本發(fā)明屬于汽車制造和表面處理，具體涉及一種汽車板材表面多層功能化硅烷防護(hù)膜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車板材作為汽車制造中的關(guān)鍵材料，其性能和質(zhì)量要求也日益提高。汽車板材不僅需要具備良好的機(jī)械性能，還需要具備優(yōu)異的耐腐蝕、耐磨損和附著力等表面性能，以確保汽車在使用過程中的安全性和舒適性。傳統(tǒng)的汽車板材表面處理技術(shù)，如電鍍、噴涂等，雖然在一定程度上能夠改善板材的性能，但這些技術(shù)存在環(huán)境污染嚴(yán)重、能源消耗大、處理周期長(zhǎng)、成本高等問題。隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格和消費(fèi)者對(duì)汽車品質(zhì)的不斷追求，傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)已難以滿足現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展需求。

2、近年來，硅烷前處理技術(shù)因其環(huán)保、高效的特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。硅烷前處理技術(shù)是一種利用硅烷偶聯(lián)劑在金屬表面形成一層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的表面處理技術(shù)。這層硅烷膜層能夠與金屬基材形成牢固的化學(xué)鍵合，從而顯著提高金屬表面的耐腐蝕性和附著力。同時(shí)，硅烷前處理技術(shù)還具有處理工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。然而，單層硅烷膜層的防護(hù)效果有限，特別是在復(fù)雜和惡劣的使用環(huán)境下，其長(zhǎng)期穩(wěn)定性和保護(hù)性能會(huì)受到影響，因此亟需新的材料或技術(shù)提升硅烷膜的耐蝕性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提高汽車板材的耐腐蝕性、耐磨性和附著力，延長(zhǎng)汽車的使用壽命，開發(fā)一種多層功能化硅烷防護(hù)膜的制備與應(yīng)用技術(shù)顯得尤為重要。多層功能化硅烷防護(hù)膜技術(shù)通過在汽車板材表面逐層構(gòu)建具有不同功能的硅烷膜層，實(shí)現(xiàn)了對(duì)板材的多重防護(hù)。每一層硅烷膜層都可以根據(jù)需求選擇不同的硅烷偶聯(lián)劑和功能基團(tuán)，從而賦予膜層特定的性能，如增強(qiáng)附著力、提高硬度、增強(qiáng)耐腐蝕性、抗劃痕等。這種多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅能夠顯著提高汽車板材的整體性能，還能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行定制和優(yōu)化。此外，多層功能化硅烷防護(hù)膜技術(shù)還具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)采用的硅烷偶聯(lián)劑種類豐富，可根據(jù)需求進(jìn)行選擇和搭配，實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車板材表面的多功能化改性。同時(shí)，該技術(shù)采用的制備工藝簡(jiǎn)單易行，無需復(fù)雜的設(shè)備和操作，降低了生產(chǎn)成本和能耗，符合現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和環(huán)保要求，具有廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)潛力。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種汽車板材表面多層功能化硅烷防護(hù)膜的制備方法，所述方法包括如下步驟：

3、①將第一層基礎(chǔ)硅烷膜層的組分按比例加入攪拌容器中，設(shè)定攪拌溫度為55℃～65℃，攪拌速度為400～600轉(zhuǎn)/分，攪拌30～45分鐘，獲得第一層硅烷溶液。

4、②將所述第一層硅烷溶液轉(zhuǎn)移至噴涂設(shè)備，調(diào)整噴槍至板材25～30cm，噴涂壓力0.2～0.3mpa，在板材表面涂覆第一層硅烷溶液。

5、③將涂覆有第一層硅烷溶液的板材送入已預(yù)熱的烘干室，控制烘干溫度為150℃～200℃，烘干時(shí)間為30～40分鐘，使用熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)確保溫度均勻分布，形成第一層基礎(chǔ)硅烷膜層。

6、④將第二層增強(qiáng)硅烷膜層的組分按比例加入攪拌容器中，設(shè)定攪拌溫度為55℃～65℃，攪拌速度為400～600轉(zhuǎn)/分，攪拌30～45分鐘，獲得第二層硅烷溶液。

7、⑤將所述第二層硅烷溶液轉(zhuǎn)移至噴涂設(shè)備，調(diào)整噴槍至板材25～30cm，噴涂壓力0.2～0.3mpa，在涂覆有第一層硅烷溶液的板材表面涂覆第二層硅烷溶液。

8、⑥將涂覆有第二層硅烷溶液的板材送入已預(yù)熱的烘干室，烘干溫度為150℃～200℃，烘干時(shí)間為30～40分鐘，第二層增強(qiáng)硅烷膜層完全固化，制得汽車板材表面多層功能化硅烷防護(hù)膜。

9、以上雙層硅烷膜層具有協(xié)同增效作用，能夠顯著提升汽車板材的表面保護(hù)性能?；A(chǔ)層確保良好的附著力和耐腐蝕性，增強(qiáng)層進(jìn)一步提升耐腐蝕性和附著力，同時(shí)賦予板材更高的硬度和耐磨性。

10、上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步的，所述第一層基礎(chǔ)硅烷膜層包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：復(fù)配硅烷偶聯(lián)劑20～30份，催化劑1～4份，助溶劑5～10份，潤(rùn)濕劑1～5份，去離子水55-75份。所述復(fù)配硅烷偶聯(lián)劑由硅烷偶聯(lián)劑(kh-550)和硅烷偶聯(lián)劑(a-174)按重量比(2～3):1混合制備。所述催化劑由醋酸(濃度大于80％)和鹽酸(濃度為37％)按重量比(2～3):1混合制備。所述助溶劑由乙醇和正丁醇按重量比(2～3):1混合制備。所述潤(rùn)濕劑由十二烷基硫酸鈉和非離子型表面活性劑tween?80按重量比1:1混合制備。

11、進(jìn)一步的，所述第二層增強(qiáng)硅烷膜層包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：復(fù)配硅烷偶聯(lián)劑20～30份，催化劑1～5份，助溶劑5～10份，增強(qiáng)劑1～5份，去離子水55～75份。所述復(fù)配硅烷偶聯(lián)劑由硅烷偶聯(lián)劑(kh-560)和硅烷偶聯(lián)劑(gptms)按重量比(3～4):1混合制備。所述催化劑由濃度為98.3％硫酸和濃度為55％的硝酸按重量比(2～3):1混合制備。所述助溶劑由甲醇和乙二醇按重量比(1～2):1混合制備。所述增強(qiáng)劑由尺寸為30～50nm的納米二氧化硅和納米氧化鋁按重量比1:1混合制備。

12、進(jìn)一步的，所述第一層基礎(chǔ)硅烷膜層的厚度控制在1～2μm。

13、進(jìn)一步的，所述第二層增強(qiáng)硅烷膜層的厚度控制在2～3μm。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

15、本發(fā)明提供的一種汽車板材表面多層功能化硅烷防護(hù)膜的制備方法，不僅能夠顯著提高汽車板材的性能和質(zhì)量，延長(zhǎng)汽車的使用壽命，還能夠降低生產(chǎn)成本和能耗，減少環(huán)境污染，符合現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和環(huán)保要求。因此，該技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。

技術(shù)特征：

1.一種汽車板材表面多層功能化硅烷防護(hù)膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一層基礎(chǔ)硅烷膜層包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：復(fù)配硅烷偶聯(lián)劑20～30份，催化劑1～4份，助溶劑5～10份，潤(rùn)濕劑1～5份，去離子水55-75份；所述復(fù)配硅烷偶聯(lián)劑由硅烷偶聯(lián)劑kh-550和硅烷偶聯(lián)劑a-174按重量比(2～3):1混合制備；所述催化劑由濃度大于80％的醋酸和濃度為37％的鹽酸按重量比(2～3):1混合制備；所述助溶劑由乙醇和正丁醇按重量比(2～3):1混合制備；所述潤(rùn)濕劑由十二烷基硫酸鈉和非離子型表面活性劑tween?80按重量比1:1混合制備。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二層增強(qiáng)硅烷膜層包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：復(fù)配硅烷偶聯(lián)劑20～30份，催化劑1～5份，助溶劑5～10份，增強(qiáng)劑1～5份，去離子水55～75份；所述復(fù)配硅烷偶聯(lián)劑由硅烷偶聯(lián)劑kh-560和硅烷偶聯(lián)劑gptms按重量比(3～4):1混合制備；所述催化劑由濃度為98.3％硫酸和濃度為55％的硝酸按重量比(2～3):1混合制備；所述助溶劑由甲醇和乙二醇按重量比(1～2):1混合制備；所述增強(qiáng)劑由尺寸為30～50nm的納米二氧化硅和納米氧化鋁按重量比1:1混合制備。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一層基礎(chǔ)硅烷膜層的厚度控制在1～2μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二層增強(qiáng)硅烷膜層的厚度控制在2～3μm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種汽車板材表面多層功能化硅烷防護(hù)膜的制備方法，通過在汽車板材表面逐層構(gòu)建具有不同功能的硅烷膜層，實(shí)現(xiàn)了對(duì)板材的多重防護(hù)，以顯著提升汽車板材的表面保護(hù)性能。該方法采用特定組分進(jìn)行復(fù)配，形成了具有協(xié)同增效作用的第一層基礎(chǔ)硅烷膜層和第二層增強(qiáng)硅烷膜層，基礎(chǔ)膜層厚度1?2μm，確保良好的附著力和耐腐蝕性，增強(qiáng)膜層厚度2?3μm，增強(qiáng)耐腐蝕性和附著力，該方法不僅能夠顯著提高汽車板材性能，還能夠延長(zhǎng)汽車板的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：李巖,林森木,蔡順達(dá),鐘莉莉,陳恩來,宋利偉,孫榮生,張一凡,王婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鞍鋼股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19