一种提高不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法，属于防腐不锈钢加工技术领域，通过添加POSS改性蒙脱土微粒来提高硅烷膜的厚度，进一步提高腐蚀保护和机械特性，同时POSS的Si

【技术实现步骤摘要】
一种提高不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法


[0001]本专利技术属于防腐不锈钢加工
，具体涉及一种提高不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法。

技术介绍

[0002]孙振东等采用一步法将γ－缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷(γ
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GPS)和BTSE两种硅烷以2∶3的比例混合水解，在Q235钢表面制备双硅烷复合膜。双硅烷复合膜作为中间层增强了环氧树脂涂层与在基体表面的附着力，提高了环氧树脂涂层的耐蚀性。赵志杰等研究发现采用两步法制备双层硅烷膜时，硅烷溶液的浸涂顺序会对膜层的耐蚀性产生影响。先浸涂γ－氨丙基三乙氧基硅烷有助于形成更多的Si
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O
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Mg键，并与后浸涂的双
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1，2
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［γ－三乙氧基硅丙基］
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四硫化物硅烷形成了更加稳定的Si
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O
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Si结构，膜层的致密性及疏水性得到提高，从而增强了硅烷膜的耐蚀性然而仅仅通过制备双层硅烷膜很难达到较高的耐蚀性，仍需对双层硅烷膜进一步改性，以满足工业需求。宋健等利用1，2
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双(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE)和1H，1H，2H，2H
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全氟癸基三氯硅烷(FDTS)两种硅烷自组装修饰304不锈钢表面，制备BTSE、FDTS硅烷膜和BTSE
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FDTS复合硅烷膜。李敏娅等在430不锈钢表面制备了1H，1H，2H，2H
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全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDS)自组装膜，但组装时间长，工艺负载，在成膜过程中自组装膜的“倒塌”缺陷不可避免，这些缺陷的存在容易造成一些较快的反应中心，反而降低膜的防腐蚀能力。硅烷膜厚非常薄，其涂膜电阻明显低于磷化膜，阴极电泳时，内腔表面较难上膜。因此，本领域技术人员亟待开发出一种提高不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法以满足现有的应用市场和性能需求。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种提高不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法。
[0004]一种提高不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法，包括常规的将不锈钢片材砂纸打磨，随后用丙酮超声除油，工业酒精清洗，去离子水冲洗后干燥后，还包括以下步骤如下：第一步、将蒙脱土与去离子水以7~9∶100的质量比例混合，使蒙脱土充分溶胀100~120h后，取上层悬浮液加水调配成质量分数为4~5%的蒙脱土液100份，再称取3~4份的氨基化笼形倍半硅氧烷，搅拌下加入12~15份正己烷中至完全溶解，再加入2~4份的质量浓度5.5~7.5%的盐酸溶液搅拌均匀，然后入到上述蒙脱土液中，并500~800rpm转速下搅拌2~4h，50~60℃下磁力搅拌4~6h,然后抽滤,去离子水洗涤至三遍，真空干燥后研磨，即得到POSS改性蒙脱土；第二步、硅烷水解液的配制：将得到的POSS改性蒙脱土、硅烷、乙醇、去离子水混合均匀，用冰醋酸调节pH至5~7，混合均匀后并超声1h并放置24h，使得硅烷溶液充分水解，得POSS改性蒙脱土
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硅烷水解液，其中，POSS改性蒙脱土、硅烷、乙醇：去离子水的质量比为1.53~1.68∶2～3:25～30:7～10；第三步、将不锈钢片材在POSS改性蒙脱土
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硅烷水解液中提拉浸泡6～8min，随后在70～80℃的烘箱中烘干10～15min，随后取出在蒸馏水中浸洗，常温下风干3~5min，即得。
[0005]进一步的，所述硅烷为N
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(β
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氨乙基)
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γ
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氨丙基甲基二甲氧基硅烷或2
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(3,4
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环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷。
[0006]进一步的，所述蒙脱土为钠基蒙脱土或钙基蒙脱土。
[0007]进一步的，所述不锈钢片材为316不锈钢、316L不锈钢或304不锈钢。
[0008]进一步的，所述乙醇为95%工业用乙醇。
[0009]本专利技术公开的提高不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法，首先将蒙脱土制备蒙脱土液，蒙脱土片层可吸附水合阳离子，从而使层间距发生变化，盐酸处理后的氨基化笼形倍半硅氧烷通过离子交换进入蒙脱土片层间后，利用其刚性的分子结构，在蒙脱土片层中起支撑作用，进入蒙脱土片层间以双分子层排布的形式进行自组装，经氨基化笼形倍半硅氧烷改性后脱土片层具有更大的层间距，通过添加POSS改性蒙脱土微粒来提高硅烷膜的厚度，进一步提高腐蚀保护和机械特性，同时POSS的Si
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O
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Si结构占分子结构较高的比例，膜层中的Si
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Si结构较多，硅烷膜厚度显著提高，双层硅烷膜在镁合金表面形成一层有效的物理屏障，腐蚀介质入侵不锈钢基材的路径变得曲折，时间变长，Si
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O
‑
Si的结构也易于硅烷膜相结合，防腐效果更好。
[0010]本专利技术公开的提高不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法，可在不锈钢片材上表面获得具有良好涂装和防蚀效果的超薄防护膜层。硅烷与金属表面能形成牢固的共价键。如上所述，通过形成大量致密的Me
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Si和Si
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O
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Si共价键，达到硅烷与金属牢固地结合在一起的效果。增强金属基材与涂层间的结合力，提高耐腐蚀性，大大增强了金属与基体之间的结合性能，其抗腐蚀能力也大幅度提高。温度适宜，成膜时间短，节能减排，无磷，不含镍锰铬等重金属离子，符合绿色环保理念，可与后处理程序配套，如电泳、喷漆等，能耗低，成本少。
实施方式实施例
[0011]原料：盖州恒达化工N
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(β
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氨乙基)
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γ
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氨丙基甲基二甲氧基硅烷、建平龙腾600目钠基蒙脱土，广德广信95%工业乙醇；提高304不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法，包括步骤如下：第一步、将不锈钢片材砂纸打磨，用400目、1000目的砂纸依次各打磨3min，随后用丙酮超声除油，95%工业酒精清洗，去离子水冲洗后干燥；第二步、将蒙脱土与去离子水以8∶100的质量比例混合，使蒙脱土充分溶胀110h后，取上层悬浮液加水调配成质量分数为4.5%的蒙脱土液100份，再称取3.5份的齐岳POSS
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NH2氨基化笼形倍半硅氧烷，搅拌下加入13份正己烷中至完全溶解，再加入3份的质量浓度7%的盐酸溶液搅拌均匀，然后入到上述蒙脱土液中，并600rpm转速下搅拌3h，55℃下磁力搅拌5h，然后抽滤，去离子水洗涤至三遍，真空干燥后研磨，即得到POSS改性蒙脱土；第三步、硅烷水解液的配制：将得到的POSS改性蒙脱土、硅烷、乙醇、去离子水混合均匀，用冰醋酸调pH6，混合均匀后并超声1h并放置24h，使得硅烷溶液充分水解，得POSS改性蒙脱土
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硅烷水解液，其中，POSS改性蒙脱土、硅烷、乙醇：去离子水的质量比为1.68:2.5:28:8；第四步、将第一步得到的不锈钢片材在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高不锈钢片材硅烷膜耐腐蚀性能的方法，包括常规的将不锈钢片材砂纸打磨，随后用丙酮超声除油，工业酒精清洗，去离子水冲洗后干燥后，其特征在于，还包括以下步骤如下：第一步、将蒙脱土与去离子水以7~9∶100的质量比例混合，使蒙脱土充分溶胀100~120h后，取上层悬浮液加水调配成质量分数为4%~5%的蒙脱土液100份，再称取3~4份的氨基化笼形倍半硅氧烷，搅拌下加入12~15份正己烷中至完全溶解，再加入2~4份的质量浓度5.5%~7.5%的盐酸溶液搅拌均匀，然后入到上述蒙脱土液中，并500~800rpm转速下搅拌2~4h，50~60℃下磁力搅拌4~6h，然后抽滤，去离子水洗涤至三遍，真空干燥后研磨，即得到POSS改性蒙脱土；第二步、硅烷水解液的配制：将得到的POSS改性蒙脱土、硅烷、乙醇、去离子水混合均匀，用冰醋酸调节pH至5~7，混合均匀后并超声1h并放置24h，使得硅烷溶液充分水解，得POSS改性蒙脱土
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硅烷水解液，其中，POSS改性蒙脱土、硅烷、乙醇：去离子水的质量比为1.53~1.68∶2～3:25～...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶宗明，刘军，王辅成，周卫兵，
申请(专利权)人：安徽军明机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：