一種環(huán)氧化金屬表面處理劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理劑，尤其涉及一種環(huán)氧化金屬表面處理劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚苯胺是一類導(dǎo)電高分子材料，性能穩(wěn)定，環(huán)境友好，且氧化還原電位遠(yuǎn)高于金屬，其涂層在酸性或中性介質(zhì)中可以通過電子轉(zhuǎn)移作用和氧化還原作用，使金屬表面鈍化產(chǎn)生保護(hù)作用，是金屬防腐蝕的良好材料，但是，聚苯胺分子鏈剛性強(qiáng)，不溶不熔，難以加工，通常要與其他成膜物質(zhì)復(fù)合使用。丙烯酸酯樹脂是常用的成膜物質(zhì)，具有良好的成膜性和附著力。
[0003]目前，聚苯胺與丙烯酸酯樹脂復(fù)合制膜的方式有3種:聚苯胺涂層上涂覆丙烯酸酯面漆形成復(fù)合涂層，2種涂層各自發(fā)揮作用；聚苯胺粉末作為填料直接分散在丙烯酸樹脂中制備涂層；兩者共溶于同一溶劑中再在金屬上涂刷成膜。采用乳液互穿網(wǎng)絡(luò)聚合法制備聚苯胺-丙烯酸樹脂防腐蝕涂料，其涂層具有良好的防腐蝕性能。利用丙烯酸酯聚合物鏈上的羧基對(duì)苯胺的摻雜作用，采用原位聚合法合成了丙烯酸酯-苯胺共聚物；但研究主要針對(duì)苯胺含量對(duì)共聚物介電性能的影響，沒有討論共聚物的防腐蝕性能。目前，關(guān)于丙烯酸酯與苯胺共聚制備防腐蝕材料的報(bào)道還很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種環(huán)氧化金屬表面處理劑及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種環(huán)氧化金屬表面處理劑，它是由下述重量份的原料組成的:sp-80 1.8-2、苯胺0.5-0.6、過硫酸鉀0.38-0.4、丙烯酸丁酯40-50、碳酸氫鈉0.16-0.2、雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物20-30、70-75%的乙醇100-110、30%過氧化氫0.2-0.3、去離子水110-120、氟鈦酸4-6、烷基苯磺酸鈉1_2、環(huán)氧氯丙烷0.01-0.014、抗壞血酸1-2、肉豆蔻酸異丙酯1.6-2ο
[0006]一種環(huán)氧化金屬表面處理劑的制備方法，包括以下步驟:
Cl)取上述過硫酸鉀重量的40-50%、sp-80重量的80-86%，與碳酸氫鈉混合，加入去離子水重量65-70%，攪拌均勻，得引發(fā)劑乳液；
(2)將烷基苯磺酸鈉加入到3-5倍去離子水中，攪拌均勻后加入環(huán)氧氯丙烷，在40-50°C下保溫?cái)嚢?0-20分鐘，得環(huán)氧化乳液；
(3)取上述引發(fā)劑乳液重量的45-50%，升高溫度為80-86°C，滴加剩余的引發(fā)劑乳液與丙烯酸丁酯的混合液，滴加完畢后加入環(huán)氧化乳液，送入50-60°C的水浴中，保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，得環(huán)氧化丙烯酸酯膠液；
(4)取剩余的去離子水重量的30-40%，加入剩余的過硫酸鉀，攪拌均勻，得引發(fā)劑溶液；
(5)將抗壞血酸、sp-80混合加入到剩余的去離子水中，攪拌均勻，加入肉豆蔻酸異丙酯，升高溫度為60-70°C，保溫?cái)嚢?0-16分鐘，加入十二烷基硫醇，升高溫度為80-90°C，保溫?cái)嚢?-5分鐘，得乳化醇酯；
(6)取上述70-75%的乙醇，加入雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物，調(diào)節(jié)PH為3-4，加入氟鈦酸、30%過氧化氫，攪拌反應(yīng)6-7小時(shí)，得氟化硅烷；
(7)將苯胺與上述環(huán)氧化丙烯酸酯膠液混合，攪拌均勻，滴加引發(fā)劑溶液，滴加完畢后在I O-15 °C下反應(yīng)8-10小時(shí)，加入乳化醇酯，送入乳化機(jī)中，300-400轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-10分鐘，出料后送入65-70°C的水浴中，加入氟化硅烷，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)1-2小時(shí)，出料冷卻，得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液；
(8)將上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液與剩余各原料混合，800-1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-50分鐘，得所述環(huán)氧化金屬表面處理劑。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明的丙烯酸酯膠液粒子表面含有大量的羧基，將苯胺加入到丙烯酸酯膠液中，苯胺單體首先擴(kuò)散到膠束內(nèi)部，然后與羧基發(fā)生摻雜，隨后在氧化劑的作用下，苯胺在乳膠粒子表面發(fā)生聚合反應(yīng)，增大了聚苯胺涂層對(duì)水的接觸角，提高了附著力和耐水性，該涂層可以通過電子轉(zhuǎn)移作用和氧化還原作用，使金屬表面鈍化產(chǎn)生保護(hù)作用，加入的丙二醇苯醚可以增強(qiáng)涂層的穩(wěn)定性和成膜性，有效的抑制了腐蝕介質(zhì)浸入后腐蝕的過程；
而經(jīng)硅烷化改性的氟鈦酸，引入的無機(jī)組分Ti4 +在加熱固化過程中形成T12顆粒，均勻地填充在硅烷膜的空隙中，使整個(gè)膜層更加均勻致密，能有效抑制膜層表面的微電化學(xué)反應(yīng)，從而耐腐蝕性能得到很大提高；
本發(fā)明將氟鈦酸改性后硅烷鈍化膜與丙烯酸-苯胺共聚膜復(fù)合，使得膜層更加致密、穩(wěn)定，對(duì)腐蝕介質(zhì)的阻抗能力更強(qiáng)，耐腐蝕性能更加優(yōu)良；
本發(fā)明加入的表面處理劑具有優(yōu)越的抗水性，抗腐蝕性，貯存穩(wěn)定性高，防銹時(shí)間長。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
實(shí)施例1:
一種環(huán)氧化金屬表面處理劑，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的:sp-80 1.8、苯胺(λ 5、過硫酸鉀0.38、丙烯酸丁酯50、碳酸氫鈉(λ 16、雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物30、75%的乙醇110、30%過氧化氫0.3、去離子水120、氟鈦酸6、烷基苯磺酸鈉1、環(huán)氧氯丙烷0.014、抗壞血酸1、肉豆蔻酸異丙酯1.6。
[0009]一種環(huán)氧化金屬表面處理劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)取上述過硫酸鉀重量的50%、sp-80重量的86%，與碳酸氫鈉混合，加入去離子水重量70%，攪拌均勻，得引發(fā)劑乳液；
(2)將烷基苯磺酸鈉加入到3倍去離子水中，攪拌均勻后加入環(huán)氧氯丙烷，在50°C下保溫?cái)嚢?0分鐘，得環(huán)氧化乳液；
(3)取上述引發(fā)劑乳液重量的50%，升高溫度為86°C，滴加剩余的引發(fā)劑乳液與丙烯酸丁酯的混合液，滴加完畢后加入環(huán)氧化乳液，送入60°C的水浴中，保溫?cái)嚢鐸小時(shí)，得環(huán)氧化丙烯酸酯膠液；
(4)取剩余的去離子水重量的40%，加入剩余的過硫酸鉀，攪拌均勻，得引發(fā)劑溶液； (5)將抗壞血酸、sp-80混合加入到剩余的去離子水中，攪拌均勻，加入肉豆蔻酸異丙酯，升高溫度為70V，保溫?cái)嚢?6分鐘，加入十二烷基硫醇，升高溫度為90°C，保溫?cái)嚢?分鐘，得乳化醇酯；
(6)取上述75%的乙醇，加入雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物，調(diào)節(jié)PH為3，加入氟鈦酸、30%過氧化氫，攪拌反應(yīng)7小時(shí)，得氟化硅烷；
(7)將苯胺與上述環(huán)氧化丙烯酸酯膠液混合，攪拌均勻，滴加引發(fā)劑溶液，滴加完畢后在15°C下反應(yīng)10小時(shí)，加入乳化醇酯，送入乳化機(jī)中，400轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘，出料后送入70°C的水浴中，加入氟化硅烷，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)I小時(shí)，出料冷卻，得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液；
(8)將上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液與剩余各原料混合，1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘，得所述環(huán)氧化金屬表面處理劑。
[0010]使用方法:將金屬板材表面清洗干凈，將本發(fā)明的表面處理劑均勻的滴在金屬板材表面，先在120°C下烘烤30-40S，自然干燥成膜，再在80°C下烘干處理15-20分鐘。
[0011]性能測(cè)試:
吸水率:按照上述方法將本發(fā)明的表面處理劑涂覆于尺寸為5cmX6cm的鋼板表面，在25 °C的去離子水中浸泡48 h，測(cè)得吸水率為16.3%;
附著力:1級(jí)；
耐腐蝕性:中性鹽霧試驗(yàn)72小時(shí)，被腐蝕面積2.1% ；
硬度:3H。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)氧化金屬表面處理劑，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: sp-80 1.8-2、苯胺0.5-0.6、過硫酸鉀0.38-0.4、丙烯酸丁酯40-50、碳酸氫鈉0.16-0.2、雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物20-30、70-75%的乙醇100-110、30%過氧化氫0.2-0.3、去離子水110-120、氟鈦酸4-6、烷基苯磺酸鈉1_2、環(huán)氧氯丙烷0.01-0.014、抗壞血酸1-2、肉豆蔻酸異丙酯1.6-2ο2.一種如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧化金屬表面處理劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟: Cl)取上述過硫酸鉀重量的40-50%、sp-80重量的80-86%，與碳酸氫鈉混合，加入去離子水重量65-70%，攪拌均勻，得引發(fā)劑乳液； (2)將烷基苯磺酸鈉加入到3-5倍去離子水中，攪拌均勻后加入環(huán)氧氯丙烷，在40-50°C下保溫?cái)嚢?0-20分鐘，得環(huán)氧化乳液； (3)取上述引發(fā)劑乳液重量的45-50%，升高溫度為80-86°C，滴加剩余的引發(fā)劑乳液與丙烯酸丁酯的混合液，滴加完畢后加入環(huán)氧化乳液，送入50-60°C的水浴中，保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，得環(huán)氧化丙烯酸酯膠液； (4)取剩余的去離子水重量的30-40%，加入剩余的過硫酸鉀，攪拌均勻，得引發(fā)劑溶液； (5)將抗壞血酸、sp-80混合加入到剩余的去離子水中，攪拌均勻，加入肉豆蔻酸異丙酯，升高溫度為60-70°C，保溫?cái)嚢?0-16分鐘，加入十二烷基硫醇，升高溫度為80-90°C，保溫?cái)嚢?-5分鐘，得乳化醇酯； (6)取上述70-75%的乙醇，加入雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物，調(diào)節(jié)PH為3-4，加入氟鈦酸、30%過氧化氫，攪拌反應(yīng)6-7小時(shí)，得氟化硅烷； (7)將苯胺與上述環(huán)氧化丙烯酸酯膠液混合，攪拌均勻，滴加引發(fā)劑溶液，滴加完畢后在I O-15 °C下反應(yīng)8-10小時(shí)，加入乳化醇酯，送入乳化機(jī)中，300-400轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-10分鐘，出料后送入65-70°C的水浴中，加入氟化硅烷，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)1-2小時(shí)，出料冷卻，得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液； (8)將上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液與剩余各原料混合，800-1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-50分鐘，得所述環(huán)氧化金屬表面處理劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)氧化金屬表面處理劑，本發(fā)明的丙烯酸酯膠液粒子表面含有大量的羧基，將苯胺加入到丙烯酸酯膠液中，苯胺單體首先擴(kuò)散到膠束內(nèi)部，然后與羧基發(fā)生摻雜，隨后在氧化劑的作用下，苯胺在乳膠粒子表面發(fā)生聚合反應(yīng)，增大了聚苯胺涂層對(duì)水的接觸角，提高了附著力和耐水性，該涂層可以通過電子轉(zhuǎn)移作用和氧化還原作用，使金屬表面鈍化產(chǎn)生保護(hù)作用，而經(jīng)硅烷化改性的氟鈦酸，引入的無機(jī)組分Ti4+在加熱固化過程中形成TiO2顆粒，均勻地填充在硅烷膜的空隙中，使整個(gè)膜層更加均勻致密，能有效抑制膜層表面的微電化學(xué)反應(yīng)，從而耐腐蝕性能得到很大提高。
【IPC分類】C08G73/02, C09D179/02, C08F8/42, C23C22/34, C08F120/32, C09D5/08
【公開號(hào)】CN105086815
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510411547
【發(fā)明人】鄭之松
【申請(qǐng)人】合肥正浩機(jī)械科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月11日