一种环氧化金属表面处理剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种处理剂，尤其涉及一种环氧化金属表面处理剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚苯胺是一类导电高分子材料，性能稳定，环境友好，且氧化还原电位远高于金属，其涂层在酸性或中性介质中可以通过电子转移作用和氧化还原作用，使金属表面钝化产生保护作用，是金属防腐蚀的良好材料，但是，聚苯胺分子链刚性强，不溶不熔，难以加工，通常要与其他成膜物质复合使用。丙烯酸酯树脂是常用的成膜物质，具有良好的成膜性和附着力。
[0003]目前，聚苯胺与丙烯酸酯树脂复合制膜的方式有3种:聚苯胺涂层上涂覆丙烯酸酯面漆形成复合涂层，2种涂层各自发挥作用；聚苯胺粉末作为填料直接分散在丙烯酸树脂中制备涂层；两者共溶于同一溶剂中再在金属上涂刷成膜。采用乳液互穿网络聚合法制备聚苯胺-丙烯酸树脂防腐蚀涂料，其涂层具有良好的防腐蚀性能。利用丙烯酸酯聚合物链上的羧基对苯胺的掺杂作用，采用原位聚合法合成了丙烯酸酯-苯胺共聚物；但研究主要针对苯胺含量对共聚物介电性能的影响，没有讨论共聚物的防腐蚀性能。目前，关于丙烯酸酯与苯胺共聚制备防腐蚀材料的报道还很少。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种环氧化金属表面处理剂及其制备方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种环氧化金属表面处理剂，它是由下述重量份的原料组成的:sp-80 1.8-2、苯胺0.5-0.6、过硫酸钾0.38-0.4、丙烯酸丁酯40-50、碳酸氢钠0.16-0.2、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物20-30、70-75%的乙醇100-110、30%过氧化氢0.2-0.3、去离子水110-120、氟钛酸4-6、烷基苯磺酸钠1_2、环氧氯丙烷0.01-0.014、抗坏血酸1-2、肉豆蔻酸异丙酯1.6-2ο
[0006]一种环氧化金属表面处理剂的制备方法，包括以下步骤:
Cl)取上述过硫酸钾重量的40-50%、sp-80重量的80-86%，与碳酸氢钠混合，加入去离子水重量65-70%，搅拌均匀，得引发剂乳液；
(2)将烷基苯磺酸钠加入到3-5倍去离子水中，搅拌均匀后加入环氧氯丙烷，在40-50°C下保温搅拌10-20分钟，得环氧化乳液；
(3)取上述引发剂乳液重量的45-50%，升高温度为80-86°C，滴加剩余的引发剂乳液与丙烯酸丁酯的混合液，滴加完毕后加入环氧化乳液，送入50-60°C的水浴中，保温搅拌1-2小时，得环氧化丙烯酸酯胶液；
(4)取剩余的去离子水重量的30-40%，加入剩余的过硫酸钾，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(5)将抗坏血酸、sp-80混合加入到剩余的去离子水中，搅拌均匀，加入肉豆蔻酸异丙酯，升高温度为60-70°C，保温搅拌10-16分钟，加入十二烷基硫醇，升高温度为80-90°C，保温搅拌3-5分钟，得乳化醇酯；
(6)取上述70-75%的乙醇，加入双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物，调节PH为3-4，加入氟钛酸、30%过氧化氢，搅拌反应6-7小时，得氟化硅烷；
(7)将苯胺与上述环氧化丙烯酸酯胶液混合，搅拌均匀，滴加引发剂溶液，滴加完毕后在I O-15 °C下反应8-10小时，加入乳化醇酯，送入乳化机中，300-400转/分搅拌5-10分钟，出料后送入65-70°C的水浴中，加入氟化硅烷，保温搅拌反应1-2小时，出料冷却，得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液；
(8)将上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液与剩余各原料混合，800-1000转/分搅拌40-50分钟，得所述环氧化金属表面处理剂。
[0007]本发明的优点是:
本发明的丙烯酸酯胶液粒子表面含有大量的羧基，将苯胺加入到丙烯酸酯胶液中，苯胺单体首先扩散到胶束内部，然后与羧基发生掺杂，随后在氧化剂的作用下，苯胺在乳胶粒子表面发生聚合反应，增大了聚苯胺涂层对水的接触角，提高了附着力和耐水性，该涂层可以通过电子转移作用和氧化还原作用，使金属表面钝化产生保护作用，加入的丙二醇苯醚可以增强涂层的稳定性和成膜性，有效的抑制了腐蚀介质浸入后腐蚀的过程；
而经硅烷化改性的氟钛酸，引入的无机组分Ti4 +在加热固化过程中形成T12颗粒，均匀地填充在硅烷膜的空隙中，使整个膜层更加均匀致密，能有效抑制膜层表面的微电化学反应，从而耐腐蚀性能得到很大提高；
本发明将氟钛酸改性后硅烷钝化膜与丙烯酸-苯胺共聚膜复合，使得膜层更加致密、稳定，对腐蚀介质的阻抗能力更强，耐腐蚀性能更加优良；
本发明加入的表面处理剂具有优越的抗水性，抗腐蚀性，贮存稳定性高，防锈时间长。
【具体实施方式】
[0008]下面结合实施例对本发明作进一步详细描述:
实施例1:
一种环氧化金属表面处理剂，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的:sp-80 1.8、苯胺(λ 5、过硫酸钾0.38、丙烯酸丁酯50、碳酸氢钠(λ 16、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物30、75%的乙醇110、30%过氧化氢0.3、去离子水120、氟钛酸6、烷基苯磺酸钠1、环氧氯丙烷0.014、抗坏血酸1、肉豆蔻酸异丙酯1.6。
[0009]一种环氧化金属表面处理剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)取上述过硫酸钾重量的50%、sp-80重量的86%，与碳酸氢钠混合，加入去离子水重量70%，搅拌均匀，得引发剂乳液；
(2)将烷基苯磺酸钠加入到3倍去离子水中，搅拌均匀后加入环氧氯丙烷，在50°C下保温搅拌20分钟，得环氧化乳液；
(3)取上述引发剂乳液重量的50%，升高温度为86°C，滴加剩余的引发剂乳液与丙烯酸丁酯的混合液，滴加完毕后加入环氧化乳液，送入60°C的水浴中，保温搅拌I小时，得环氧化丙烯酸酯胶液；
(4)取剩余的去离子水重量的40%，加入剩余的过硫酸钾，搅拌均匀，得引发剂溶液； (5)将抗坏血酸、sp-80混合加入到剩余的去离子水中，搅拌均匀，加入肉豆蔻酸异丙酯，升高温度为70V，保温搅拌16分钟，加入十二烷基硫醇，升高温度为90°C，保温搅拌3分钟，得乳化醇酯；
(6)取上述75%的乙醇，加入双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物，调节PH为3，加入氟钛酸、30%过氧化氢，搅拌反应7小时，得氟化硅烷；
(7)将苯胺与上述环氧化丙烯酸酯胶液混合，搅拌均匀，滴加引发剂溶液，滴加完毕后在15°C下反应10小时，加入乳化醇酯，送入乳化机中，400转/分搅拌10分钟，出料后送入70°C的水浴中，加入氟化硅烷，保温搅拌反应I小时，出料冷却，得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液；
(8)将上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液与剩余各原料混合，1000转/分搅拌40分钟，得所述环氧化金属表面处理剂。
[0010]使用方法:将金属板材表面清洗干净，将本发明的表面处理剂均匀的滴在金属板材表面，先在120°C下烘烤30-40S，自然干燥成膜，再在80°C下烘干处理15-20分钟。
[0011]性能测试:
吸水率:按照上述方法将本发明的表面处理剂涂覆于尺寸为5cmX6cm的钢板表面，在25 °C的去离子水中浸泡48 h，测得吸水率为16.3%;
附着力:1级；
耐腐蚀性:中性盐雾试验72小时，被腐蚀面积2.1% ；
硬度:3H。
【主权项】
1.一种环氧化金属表面处理剂，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的: sp-80 1.8-2、苯胺0.5-0.6、过硫酸钾0.38-0.4、丙烯酸丁酯40-50、碳酸氢钠0.16-0.2、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物20-30、70-75%的乙醇100-110、30%过氧化氢0.2-0.3、去离子水110-120、氟钛酸4-6、烷基苯磺酸钠1_2、环氧氯丙烷0.01-0.014、抗坏血酸1-2、肉豆蔻酸异丙酯1.6-2ο2.一种如权利要求1所述的环氧化金属表面处理剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤: Cl)取上述过硫酸钾重量的40-50%、sp-80重量的80-86%，与碳酸氢钠混合，加入去离子水重量65-70%，搅拌均匀，得引发剂乳液； (2)将烷基苯磺酸钠加入到3-5倍去离子水中，搅拌均匀后加入环氧氯丙烷，在40-50°C下保温搅拌10-20分钟，得环氧化乳液； (3)取上述引发剂乳液重量的45-50%，升高温度为80-86°C，滴加剩余的引发剂乳液与丙烯酸丁酯的混合液，滴加完毕后加入环氧化乳液，送入50-60°C的水浴中，保温搅拌1-2小时，得环氧化丙烯酸酯胶液； (4)取剩余的去离子水重量的30-40%，加入剩余的过硫酸钾，搅拌均匀，得引发剂溶液； (5)将抗坏血酸、sp-80混合加入到剩余的去离子水中，搅拌均匀，加入肉豆蔻酸异丙酯，升高温度为60-70°C，保温搅拌10-16分钟，加入十二烷基硫醇，升高温度为80-90°C，保温搅拌3-5分钟，得乳化醇酯； (6)取上述70-75%的乙醇，加入双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物，调节PH为3-4，加入氟钛酸、30%过氧化氢，搅拌反应6-7小时，得氟化硅烷； (7)将苯胺与上述环氧化丙烯酸酯胶液混合，搅拌均匀，滴加引发剂溶液，滴加完毕后在I O-15 °C下反应8-10小时，加入乳化醇酯，送入乳化机中，300-400转/分搅拌5-10分钟，出料后送入65-70°C的水浴中，加入氟化硅烷，保温搅拌反应1-2小时，出料冷却，得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液； (8)将上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液与剩余各原料混合，800-1000转/分搅拌40-50分钟，得所述环氧化金属表面处理剂。
【专利摘要】本发明公开了一种环氧化金属表面处理剂，本发明的丙烯酸酯胶液粒子表面含有大量的羧基，将苯胺加入到丙烯酸酯胶液中，苯胺单体首先扩散到胶束内部，然后与羧基发生掺杂，随后在氧化剂的作用下，苯胺在乳胶粒子表面发生聚合反应，增大了聚苯胺涂层对水的接触角，提高了附着力和耐水性，该涂层可以通过电子转移作用和氧化还原作用，使金属表面钝化产生保护作用，而经硅烷化改性的氟钛酸，引入的无机组分Ti4+在加热固化过程中形成TiO2颗粒，均匀地填充在硅烷膜的空隙中，使整个膜层更加均匀致密，能有效抑制膜层表面的微电化学反应，从而耐腐蚀性能得到很大提高。
【IPC分类】C08G73/02, C09D179/02, C08F8/42, C23C22/34, C08F120/32, C09D5/08
【公开号】CN105086815
【申请号】CN201510411547
【发明人】郑之松
【申请人】合肥正浩机械科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月11日