钢材表面的处理的制作方法【专利摘要】通式RnZpSiX(4-n-p)的化合物在用于处理钢材表面中的应用，其中X选自由H、OH、卤素、烷氧基(C1-C3)、酰氧基(C1-C3)和NR1R2组成的组；其中R1和R2各自选自由H、甲基和乙基组成的组；其中R选自由直链和/或支化的C1-C6烷基自由基、直链和/或支化的C1-C6烯基自由基或可选地被O、S间断的C1-C6芳基自由基组成的组，其中Z为(可选地支化和/或不饱和的)C1-C6-亚烷基-自由基-结合的有机官能团，其选自由卤素、可选取代的氨基基团、酰胺、醛、烷基羰基、羧基、羟基、巯基、氰基、烷氧基、烷氧基羰基、磺酸、膦酸、磷酸酯、酰氧基、甲基酰氧基、缩水甘油氧基、环氧基和乙烯基基团组成的组，其中n＝0、1或2并且p＝1、2或3且3≥(n+p)≥1，其中通式(1)的所述化合物含有不多于20个碳原子。【专利说明】钢材表面的处理【
技术领域：
】[0001]本发明涉及用于处理钢材表面的方法。【
背景技术：
】[0002]这样的处理是指引起钢容器、化学反应器、管道、蒸馏柱、钢支架等的易受腐蚀表面的钝化。特别地，本发明涉及同时与残留水分、氯、氯化氢[P.M.Bhadha,E.R.Greece:Joule-ThomsonExpansionandCorrosioninHClSystemsinSolidStateTechnologyJulyl992pp.3_7]、氯硅烷、氢气和反应性元素硅接触的化工设备或设备组件的表面的钝化。[0003]已知的是，在氯化氢的存在下气体和/或不锈钢设备中的残留水分引起腐蚀[J.Y.P.Mu1:CorrosionMechanismofMetalsandAlloysintheSiIicon—Hydrogen—ChIorosiIaneSystemat500CinCorrosion-NACE,41(2),1985pp.63-69；ff.C.Breneman:DirectSynthesisofChlorosilanesandSilaneinCatalyzedDirectReactionsofSilicon,Elsevierl993pp.441-457,inparticulartable3onp.454]。[0004]可以在氯硅烷-氯化氢-氢气混合物的还原气氛下在高于500°C下形成碳钢的表面或不锈钢的表面上的天然腐蚀防护。这也应用于SiC-涂敷的碳钢。[0005]在不锈钢容器中，通常对钢材的氯化物应力开裂腐蚀进行测试。[0006]氯化氢使钢合金的含磷成分氯化[H.Viefhaus,B.Richarz:PhosphorinEisenundStahlinMaterialsandCorrosion,46，1995pp.306-316],作为其结果，形成了氯化磷并且这些污染物如挥发性污染、硅烷流中的任一个都可以与硅烷或硼化合物反应以生成不能通过蒸懼从氯硅烷的纯化产物分离的不明确的加合物[XiaoJ1-mei,ShenHua—sheng:TheTheoreticalAspectsofPreventingCorrosionofStainlessSteel...intheProductionofPolycrystallineSiliconinXiyou-jinshu-RareMetals,Chin.Voll-2,1982pp.3-15,inparticularequation(44)andpp.13-15]。[0007]在多晶娃的沉积的还原性氢气气氛下(Siemens方法US7708970B2;氯硅烷和氢气作为起始材料)，还原氯化磷并且使磷优先并入所沉积的多晶硅内。[0008]钢材表面的钝化可以减缓或防止水分腐蚀和还原性腐蚀。[0009]从JP7090288A2和US2985677A已知的是，使硅-有机卤化合物化学吸附地结合成甲硅烷酯以活化钢材表面上的Fe-OH位点，以致它们可以在钢片的加工中被用作无油润滑剂。[0010]JP8010703A2公开了来自作为用于腐蚀防护成分的引物且作为腐蚀防护树脂的有机氯硅烷的水解和冷凝的聚硅氧烷。[0011]DE3920297A1描述了硅氧烷基-铝酸酯与含有可水解的自由基的有机硅烷、可选择地在添加有机官能硅烷的情况下与硅酸酯的异质缩聚物，用作腐蚀防护。在这种情况下，通过浸入硅烷化浴中并随后干燥而引起腐蚀防护。[0012]在至少50°C下实施干燥。【
发明内容】[0013]本发明的目的是在不浸溃或喷雾的情况下并且在没有后处理的情况下实现来自汽/气相的均匀钝化。另外，钝化应当在50°C以下的表面温度下发生。[0014]本发明实现了该目的。[0015]通过综合调查研究本发明人已发现了甚至在相对低的温度下也可以与活性钢材表面反应的功能性硅烷的基团。[0016]本发明提供通式的化合物在用于处理钢材表面中的应用_7]RnZpSiX(4_n_P);[0018]其中X选自由H、0H、卤素、烷氧基(C1-C3)、酰氧基(C1-C3)和NR1R2组成的组，其中R1和R2各自选自由H、甲基和乙基组成的组；[0019]其中R选自由直链和/或支化的烷基C1-C6、直链和/或支化的烯基C1-C6或可选地被O、S间断的芳基C1-C6组成的组；[0020]其中Z为有机官能团，其通过(可选地支化和/或不饱和的)C1-C6-亚烷基结合并且选自由卤素、可选取代的氣基基团、酸胺、醒、烷基擬基、竣基、羟基、疏基、氰1基、烷氧基、烷氧基擬基、横酸、勝酸、憐酸酷、酸氧基、甲基酸氧基、缩水甘油氧基、环氧基和乙烯基基团组成的组；[0021]其中11=0、1或2且口=1、2或3且3≥(η+ρ)≥I；[0022]其中通式(I)的所述化合物含有不多于20个碳原子。【具体实施方式】[0023]本发明提供了一种含磷钢材表面的防腐蚀表面处理，其可以比现有技术已知的更简便地且在更温和条件下实施；特别地，可以在具有底切(管道、容器、装置等)的安装钢物体上实施该处理，在这种情况下只实施浸溃或喷雾法是很有难度的。[0024]另外，表面处理比例如浸溃法或液泛法需要明显较低的量，这改善了经济状况并减少了环境污染。[0025]这里，在小于50°C的表面温度下使待处理的钢材表面与通式I的化合物或其混合物的蒸汽接触。[0026]优选存在在使用条件下惰性的溶剂(选自醇类(甲醇、乙醇、异丙醇)、醚类(二甲醚、二乙醚、二异丙醚、二噁烷、四氢呋喃)、酮类(丙酮、甲基乙基酮[MEK])、线性或支化的烷烃类(正丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷)和烷烃混合物(具有40至60°C的沸腾范围的石油醚)、卤代烷烃类(氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、氯乙烷)、芳烃类(苯、甲苯、邻二甲苯、吡啶)、可选取代的芳烃如甲氧基苯、氯苯或六甲基二硅醚)。[0027]优选的是使用在周围气氛的压力下具有小于150°C、特别优选地小于100°C、非常特别优选地小于70V的沸点的溶剂。[0028]通式(I)的化合物中的X的实例为:[0029]X=氟、氯、溴、甲氧基、乙氧基、乙酰氧基、2-氯乙氧基、2-甲氧基乙氧基。[0030]特别优选的是氯、甲氧基、乙氧基、乙酰氧基基团并且非常特别优选甲氧基基团。[0031]通式(I)的化合物中R的实例:[0032]R=甲基、乙基、苯基基团[0033]特别优选的是甲基和乙基基团。[0034]非常特别优选的是甲基基团。[0035]通式(I)的化合物中Z的实例:[0036]Z=二氣甲基、氣甲基、2_氣乙基、3_氣丙基、氛甲基、3_氛丙基、3_N_(2_氛乙基)氨丙基、N-(2-氨乙基)氨甲基、N，N-二甲基氨甲基、N，N-二乙基氨甲基、N-丁基氨甲基、3-硫丙基、氰乙基、N-((三甲氧基甲硅烷基)甲基)_氨甲基、N-苯基氨甲基、N-环己基氨甲基、羟基甲基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、3-缩水甘油氧基丙基、3-丙酰氧基丙基、甲基丙酰氧基甲基。[0037]优选的:3_氨丙基、N-(2-氨乙基)氨甲基、N，N-二乙基氨甲基[0038]特别优选的:N-(2_氨乙基)氨甲基、N，N-二乙基氨甲基[0039]通式(I)的化合物的实例为[0040](MeO)3S1-CH2-CU(MeO)2MeS1-CH2-CU(MeO)3S1-(CH2)3-CU(MeO)3S1-CHCl2,Me(MeO)2S1-(CH2)2-CF3Cl3S1-CH2-CUCl2MeS1-CH2-CUF3S1-(CH2)3-CU(MeO)3S1-CH2-OMe'(MeO)2MeS1-CH2-OMe'(MeO)3S1-(CH2)3-OMe'(MeO)3S1-CH2-NH2,(MeO)2MeS1-CH2-NH-Et'(MeO)3S1-(CH2)3-NH2,(EtO)3S1-CH2-NHBiu(EtO)2MeS1-CH2-NH-Et'(MeO)3S1-(CH2)3-NH2,(MeO)3S1-CH2-NH-CH2CH2-NH2、(MeO)2MeS1-CH2-N(Et)2,(MeO)3Si_(CH2)3-NH_CH2CH2-NH2、(MeO)3S1-(CH2)3-SH、Me(AcO)2-Si_CH2-Cl、(MeO)3Si_(CH2)2_CN、Me(MeO)2S1-CH2-NHPh,(MeO)3S1-CH2-NHPh,(Cl-CH2CH2-O)2MeSi_CH2Cl、(EtO)3S1-CH2-N(Bu)2[0041]和由分子内缩合形成的环状化合物(可选地与开链硅烷混合)[0042]以及由分子间缩合形成的二聚物和低聚物(可选地与开链硅烷和/或上述环状化合物混合):[0043]【权利要求】1.以下通式的化合物在用于处理钢材表面中的应用RnZpSiX(4—n—P);其中X选自由H、OH、卤素、烷氧基(C1-C3)、酰氧基(C1-C3)和NR1R2组成的组，其中R1和R2各自选自由H、甲基和乙基组成的组；其中R选自由直链和/或支化的烷基自由基C1-C6、直链和/或支化的烯基自由基C1-C6或可选地被O、S间断的芳基自由基C1-C6组成的组；其中Z为有机官能团，其通过(可选支化和/或不饱和的)C1-C6-亚烷基自由基结合并且选自由卤素、可选取代的氣基基团、酸胺、醒、烷基擬基、竣基、羟基、疏基、氰1基、烷氧基、烷氧基擬基、横酸、勝酸、憐酸酷、酸氧基、甲基酸氧基、缩水甘油氧基、环氧基和乙烯基基团组成的组；其中η=0、1或2并且P=1、2或3且3≥(η+ρ)≥1；其中通式(I)的所述化合物含有不多于20个碳原子。2.根据权利要求1所述的应用，其中，X选自由氯、甲氧基、乙氧基、乙酰氧基基团组成的组。3.根据权利要求1或权利要求2所述的应用，其中，X=甲氧基。4.根据权利要求1至3中任一项所述的应用，其中，Z选自由3-氨丙基、Ν-(2-氨乙基)氨甲基和N，N-二乙基氨甲基组成的组。5.根据权利要求1至4中任一项所述的应用，其中，R选自由甲基、乙基和苯基组成的组。6.根据权利要求1至5中任一项所述的应用，其中，R=甲基。7.—种通过使钢材表面暴露于下列通式的化合物的蒸汽来处理所述钢材表面的方法RnZpSiX(4_n_p)其中X选自由H、OH、卤素、烷氧基(C1-C3)、酰氧基(C1-C3)和NR1R2组成的组，其中R1和R2各自选自由H、甲基和乙基组成的组；其中R选自由直链和/或支化的烷基自由基C1-C6、直链和/或支化的烯基自由基C1-C6或可选地被O、S间断的芳基自由基C1-C6组成的组；其中Z为有机官能团，其通过(可选支化和/或不饱和的)C1-C6-亚烷基自由基结合并且选自由卤素、可选取代的氣基基团、酸胺、醒、烷基擬基、竣基、羟基、疏基、氰1基、烷氧基、烷氧基擬基、横酸、勝酸、憐酸酷、酸氧基、甲基酸氧基、缩水甘油氧基、环氧基和乙烯基基团组成的组；其中η=0、1或2并且P=1、2或3且3≥(η+ρ)≥1；其中通式(I)的所述化合物含有不多于20个碳原子，其中在小于50°C的所述钢材表面的温度下实施所述处理。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述钢材表面为含磷的钢材表面。9.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其中，使所述钢材表面暴露于氨基官能化的烷氧基硅烷的蒸汽。10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，在所述处理期间将气溶胶运送到所述钢材表面上。【文档编号】C23C14/12GK103906858SQ201280053435【公开日】2014年7月2日申请日期:2012年10月17日优先权日:2011年11月2日【发明者】拉斯洛·法布里,芭芭拉·米勒,迈克尔·斯特普申请人:瓦克化学股份公司