锌镍合金镀层及镀锌层纳米改性封闭剂及其制备、使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电锻领域，特别是指锋儀合金及锋锻层封闭剂的组成及制备应用技 术。
【背景技术】
[0002] W锋儀合金和锋锻层用作防腐锻层已经获得了广泛的应用，为了提高锻层的耐腐 蚀性能，锻层纯化处理后往往还需要进行封闭处理，才能满足制造业高端产品的技术要求。 锋儀合金和锋锻层的传统型封闭剂主要有两种，一种是W如同聚乙締醇交联娃酸钢一类的 胶体为成膜物质的封闭剂，另一种是W石蜡乳液及水溶性树脂为成膜物质的封闭剂。聚乙 締醇交联娃酸钢运类物质形成的封闭膜脆性大且润滑性低，膜层容易破损;石蜡乳液和水 溶性树脂形成的封闭膜硬度低、耐磨性差，在运输和使用中极容易被擦伤和划伤。
[0003] 授权公告号为"CN 101514457 B"的中国发明专利《多用途金属表面保护剂及其制 备方法》公开了一种金属或锻层封闭剂，该封闭剂由有机缓蚀剂、成膜物质、表面活性剂和 有机溶剂组成。运种产品成本较高，在使用中有机溶剂挥发污染工作环境，使其应用受到了 限制。
[0004] 授权公告号为乂 N 103147104 B"的中国发明专利《耐腐蚀锻层封闭剂》公开了一 种锻层封闭剂，该封闭剂中含有W下物质:脈咪挫二酬、聚二甲基硅氧烷、聚季锭盐-10、丙 締酸聚合物、甲基氨酸脯氨酸、甲基异嚷挫嘟酬、余量为水。运种封闭剂采用水溶性硅烷聚 合物和水溶性有机物树脂作成膜物质，是现阶段研发锻层封闭剂流行的方法。与传统型的 锋儀合金及锋锻层封闭剂相似，运种封闭剂形成的封闭层也存在润滑性和耐磨性低的缺 陷。
[0005] 申请公开号为乂N104059498 A"的中国发明专利申请文件《水性锻层封闭剂及其 制备方法和用途W及热锻金属材料》中公开了一种水性锻层封闭剂，封闭剂包括W下成分： 水、硅烷偶联剂、水溶性娃酸盐、促进剂、氧化娃填料、水溶性成膜树脂(包括水溶性聚醋成 膜树脂、水溶性苯丙成膜树脂、水溶性环氧成膜树脂、水溶性聚氨醋成膜树脂、水溶性娃丙 成膜树脂、水溶性丙締酸成膜树脂、和水溶性氣碳成膜树脂中的至少一种），制备时依次混 合均匀。该技术方案应用硅烷偶联剂，在配制过程中硅烷偶联剂水解生成硅烷聚合物，由于 该聚合物在封闭剂中不够稳定，能进一步聚合成网状结构，使封闭剂的粘度增大，密封性能 下降；另外，氧化娃填料可为纳米二氧化娃粉和/或纳米二氧化娃溶胶，氧化娃填料中氧化 娃的粒径可为5~90nm，更优选是5~30nm，娃溶胶的粒径过小尤其是小于lOnm时，其对成膜 物质分子之间滑动的阻力减小，不利于提高膜层的硬度和强度。
[0006] 纳米技术是受到各国政府广泛重视，投入巨资组织力量竞相研究的前沿技术。纳 米粒子由于具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子效应等特殊性质，在表面 处理等许多领域中已经获得了广泛的应用，纳米技术对改善和提高材料的性能具有巨大的 潜力。
【发明内容】
[0007] 本发明提出了一种锋儀合金锻层及锻锋层纳米改性封闭剂，通过在封闭剂中添加 纳米聚四氣乙締和纳米二氧化娃材料，在封闭膜形成的过程中纳米颗粒均匀填充在Ξ维网 状膜层中的表面及其内部，能够有效增加膜层的硬度和自润滑性，解决了目前锋儀合金及 锋锻层封闭层润滑性能和耐磨性能低的问题。
[0008] 本发明的技术方案是运样实现的：锋儀合金锻层及锻锋层纳米改性封闭剂，按质 量百分比计，包括W下各组分： 成膜物质： 40%~60%; 润滑剂： 1.5%~2.5%; 成膜助剂： 1.5%~2.5%;
[0009] 湿搁剂； 0.4%~0.6%; 促进剂： 1.5%~2.5%; 去离子水： 31.9~55.1%。
[0010] 优选的，所述成膜物质包含水溶性聚氨醋和水溶性硅烷聚合物，水溶性聚氨醋占 成膜物质的质量分数为80%，水溶性硅烷聚合物占成膜物质的质量分数20%。
[0011] 所述的水溶性硅烷聚合物商品名称为PU 113,荷兰斯塔尔公司产品，是硅烷偶联 剂在一定工艺条件下经过水解生成的硅烷聚合物，具有较高的稳定性。
[0012] 优选的，所述润滑剂采用纳米聚四氣乙締乳液，其中树脂含量为50%，粒径为20~ 90nm，乳液抑> 7.5。
[0013] 优选的，所述成膜助剂采用纳米二氧化娃溶胶，二氧化娃含量为25%~30%，抑= 8~10，外观为微蓝色透明至乳白色液体;娃溶胶的粒径范围为10~120nm，当尺寸小时为微 蓝色透明液体，尺寸大时接近乳白色，中间有过渡色。
[0014] 优选地，娃溶胶的粒径范围为20~50nm;
[0015] 更佳地，娃溶胶的粒径范围可为30~40nm;W利于提高封闭膜层的硬度和强度。娃 溶胶的粒径过小时，其对成膜物质分子之间滑动的阻力减小，不利于提高膜层的硬度和强 度;娃溶胶粒径过大时，娃溶胶在膜层中的分散度下降，也不利于提高膜层的硬度和强度。
[0016] 优选的，所述湿润剂为聚酸改性烷基共聚物或2-乙基己基硫酸醋钢盐中的一种或 复配，能够降低封闭液的表面张力，增加封闭液向锻层孔隙中的渗透能力，同时还可改善封 闭膜的流平性能，使封闭膜光滑。
[0017] 优选的，所述促进剂为乙二醇或1,3-丙二醇中的一种或复配，能够增加封闭层的 形成速度，并增加膜层的光滑度。
[0018] 所述封闭剂由下述方法制备：
[0019] (1)按质量百分比量取W下组分：
[0020] 水溶性聚氨醋按35%~45%;
[0021 ] 水溶性硅烷聚合物按5%~15% ;
[0022] 纳米聚四氣乙締乳液按1.5%~2.5%;
[0023] 纳米二氧化娃溶胶按1.5%~2.5%;
[0024] 湿润剂按0.4%~0.6% ;
[0025] 促进剂按1.5%~2.5%;
[0026] 去离子水按31.9~55.1%;
[0027] (2)将上述组分混合在一起，揽拌均匀。
[00%]所述封闭剂按如下方法使用：
[0029] (1)于封闭槽中将封闭剂用去离子水稀释8~12倍；
[0030] (2)将锋儀合金或锋锻件纯化、水洗后浸入步骤(1)制得的封闭液中10~30s，出槽 后滴干；
[0031] (3)用高压空气吹掉锻件表面多余的封闭液，然后在70~lOOoC高溫环境下烘烤30 ~90min。
[0032] 本发明的锋儀合金锻层及锻锋层纳米改性封闭剂的有益效果为：
[0033] (1)使用水溶性聚氨醋及水溶性硅烷聚合物作成膜物质，对锻层有良好的封闭作 用，封闭膜与锻层之间的结合力较高；
[0034] (2)直接使用稳定性高的水溶性硅烷聚合物作成膜物质，消除了现有方法使用娃 烧偶联剂水解生成硅烷聚合物带来的不稳定因素；
[0035] (3)硅烷聚合物中的醇基团与金属锋及儀能生成稳定的化合物，对锻层起到保护 作用，当封闭膜划伤后，运些醇基团还能自发交联生成新的封闭膜；
[0036] (4)使用纳米聚四氣乙締和纳米二氧化娃溶胶作填料，对金属锻层孔隙具有高渗 透性，封孔能力强，可渗透至金属锻层孔隙内部深处