(wú)機(jī)/有機(jī)復(fù)合鈍化液的制備及抗腐蝕性能》一文中主要主要采用有機(jī)硅烷和無(wú)機(jī)緩蝕劑進(jìn)行復(fù)配，通過(guò)調(diào)節(jié)各物質(zhì)的用量及反應(yīng)比例，研究鈍化液的性能極其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用情況。根據(jù)有機(jī)硅烷酸性條件下水解反應(yīng)原理，采用硅烷偶聯(lián)劑KH560和硅烷偶聯(lián)劑KH602進(jìn)行水解反應(yīng)，添加一定量的無(wú)機(jī)緩蝕劑釩酸鈉和硫酸鈦，中試生產(chǎn)出無(wú)鉻鈍化產(chǎn)品，涂裝成膜，對(duì)其鈍化膜進(jìn)行測(cè)試，膜層耐電化學(xué)性能良好，72H中性鹽霧試驗(yàn)出現(xiàn)白銹的面積僅為4—6%，其耐蝕性能可接近鉻酸鹽鈍化膜，附著力達(dá)到1級(jí)，表面結(jié)構(gòu)均勻致密；針對(duì)耐指紋鈍化產(chǎn)品，將鉬酸鈉溶解在水中，用有機(jī)酸調(diào)節(jié)pH至中性，天機(jī)一定量的改性納米二氧化硅，配置成無(wú)機(jī)鈍化液，硅烷偶聯(lián)劑KH570和硅烷偶聯(lián)劑KH858復(fù)配成有機(jī)硅烷化鈍化液，將兩種鈍化液進(jìn)一步復(fù)配，得到鉬酸鹽有機(jī)硅烷鈍化液，膜層性能優(yōu)良。該作者提供的無(wú)鉻鈍化液可以從根本上解決現(xiàn)有鈍化液中有毒有害鉻離子對(duì)人們毒害的問(wèn)題，也能夠真正替代含鉻鈍化液，實(shí)現(xiàn)對(duì)電鍍鋅寬帶鋼板的度化，但是該無(wú)鉻鈍化液形成的鍍化膜在低摩擦、抗氧、耐腐蝕、自潤(rùn)滑、耐磨等性能上仍不能滿足市場(chǎng)需求，需進(jìn)一步改性提高應(yīng)用領(lǐng)域，擴(kuò)大應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保硅烷鈍化膜。本專利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保硅烷鈍化膜，由以下重量份的原料制備制成：甲基丙烯酸十二氟庚酯4-4.6、甲基丙烯酸六氟丁酯5.2-5.6、硅烷偶聯(lián)劑KH56016-18、偶氮二異丁腈0.2-0.3、硅烷偶聯(lián)劑KH57090-100、硅烷偶聯(lián)劑KH858適量、正硅酸乙酯7.8-8.5、三氟丙基甲氧基硅5.4-5.8、水性聚氨酯乳液30-35、鉬酸鈉40-44、硫酸氧鈦13-16、釩酸鈉13-17、檸檬酸適量、鹽酸適量、氨水適量、無(wú)水乙醇適量、稀硝酸適量、四氫呋喃適量、去離子水適量。所述一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保鈍化膜，由下列具體步驟制備制成：（1）將正硅酸乙酯、無(wú)水乙醇和氨水按照質(zhì)量比5:16:7.5混合攪拌均勻，調(diào)節(jié)體系的pH值為9，向混合液中加入適量的0.1mol/L鹽酸溶液，攪拌2-2.5h，然后加入適量氨水調(diào)節(jié)體系pH值至8，將該混合液在室溫下靜置反應(yīng)12h得溶膠，然后將三氟丙基甲氧基硅烷用2-3倍量的無(wú)水乙醇稀釋加到該溶膠中，于60℃下密封靜置10h，過(guò)濾，用無(wú)水乙醇清洗稀釋得到氟改性有機(jī)溶膠；（2）將步驟（1）制備的產(chǎn)物用無(wú)水乙醇稀釋至二氧化硅含量為25%的有機(jī)溶膠，再將其和水性聚氨酯乳液混合，置于900W的超聲震蕩機(jī)中震蕩40-50min，反應(yīng)結(jié)束后靜置備用；（3）將甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯和硅烷偶聯(lián)劑KH560混合加到15-17倍量的四氫呋喃中，攪拌至完全溶解后加入偶氮二異丁腈，以300-400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌，然后升高溫度至65℃，恒溫反應(yīng)8-10h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫得到含氟硅烷聚合物溶液；（4）將鉬酸鈉溶解在去離子水中制成濃度為40g/L的溶液，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值至中性，再加入硫酸氧鈦和釩酸鈉得到無(wú)機(jī)鹽鈍化液；將硅烷偶聯(lián)劑KH570和硅烷偶聯(lián)劑KH858按照質(zhì)量比2:1進(jìn)行復(fù)合，然后溶解75%的無(wú)水乙醇中，制成總濃度為150g/L的硅烷溶液，靜置反應(yīng)2-3h后用稀硝酸溶液調(diào)節(jié)pH至4-5，得到有機(jī)硅烷復(fù)合鈍化液；（5）將步驟（4）制備的無(wú)機(jī)鹽鈍化液和有機(jī)硅烷復(fù)合鈍化液混合，攪拌均勻后在常溫下邊攪拌邊加入步驟（2）和步驟（3）制備的產(chǎn)物，攪拌5-6h后得到復(fù)合鈍化液，將鍍鋅板放入鈍化液中常溫浸涂30S，烘干溫度為100-120℃，烘干時(shí)間60S，自然條件下冷卻即得鈍化膜。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：傳統(tǒng)的鈍化方法采用含有六價(jià)鉻的鈍化液，得到的鈍化膜耐蝕性好，消耗成本低，但在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)上對(duì)人體和環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，由于硅烷具有無(wú)毒、無(wú)味、耐腐蝕性能好及易水解及在基材表面成膜等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合鈍化是近年來(lái)取代無(wú)鉻鈍化的主要研究方向，本專利技術(shù)采用硅烷偶聯(lián)劑KH570和硅烷偶聯(lián)劑KH858在弱酸性條件下水解形成有機(jī)硅烷鈍化液，再輔以無(wú)機(jī)組分形成無(wú)機(jī)-有機(jī)硅烷復(fù)合鈍化液，為提高鈍化膜的極壓磨損、耐腐蝕、耐熱、自潤(rùn)滑等性能，本專利技術(shù)采用自由基溶液聚合法合成含氟硅烷聚合物溶液，其具有含氟基團(tuán)，能夠降低表面能，又含有硅烷基團(tuán)，硅烷基團(tuán)可以水解成羥基，能夠與基底表面以共價(jià)鍵方式結(jié)合，促進(jìn)成膜性，并且具有很高的結(jié)合強(qiáng)度，提高附著力，形成良好的疏水性、高耐熱性等優(yōu)點(diǎn)，水性聚氨酯樹脂能和有機(jī)硅材料形成互補(bǔ)，彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)，提高性能，但是由于有機(jī)硅與聚氨酯分子溶解參數(shù)差異較大，兩者相容性差，簡(jiǎn)單的物理混合難以獲得有效的改性目的，有機(jī)氟具有極低的表面能而具有防水、防油、防污等性能，能夠較好的和水性聚氨酯混合改性，同時(shí)具備氟材料的各種性能，本專利技術(shù)采用溶膠-凝膠法制備出二氧化硅溶膠，并且引入氟硅烷，得到改性有機(jī)氟硅溶膠，然后和水性聚氨酯混合改性，促進(jìn)了成膜性、耐熱性、自潤(rùn)滑性、疏水性和耐磨性，本專利技術(shù)提供的鈍化液制備方法簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣，成膜性能好，起到良好的自潤(rùn)滑、耐腐蝕、耐熱和保護(hù)基材的作用，安全環(huán)保。具體實(shí)施方式一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保硅烷鈍化膜，由以下重量份（公斤）的原料制備制成：甲基丙烯酸十二氟庚酯4、甲基丙烯酸六氟丁酯5.2、硅烷偶聯(lián)劑KH56016、偶氮二異丁腈0.2、硅烷偶聯(lián)劑KH57090、硅烷偶聯(lián)劑KH858適量、正硅酸乙酯7.8、三氟丙基甲氧基硅5.4、水性聚氨酯乳液30、鉬酸鈉40、硫酸氧鈦13、釩酸鈉13、檸檬酸適量、鹽酸適量、氨水適量、無(wú)水乙醇適量、稀硝酸適量、四氫呋喃適量、去離子水適量。所述一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保鈍化膜，由下列具體步驟制備制成：（1）將正硅酸乙酯、無(wú)水乙醇和氨水按照質(zhì)量比5:16:7.5混合攪拌均勻，調(diào)節(jié)體系的pH值為9，向混合液中加入適量的0.1mol/L鹽酸溶液，攪拌2h，然后加入適量氨水調(diào)節(jié)體系pH值至8，將該混合液在室溫下靜置反應(yīng)12h得溶膠，然后將三氟丙基甲氧基硅烷用2倍量的無(wú)水乙醇稀釋加到該溶膠中，于60℃下密封靜置10h，過(guò)濾，用無(wú)水乙醇清洗稀釋得到氟改性有機(jī)溶膠；（2）將步驟（1）制備的產(chǎn)物用無(wú)水乙醇稀釋至二氧化硅含量本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保硅烷鈍化膜，其特征在于，由以下重量份的原料制備制成：甲基丙烯酸十二氟庚酯4?4.6、甲基丙烯酸六氟丁酯5.2?5.6、硅烷偶聯(lián)劑KH560?16?18、偶氮二異丁腈0.2?0.3、硅烷偶聯(lián)劑KH570?90?100、硅烷偶聯(lián)劑KH858適量、正硅酸乙酯7.8?8.5、三氟丙基甲氧基硅5.4?5.8、水性聚氨酯乳液30?35、鉬酸鈉40?44、硫酸氧鈦13?16、釩酸鈉13?17、檸檬酸適量、鹽酸適量、氨水適量、無(wú)水乙醇適量、稀硝酸適量、四氫呋喃適量、去離子水適量。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保硅烷鈍化膜，其特征在于，由以下重量份的原料制備制成：甲基丙烯酸十二氟庚酯4-4.6、甲基丙烯酸六氟丁酯5.2-5.6、硅烷偶聯(lián)劑KH56016-18、偶氮二異丁腈0.2-0.3、硅烷偶聯(lián)劑KH57090-100、硅烷偶聯(lián)劑KH858適量、正硅酸乙酯7.8-8.5、三氟丙基甲氧基硅5.4-5.8、水性聚氨酯乳液30-35、鉬酸鈉40-44、硫酸氧鈦13-16、釩酸鈉13-17、檸檬酸適量、鹽酸適量、氨水適量、無(wú)水乙醇適量、稀硝酸適量、四氫呋喃適量、去離子水適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含氟自潤(rùn)滑環(huán)保鈍化膜，其特征在于，由下列具體步驟制備制成：（1）將正硅酸乙酯、無(wú)水乙醇和氨水按照質(zhì)量比5:16:7.5混合攪拌均勻，調(diào)節(jié)體系的pH值為9，向混合液中加入適量的0.1mol/L鹽酸溶液，攪拌2-2.5h，然后加入適量氨水調(diào)節(jié)體系pH值至8，將該混合液在室溫下靜置反應(yīng)12h得溶膠，然后將三氟丙基甲氧基硅烷用2-3倍量的無(wú)水乙醇稀釋加到該溶膠中，于60℃下密封靜置10h，過(guò)濾，用無(wú)水乙醇清洗稀釋得到氟改性有機(jī)溶膠；（2）將步驟（1）制備的產(chǎn)物用無(wú)水乙醇稀釋至...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張慶，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：張慶，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：安徽,34