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膜的制備方法。

背景技術：

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鍵材料，其性能和質量要求也日益提高。汽車板材不僅需要具備良好的機械性能，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，如電鍍、噴涂等，雖然在一定程度上能夠改善板材的性能，但這些技術存在環(huán)境污染嚴重、能源消耗大、處理周期長、成本高等問題。隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴格和消費者對汽車品質的不斷追求，傳統(tǒng)的表面處理技術已難以滿足現代汽車工業(yè)的發(fā)展需求。

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

技術實現思路

1、為了克服現有技術存在的上述缺陷，提高汽車板材的耐腐蝕性、耐磨性和附著力，延長汽車的使用壽命，開發(fā)一種多層功能化硅烷防護膜的制備與應用技術顯得尤為重要。多層功能化硅烷防護膜技術通過在汽車板材表面逐層構建具有不同功能的硅烷膜層，實現了對板材的多重防護。每一層硅烷膜層都可以根據需求選擇不同的硅烷偶聯(lián)劑和功能基團，從而賦予膜層特定的性能，如增強附著力、提高硬度、增強耐腐蝕性、抗劃痕等。這種多層結構設計不僅能夠顯著提高汽車板材的整體性能，還能夠根據實際需求進行定制和優(yōu)化。此外，多層功能化硅烷防護膜技術還具有制備工藝簡單、成本低廉、環(huán)保無污染等優(yōu)點。該技術采用的硅烷偶聯(lián)劑種類豐富，可根據需求進行選擇和搭配，實現了對汽車板材表面的多功能化改性。同時，該技術采用的制備工藝簡單易行，無需復雜的設備和操作，降低了生產成本和能耗，符合現代工業(yè)的發(fā)展趨勢和環(huán)保要求，具有廣闊的應用前景和市場潛力。

2、為了實現上述發(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膜的制備方法，所述方法包括如下步驟：

3、①將第一層基礎硅烷膜層的組分按比例加入攪拌容器中，設定攪拌溫度為55℃～65℃，攪拌速度為400～600轉/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移至噴涂設備，調整噴槍至板材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熱的烘干室，控制烘干溫度為150℃～200℃，烘干時間為30～40分鐘，使用熱風循環(huán)系統(tǒng)確保溫度均勻分布，形成第一層基礎硅烷膜層。

6、④將第二層增強硅烷膜層的組分按比例加入攪拌容器中，設定攪拌溫度為55℃～65℃，攪拌速度為400～600轉/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移至噴涂設備，調整噴槍至板材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熱的烘干室，烘干溫度為150℃～200℃，烘干時間為30～40分鐘，第二層增強硅烷膜層完全固化，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性能?；A層確保良好的附著力和耐腐蝕性，增強層進一步提升耐腐蝕性和附著力，同時賦予板材更高的硬度和耐磨性。

10、上述技術方案中，進一步的，所述第一層基礎硅烷膜層包括如下質量份數的組分：復配硅烷偶聯(lián)劑20～30份，催化劑1～4份，助溶劑5～10份，潤濕劑1～5份，去離子水55-75份。所述復配硅烷偶聯(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、進一步的，所述第二層增強硅烷膜層包括如下質量份數的組分：復配硅烷偶聯(lián)劑20～30份，催化劑1～5份，助溶劑5～10份，增強劑1～5份，去離子水55～75份。所述復配硅烷偶聯(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、進一步的，所述第一層基礎硅烷膜層的厚度控制在1～2μm。

13、進一步的，所述第二層增強硅烷膜層的厚度控制在2～3μm。

14、與現有技術相比，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膜的制備方法，不僅能夠顯著提高汽車板材的性能和質量，延長汽車的使用壽命，還能夠降低生產成本和能耗，減少環(huán)境污染，符合現代工業(yè)的發(fā)展趨勢和環(huán)保要求。因此，該技術的開發(fā)和應用具有重要的經濟價值和社會意義。

技術特征：

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

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一層基礎硅烷膜層包括如下質量份數的組分：復配硅烷偶聯(lián)劑20～30份，催化劑1～4份，助溶劑5～10份，潤濕劑1～5份，去離子水55-75份；所述復配硅烷偶聯(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.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二層增強硅烷膜層包括如下質量份數的組分：復配硅烷偶聯(lián)劑20～30份，催化劑1～5份，助溶劑5～10份，增強劑1～5份，去離子水55～75份；所述復配硅烷偶聯(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.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一層基礎硅烷膜層的厚度控制在1～2μm。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二層增強硅烷膜層的厚度控制在2～3μm。

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

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