一种基于树枝状大分子的无铬钝化液制造技术

本发明专利技术公开了一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，包括以下重量百分比含量的组分:至少一种有且仅含有环氧功能团的硅烷0.2～15％；过渡金属化合物0.1～5％；至少一种树枝状大分子0.1～5％；磷酸和/或磷酸盐0.1～20％；余量为水。本发明专利技术的基于树枝状大分子的无铬钝化液，是一种不含铬、具有极高存储稳定性、高固含量和低温成膜性的节能环保型钝化液，解决传统钝化液的相关缺陷和应用限制，尤其是在高温、高湿度、高盐度、长距离等运输过程中的稳定性问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于树枝状大分子的无铬钝化液
本专利技术涉及一种基于树枝状大分子的无铬钝化液。
技术介绍
现今金属表面钝化技术，包括铬酸盐钝化技术和无铬钝化技术两类，无铬技术是发展趋势，并在逐步取代铬酸盐钝化技术。目前市场上主流的无铬钝化技术，基于硅烷的技术，通常含有一定量的金属盐，高分子树脂，成膜助剂等，产品的缺点主要有两个方面：第一个方面是存储时间短，通常不超过3～6个月，在夏季高温下甚至不超过一个月。原因在于：1.硅烷具有自缩合和交叉缩合性质，会随着时间的增加逐步形成沉淀或者凝胶，尤其是多种硅烷复配的情况下更加严重；2.金属盐会对硅烷的缩合反应进行催化，进一步降低稳定性；3.当配方中含有树脂，那么硅烷、金属盐和树脂三者分别会进行相互反应，进一步影响稳定性。第二个方面是固含量通常不超过30％，浓度高的情况下，硅烷的自缩合和交叉缩合反应会大大加速，使产品迅速凝胶。这导致产品中含有70％以上的水，不仅会大大提高运输成本，也对钝化液烘干温度有较高要求，通常需要80-100℃高温烘烤才能有效烘干。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，是一种不含铬、具有极高存储稳定性、高固含量和低温成膜性的节能环保型钝化液，解决传统钝化液的相关缺陷和应用限制，尤其是在高温、高湿度、高盐度、长距离等运输过程中的稳定性问题。实现上述目的的技术方案是：一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，包括以下重量百分比含量的组分:上述的一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，其中，所述无铬钝化液不包括含有氨功能团的硅烷和含有铬元素的物质。上述的一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，其中，所述有且仅含有环氧功能团的硅烷不包括不含有环氧功能团的硅烷；也不包括同时具有环氧功能团和其他功能团的硅烷。上述的一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，其中，所述过渡金属化合物为Zr、Ti、Mn、V、Co、Ni、Ce、Mo、W、H2ZrF6、H2TiF6、Zr(Ar)4、Zr-Ac、TiO2、ZrO2、V2O5和Ce(NO3)3中的一种或者几种。上述的一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，其中，所述树枝状大分子采用聚酰胺-胺型树枝状高分子，结构通式如下所示：上述的一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，其中，所述磷酸和/或磷酸盐为H3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、(NH4)3PO4、NaH2PO4、(Na)2HPO4、(Na)3PO4、NaNH4HPO4、(Na)2NH4HPO4、Na(NH4)2HPO4和有机磷酸中的一种或者几种。本专利技术的基于树枝状大分子的无铬钝化液，与现有技术相比的主要优点是：(1)传统的无铬钝化液存储时间短，通常不超过3～6个月，在夏季高温下甚至不超过一个月；本专利技术通过引入树枝状大分子，即可以和硅烷分子形成氢键相互作用，有效抑制硅烷的自缩合和交叉缩合反应；也可以和金属离子形成络合物，有效抑制金属离子和硅烷，树脂，磷酸根离子等的相互反应。从而大大提高钝化液的稳定性，存储达3年以上；(2)传统的无铬钝化液的固含量通常不超过30％，浓度高的情况下，硅烷的自缩合和交叉缩合反应会大大加速，使产品迅速凝胶。这导致产品中含有70％以上的水，不仅会大大提高运输成本，也对钝化液烘干温度有较高要求，通常需要80-100℃高温烘烤才能有效烘干；本专利技术通过树枝状大分子对硅烷缩合反应的抑制，有效防止高浓度下硅烷的缩合反应，因而可以将产品做成固含量达到60％的浓缩液，提高运输效率降低运输成本，同时，烘烤温度只需30-40℃，更加节能环保。总的来说，本专利技术的基于树枝状大分子的无铬钝化液，是一种不含铬、具有极高存储稳定性、高固含量和低温成膜性的节能环保型钝化液，解决传统钝化液的相关缺陷和应用限制，尤其是在高温、高湿度、高盐度、长距离等运输过程中的稳定性问题，进一步满足现代金属防腐蚀行业的生产要求，同时符合成本节约、经济环保的发展理念。具体实施方式为了使本
的技术人员能更好地理解本专利技术的技术方案，下面对其具体实施方式进行详细地说明：实施例1一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，按照表1的配方组成:组分含量(重量％)环氧硅烷5.1Zr化合物2.2聚酰胺-胺型树枝状高分子0.15H3PO43.3水89.25表1实施例2一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，按照表2的配方组成:组分含量(重量％)环氧硅烷4.1Ce化合物3.1聚酰胺-胺型树枝状高分子0.20(NH4)2HPO45.5水87.10表2实施例3一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，按照表3的配方组成:组分含量(重量％)环氧硅烷6.1V2O3化合物1.8聚酰胺-胺型树枝状高分子0.15(NH4)2HPO46.1水85.85表3实施例4一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，按照表4的配方组成:组分含量(重量％)环氧硅烷5.5H2TiF6化合物1.5聚酰胺-胺型树枝状高分子0.25(NH4)2HPO45.4水87.35表4实施例5一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，按照表5的配方组成:组分含量(重量％)环氧硅烷4.5H2TiF6化合物2.1聚酰胺-胺型树枝状高分子0.30羟基乙叉二膦酸3.6水89.50表5本专利技术的基于树枝状大分子的无铬钝化液，不包括含有氨功能团的硅烷和含有铬元素的物质。有且仅含有环氧功能团的硅烷不包括不含有环氧功能团的硅烷，比如不包括硅酸乙酯，氨基硅烷，乙烯基硅烷，巯基硅烷等；也不包括同时具有环氧功能团和其他功能团的硅烷。如此设计的主要目的是含有非环氧功能团的硅烷在本文所述的钝化剂体系中稳定性差，使用仅含有环氧基功能团的硅烷能够最大程度的保证钝化剂的存储稳定性。树枝状大分子采用聚酰胺-胺型树枝状高分子，结构通式如下所示：选择市面上有售的钝化液与申本专利技术的一种基于树枝状大分子的无铬钝化液进行比较(产品使用对象一致)。目前市面上对无铬钝化液的性能评价主要有以下几种，通过以下检测项目可以表明本专利技术(包含本专利技术中的所有实施例)与现有技术相比所具有的优点或积极效果。稳定性试验将配制后的样品分别储存于25℃室温，进行长期稳定性试验，每天记录样品状态，结果见表6所示：表6从表6中可以看出，与市售样相比，本专利技术的基于树枝状大分子的无铬钝化液有着超长的稳定性。本专利技术通过引入树枝状大分子，即可以和硅烷分子形成氢键相互作用，有效抑制硅烷的自缩合和交叉缩合反应；也可以和金属离子形成络合物，有效抑制金属离子和硅烷，树脂，磷酸根离子等的相互反应。从而大大提高钝化液的稳定性，存储达3年以上。成膜温度试验先在待测基板背面贴上测温纸，用涂敷法在基板上涂上钝化液，然后将其放入自动烘箱烘烤，检测其最低的成膜温度，结果见表7所示：样品名称成膜温度(℃)市售样80-100本专利技术30-40表7从表7可以看出：与市售样相比，本专利技术的基于树枝状大分子的无铬钝化液有着非常低的成膜温度，可以大大降低能耗消耗及提高从业人员的安全性，更加节能环保。本专利技术通过树枝状大分子对硅烷缩合反应的抑制，有效防止高浓度下硅烷的缩合反应，因而可以将产品做成固含量达到60％的浓缩液，提高运输效率降低运输成本，同时，烘烤温度只需30-40℃，更加节能环保。耐腐蚀性试验根据美国ASTMB117所述标准方法进行测试。盐雾量1-2mL/h,氯化钠盐水的浓度5％，p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，其特征在于，包括以下重量百分比含量的组分:

【技术特征摘要】
1.一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，其特征在于，包括以下重量百分比含量的组分:2.根据权利要求1所述的一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，其特征在于，所述无铬钝化液不包括含有氨功能团的硅烷和含有铬元素的物质。3.根据权利要求1所述的一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，其特征在于，所述有且仅含有环氧功能团的硅烷不包括不含有环氧功能团的硅烷；也不包括同时具有环氧功能团和其他功能团的硅烷。4.根据权利要求1所述的一种基于树枝状大分子的无铬钝化液，其特征在于，所述过渡金属化合物为Zr、Ti、Mn、V、Co、Ni、Ce、Mo、W、H2ZrF6、H2Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文彬，叶凯，冯泽，
申请(专利权)人：奎克化学中国有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31