本发明涉及焊接材料技术领域，具体地讲，本发明涉及一种用于焊接金属的保护剂及其制备方法。
背景技术：
随着金属冶炼技术的迅速发展，不锈钢已被大量应用到工业、食品、化工医疗、家装等各领域中。在工程施工中，焊接不锈钢是一种常用的工艺方法。目前，不锈钢厚板焊接一般采用手工电弧焊和埋弧自动焊，埋弧自动焊采用hj260专用不锈钢焊剂(主要成份为sio2、caf2、mno)。对于薄壁不锈钢(δ≤2mm)焊接，一般采用手工钨极氩弧焊单面焊接，双面成型的方法。薄壁不锈钢在焊接过程中，为了使焊接区域及熔池附近的工件表面不被氧化和氮化，同时也杜绝氧的来源，采取氩气保护措施。单面焊接薄壁不锈钢过程中，空气中的氧浸入焊缝热影响区背面，焊缝的热影响区背面被氧化，在焊缝的背面形成焊瘤、焊渣等焊接缺陷，给焊缝带来不利的影响，降低了焊缝的机械性能，甚至导致裂纹，严重影响焊接质量和焊缝成型。为了克服不锈钢焊接过程中的焊缝背面氧化问题，现有技术解决方法是在不锈钢的背面冲氩气来进行保护。这种方法需要在焊缝背面做一个氩气室来以进行充装氩气，但是在实际工程中，随着工件长度的增加，焊缝的长度也将相应增加，因此需要的氩气室尺寸也会相应增大、增长，这样在焊接过程中就增加了大量的人力、物力和财力，提高了工程造价，同时，也给工程施工增加了难度。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种用于焊接金属的保护剂及其制备方法，可使焊缝两面达到焊缝平整、成型完好。
本发明专利提供了一种用于焊接金属的保护剂，包括以下各重量份数的原料组分：
硅酸钠10-20份；
含水硅酸盐溶液15-35份；
硝基纤维素10-15份；
有机溶剂15-25份；
固化剂5-10份；
高分子聚合物5-10份；
成膜树脂10-15份；
余量为去离子水。
优选的，所述有机溶剂选自醇、亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一种或多种。
优选的，所述成膜树脂为选自聚氨酯树脂、聚氨酯树脂或乙烯基树脂中的一种或多种。
优选的，所述高分子聚合物包括聚丙烯酸、聚马来酸酐、聚马来酸丙烯酸共聚物、丙烯酸羟丙酯共聚物中的一种或是两者以上的混合物。
优选的，所述固化剂为氟硅酸钠。
本发明还提供制备用于焊接金属的保护剂的方法，包括如下步骤：
步骤s01、将硅酸钠与含水硅酸盐溶液在转速为1500～1800rpm的高速分散机中充分搅拌混合；
步骤s02、将硝基纤维素以及高分子聚合物加入步骤s01中进行搅拌混合，在40-60℃条件下搅拌20-30min，制成半成品待用；
步骤s03、将有机溶剂以2份/分钟的速度滴加入缓慢加入半成品中；
步骤s04、待成膜树脂完全溶解后，再加入固化剂，并补充余量的去离子水，搅拌均匀后即得。
优选的，步骤s02中，通过搅拌机中均匀混合，搅拌机转速为2000rpm，搅拌时间为20min。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是:
1.本发明提供的保护剂由高分子聚合物、成膜物质和固化剂在一定条件下混合得到，能够快速在金属表面形成一层保护膜，其初粘性好、附着力强，表面干燥速度快，防止金属表面受到污染；
2.本发明通过添加含硅酸钠、水硅酸盐溶液及固化剂，可在金属表面形成致密耐磨层，提高金属表面的耐刮和耐腐蚀性能；
3.本发明能够提高保护剂与金属、灌封密封材料和支架材料的粘结性能，又能够对金属反射层起到长期的防御环境中硫化物、氧化物等有害物质的侵蚀；该焊接保护剂在焊接前涂抹于薄壁不锈钢焊缝的背面，正面进行焊接，在焊接完成后焊缝两面都会达到焊缝平整、焊缝成型完好的效果，不会产生焊瘤、焊渣等焊接缺陷。
4.本发明提出的制备方法工艺简单，容易操作，产生的废液、废料少，极大地保护了环境，特别适于工业化生产。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
一种用于焊接金属的保护剂，包括以下各重量份数的原料组分：
硅酸钠10份；
含水硅酸盐溶液15份；
硝基纤维素10份；
有机溶剂15份；
固化剂5份；
高分子聚合物5份；
成膜树脂10份；
余量为去离子水。
其中，本实施例中的有机溶剂选自醇、亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一种或多种；成膜树脂为选自聚氨酯树脂、聚氨酯树脂或乙烯基树脂中的一种或多种；高分子聚合物包括聚丙烯酸、聚马来酸酐、聚马来酸丙烯酸共聚物、丙烯酸羟丙酯共聚物中的一种或是两者以上的混合物；固化剂为氟硅酸钠。
本发明还提供制备用于焊接金属的保护剂的方法，包括如下步骤：
步骤s01、将硅酸钠与含水硅酸盐溶液在转速为1500rpm的高速分散机中充分搅拌混合，搅拌时间为20min；
步骤s02、将硝基纤维素以及高分子聚合物加入步骤s01中进行搅拌混合，在40℃条件下搅拌20min，制成半成品待用；
步骤s03、将有机溶剂以2份/分钟的速度滴加入缓慢加入半成品中；
步骤s04、待成膜树脂完全溶解后，再加入固化剂，并补充余量的去离子水，搅拌均匀后即得。
实施例2
本实施例公开了一种用于焊接金属的保护剂，包括以下各重量份数的原料组分：
硅酸钠10-20份；
含水硅酸盐溶液15-35份；
硝基纤维素10-15份；
有机溶剂15-25份；
固化剂5-10份；
高分子聚合物5-10份；
成膜树脂10-15份；
余量为去离子水。
其中，本实施例中的有机溶剂选自醇、亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一种或多种；成膜树脂为选自聚氨酯树脂、聚氨酯树脂或乙烯基树脂中的一种或多种；高分子聚合物包括聚丙烯酸、聚马来酸酐、聚马来酸丙烯酸共聚物、丙烯酸羟丙酯共聚物中的一种或是两者以上的混合物；固化剂为氟硅酸钠。
本发明还提供制备用于焊接金属的保护剂的方法，包括如下步骤：
步骤s01、将硅酸钠与含水硅酸盐溶液在转速为1800rpm的高速分散机中充分搅拌混合，搅拌时间为20min；
步骤s02、将硝基纤维素以及高分子聚合物加入步骤s01中进行搅拌混合，在60℃条件下搅拌30min，制成半成品待用；
步骤s03、将有机溶剂滴加入缓慢加入半成品中；
步骤s04、待成膜树脂完全溶解后，再加入固化剂，并补充余量的去离子水，搅拌均匀后即得。
实施例3
本实施例公开了一种用于焊接金属的保护剂，包括以下各重量份数的原料组分：
硅酸钠15份；
含水硅酸盐溶液20份；
硝基纤维素10份；
有机溶剂20份；
固化剂5份；
高分子聚合物10份；
成膜树脂10份；
余量为去离子水。
其中，本实施例中的有机溶剂选自醇、亚砜、砜、咪唑烷酮、吡咯烷酮、咪唑啉酮、酰胺和醇醚中的一种或多种；成膜树脂为选自聚氨酯树脂、聚氨酯树脂或乙烯基树脂中的一种或多种；高分子聚合物包括聚丙烯酸、聚马来酸酐、聚马来酸丙烯酸共聚物、丙烯酸羟丙酯共聚物中的一种或是两者以上的混合物；固化剂为氟硅酸钠。
本发明还提供制备用于焊接金属的保护剂的方法，包括如下步骤：
步骤s01、将硅酸钠与含水硅酸盐溶液在转速为1600rpm的高速分散机中充分搅拌混合，搅拌时间为20min；
步骤s02、将硝基纤维素以及高分子聚合物加入步骤s01中进行搅拌混合，在50℃条件下搅拌25min，制成半成品待用；
步骤s03、将有机溶剂以滴加入缓慢加入半成品中；
步骤s04、待成膜树脂完全溶解后，再加入固化剂，并补充余量的去离子水，搅拌均匀后即得。
综上所述，本发明能够提高保护剂与金属、灌封密封材料和支架材料的粘结性能，又能够对金属反射层起到长期的防御环境中硫化物、氧化物等有害物质的侵蚀；该焊接保护剂在焊接前涂抹于薄壁不锈钢焊缝的背面，正面进行焊接，在焊接完成后焊缝两面都会达到焊缝平整、焊缝成型完好的效果，不会产生焊瘤、焊渣等焊接缺陷。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。