本發(fā)明涉及一種金屬表面防護的處理技術，特別是涉及一種用于化學轉化膜后處理的硅烷復合物及其應用。

技術背景

涂裝是現(xiàn)代的產(chǎn)品制造工藝中的一個重要環(huán)節(jié)，為提高金屬工件基體與有機涂料的結合力，涂裝前一般需要對金屬工件進行前處理，其中磷化和鉻化是被廣泛使用的轉化膜技術，近年來環(huán)保型的納米陶瓷鋯鹽轉化膜也不斷應用于金屬涂裝前處理。

由于磷化膜的成膜孔隙較大，影響了其裸膜耐蝕力，甚至在干燥涂裝前就形成黃銹，因此需對磷化后進行一次鈍化封閉處理，鈍化常采用六價鉻封閉，對磷化膜可以起到填充、氧化作用，獲得性能更加穩(wěn)定的磷化膜。三價鉻成為替代六價鉻鈍化常被應用于鋁及其合金材料的涂裝前處理中，三價鉻鈍化膜中沒有可滲出的六價鉻，所以膜層沒有自修復能力，當鈍化膜損時很容易發(fā)生腐蝕，為彌補此缺陷，增加封閉處理工序也是極為必要的。

現(xiàn)行常見的封閉技術都含有如鉻，鋅或鎳等有害金屬離子。本發(fā)明提出來一種水性硅烷復合物，可作為替代處理方法應用于金屬表面化學轉化膜的后處理。CN201310094796.7采用了一種用于金屬鍍層的防腐蝕后處理的硅烷體系，該工藝雖采用水/醇體系，但其大部分均為醇類(>80％)，該溶劑型硅烷體系無法實現(xiàn)金屬表面處理的規(guī)?；a(chǎn)和應用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于化學轉化膜后處理的硅烷復合物，采用該硅烷復合物對金屬表面形成的化學轉化膜進行后處理封閉，具有以下幾個優(yōu)點：(1)無需進行再水洗；(2)水性環(huán)保，不含鉻，鋅或鎳等有害金屬離子；(3)處理時間靈活(0.1-10min)，可同時適用于噴淋和浸漬工藝；(4)處理后可減少化學轉化膜的孔隙，改善其致密性，增強化學轉化膜的裸膜性能，促進金屬基體與聚酯型、環(huán)氧型、丙烯酸型等多種有機涂料的附著力，從而進一步提高有機涂層的各項理化性能。

本發(fā)明技術方具體如下：

用于化學轉化膜后處理的硅烷復合物的制備，組成原料各組分的質量百分數(shù)含量為：

優(yōu)選的，所述復合物的制備方法為：預先用有機酸調(diào)節(jié)水的pH值至1-6，然后添加入水溶性聚合物穩(wěn)定劑，溶解或混合均勻后，將硅烷和醇的混合物緩慢添加入水中，并不斷攪拌，待溶液澄清后再添加入螯合劑和助劑，并攪拌均勻，最后補足余量水。

預先往攪拌釜里添加水，然后添加有機酸調(diào)節(jié)其pH值為1-6；將硅烷偶聯(lián)劑和醇混合均勻后緩慢添加入上述水中，并不斷攪拌直至溶液澄清；最后添加入納米溶膠，并補足余量的水。

優(yōu)選的，所述的硅烷選自如下結構式中的一種或多種：R-Si-(OR′)_n(n＝1，2，3)，-R表示的基團可為烷基、氨基、環(huán)氧基、脲基、異氰酸基、烯酰氧基、乙烯基中的一種，-OR′表示的基團為甲氧基，乙氧基或酰氧基；

優(yōu)選的，所述的有機酸選自甲酸，醋酸，羥基乙酸，檸檬酸，草酸，琥珀酸，蘋果酸，酒石酸，磺酸中的一種或幾種；

優(yōu)選的，所述的醇選自甲醇，乙醇，異丙醇，丙二醇，甲基丙二醇，丙三醇中的一種或幾種；

優(yōu)選的，所述的納米溶膠選自納米二氧化硅溶膠，納米二氧化鈦溶膠，納米二氧化鋯溶膠，納米氧化鋁溶膠中的一種或幾種。

本發(fā)明還公開了所述的硅烷復合物在金屬表面防護中的應用。

所述應用優(yōu)選條件為：硅烷復合物對已進行化學轉化膜處理的金屬工件噴淋或浸漬0.1-10min；自然陰干，空氣相對濕度不高于80％，或熱風干燥，干燥溫度80-120℃，即在金屬工件基材表面的化學轉化膜上形成結構致密的硅烷膜，能夠對金屬表面起到很好的防腐蝕作用。

對處理完畢的金屬工件進行有機涂料涂裝，可以提高有機涂層的各項理化性能。

同現(xiàn)有的金屬表面化學轉化膜的封閉技術相比，本發(fā)明具有以下幾個優(yōu)點：(1)無需進行再水洗；(2)水性環(huán)保，不含鉻，鋅或鎳等有害金屬離子；(3)處理時間靈活(0.1-10min)，可同時適用于噴淋和浸漬工藝；(4)處理后可減少化學轉化膜的孔隙，改善其致密性，增強化學轉化膜的裸膜性能，促進金屬基體與聚酯型、環(huán)氧型、丙烯酸型等多種有機涂料的附著力，從而進一步提高有機涂層的各項理化性能。

具體實施方式

實施例1：

A)以重量100份計，往攪拌釜里添加55份水，添加0.1份檸檬酸調(diào)節(jié)其pH值為6；將30份3-(2-氨基乙基氨基)丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑和5份乙醇混合均勻后緩慢添加入上述水中，并不斷攪拌直至溶液澄清；然后添加入3份納米氧化硅溶膠，最后補足余量的水；

B)將步驟A)制得的水性硅烷復合物對已鋅系磷化的鋼鐵工件進行后處理，采用噴淋方式，處理時間為0.5min；處理后無需進行水洗；涂裝前進行熱風干燥，干燥溫度120℃；

C)對處理完畢的鋼鐵工件進行環(huán)氧聚酯混合粉末涂裝，可以提高聚酯涂層的附著力為0級；耐沖擊性能50kg·cm，涂層無開裂、剝落；耐中性鹽霧試驗500h，單邊腐蝕擴散≤2m，涂層其它區(qū)域無鼓泡起皮等缺陷。

實施例2：

A)以重量100份計，往攪拌釜里添加50份水，添加0.5份草酸調(diào)節(jié)其pH值為4；將20份環(huán)氧基硅烷(其中3-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷為15份，2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己烷基)乙基三甲氧基硅烷為5份)和4份丙三醇混合均勻后緩慢添加入上述水中，并不斷攪拌直至溶液澄清；然后添加入0.2份納米二氧化鋯溶膠，最后補足余量的水；

B)將步驟A)制得的水性硅烷復合物對已進行三價鉻處理的鋁箔進行后處理，采用浸漬方式，處理時間為5min；處理后無需進行水洗；涂裝前進行自然陰干，空氣相對濕度75％；

C)對處理完畢的鋁箔進行丙烯酸油漆涂覆，可以提高聚酯涂層的劃格附著力0級；耐溶劑擦洗涂層結合良好，無溶脹等不良現(xiàn)象；耐水煮試驗(80℃*48h)的二次附著力良好，涂層無起皮、脫落等缺陷。

實施例3：

B)以重量100份計，往攪拌釜里添加60份水，添加0.4份甲磺酸調(diào)節(jié)其pH值為1；將10烷基硅烷(正丙基三乙氧基硅烷為7.5份，二甲基二乙氧基硅烷為2.5份)和2份乙醇混合均勻后緩慢添加入上述水中，并不斷攪拌直至溶液澄清；然后添加入2.5份納米二氧化硅溶膠，最后補足余量的水；

B)將步驟A)制得的水性硅烷復合物對已進行鐵系磷化處理的冷軋鋼板進行后處理，采用浸漬方式，處理時間為10s；然后在烘箱內(nèi)進行105℃熱風烘干；

C)對處理完畢的冷軋鋼板試板進行恒溫恒濕試驗(30℃*Rh90％*4h/16h/24h)，試板表面均無可見銹點，改善了裸膜防護性能，對試板進行聚酯環(huán)氧粉末涂裝后，其涂層附著力為0級。