本发明涉及金属表面处理领域，具体涉及一种环保型硅烷成膜剂及其制备方法。
背景技术
目前，在金属板材的制作工艺中，为了提高金属板材的综合性能，通常需要对金属板材表面进行磷化处理，在金属板材表面形成一层磷化膜。金属板材磷化膜的质量主要取决于磷化液和磷化工艺。配比合理的磷化液，使金属板材磷化之后能够获得均匀、致密、附着力强的磷化膜，并且磷化膜厚度适宜。
传统的磷化液最主要的原材料为含重金属的含磷、氮类化合物，在工艺处理过程中会产生含有大量重金属及磷氮的废水和废渣，如果不进行环保处理就会危害环境，而后续处理需要极高的成本和大量的人力。随着环保法规的日益严格，作为以绿色技术的硅烷化的金属表面处理技术将得到极高的发展，具有广泛的前景。因此，需要开发一种不含磷、不含氮、不含重金属，反应速度快，成膜质量更加均匀、致密，不需要加温，节省能源的硅烷磷化液。
技术实现要素：
本发明目的是：提供一种环保型硅烷成膜剂及其制备方法。
本发明的技术方案是：一种环保型硅烷成膜剂，包括以浓度计算的以下组分:混合硅烷偶联剂25-35g/l，聚乙二醇35-45ml/l、丙三醇15-18ml/l、edta1.6-2.4g/l、氟锆酸溶液26-34ml/l以及硅溶胶12-16ml/l。
进一步的：所述混合硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂与环氧硅烷偶联剂的混合物，且所述氨基硅烷偶联剂与环氧硅烷偶联剂的重量比为1:4～1:3。
进一步的：所述氨基硅烷偶联剂为单氨基硅烷偶联剂。
进一步的：所述氟锆酸溶液为浓度为45％的氟锆酸溶液。
进一步的：所述硅溶胶为纳米二氧化硅水溶液。
一种环保型硅烷成膜剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步：称取硅烷偶联剂加入水中，进行充分搅拌让其水解，得到硅烷偶联剂溶液；
第二步：称取聚乙二醇、丙三醇、edta、氟锆酸和硅溶胶溶液，并依次加入至第一步所得的硅烷偶联剂溶液中，然后充分搅拌，得到混合溶液；
第三步：向第二步所得的混合溶液中加水定容，得到粗制磷化液；
第四步：向第三步所得的粗制磷化液中加入碱性ph调节剂，将ph值调节至4-7之间。
进一步的：所述水为去离子水。
进一步的：所述碱性ph调节剂为碳酸氢铵溶液。
与现有技术相比，本发明的优点是：能替代目前含有重金属锌、镍、锰以及磷酸盐的磷化前处理工艺，且不含磷、不含氮、不含重金属，反应速度快，成膜质量更加均匀、致密，不需要加温，节省能源。
具体实施方式
实施例1：一种环保型硅烷成膜剂，包括以浓度计算的以下组分:混合硅烷偶联剂30g/l，聚乙二醇40ml/l、丙三醇16ml/l、edta2g/l、氟锆酸溶液30ml/l以及硅溶胶15ml/l。
所述混合硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂与环氧硅烷偶联剂的混合物，且所述氨基硅烷偶联剂与环氧硅烷偶联剂的重量比为1:4。
所述氨基硅烷偶联剂为单氨基硅烷偶联剂，解决闪锈问题，与其他组分适应性强，耐腐蚀性能更高。
所述氟锆酸溶液为浓度为45％的氟锆酸溶液，酸性条件下与金属反应，在金属表面生成氧化锆，提高耐腐蚀性。
所述硅溶胶为纳米二氧化硅水溶液，含有大量羟基，能与金属表面的枪击反应生成纳米级二氧化硅，填充安吉硅烷与金属基材生成网状皮膜的间隙，提高金属材料耐蚀性。
一种环保型硅烷成膜剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步：称取硅烷偶联剂加入水中，进行充分搅拌让其水解，得到硅烷偶联剂溶液；
第二步：称取聚乙二醇、丙三醇、edta、氟锆酸和硅溶胶溶液，并依次加入至第一步所得的硅烷偶联剂溶液中，然后充分搅拌，得到混合溶液；
第三步：向第二步所得的混合溶液中加水定容，得到粗制磷化液；
第四步：向第三步所得的粗制磷化液中加入碱性ph调节剂，将ph值调节至6，防止氟锆酸被中和的同时，防止酸性过强影响生成氧化锆的沉积而降低耐腐蚀性。
所述水为去离子水。所述碱性ph调节剂为碳酸氢铵溶液，价格低廉，对环境友好。
实施例2：一种环保型硅烷成膜剂，包括以浓度计算的以下组分:硅烷偶联剂32g/l，聚乙二醇42ml/l、丙三醇17ml/l、edta2.1g/l、氟锆酸溶液28ml/l以及硅溶胶13ml/l。
所述混合硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂与环氧硅烷偶联剂的混合物，且所述氨基硅烷偶联剂与环氧硅烷偶联剂的重量比为1:4。
所述氨基硅烷偶联剂为单氨基硅烷偶联剂，解决闪锈问题，与其他组分适应性强，耐腐蚀性能更高。
所述氟锆酸溶液为浓度为45％的氟锆酸溶液，酸性条件下与金属反应，在金属表面生成氧化锆，提高耐腐蚀性。
所述硅溶胶为纳米二氧化硅水溶液，含有大量羟基，能与金属表面的枪击反应生成纳米级二氧化硅，填充安吉硅烷与金属基材生成网状皮膜的间隙，提高金属材料耐蚀性。
一种环保型硅烷成膜剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步：称取硅烷偶联剂加入水中，进行充分搅拌让其水解，得到硅烷偶联剂溶液；
第二步：称取聚乙二醇、丙三醇、edta、氟锆酸和硅溶胶溶液，并依次加入至第一步所得的硅烷偶联剂溶液中，然后充分搅拌，得到混合溶液；
第三步：向第二步所得的混合溶液中加水定容，得到粗制磷化液；
第四步：向第三步所得的粗制磷化液中加入碱性ph调节剂，将ph值调节至5，防止氟锆酸被中和的同时，防止酸性过强影响生成氧化锆的沉积而降低耐腐蚀性。
所述水为去离子水。所述碱性ph调节剂为碳酸氢铵溶液，价格低廉，对环境友好。
实施例3：一种环保型硅烷成膜剂，包括以浓度计算的以下组分:硅烷偶联剂33g/l，聚乙二醇42ml/l、丙三醇16ml/l、edta2.2g/l、氟锆酸溶液33ml/l以及硅溶胶12ml/l。
所述混合硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂与环氧硅烷偶联剂的混合物，且所述氨基硅烷偶联剂与环氧硅烷偶联剂的重量比为1:3。
所述氨基硅烷偶联剂为单氨基硅烷偶联剂，解决闪锈问题，与其他组分适应性强，耐腐蚀性能更高。
所述氟锆酸溶液为浓度为45％的氟锆酸溶液，酸性条件下与金属反应，在金属表面生成氧化锆，提高耐腐蚀性。
所述硅溶胶为纳米二氧化硅水溶液，含有大量羟基，能与金属表面的枪击反应生成纳米级二氧化硅，填充安吉硅烷与金属基材生成网状皮膜的间隙，提高金属材料耐蚀性。
一种环保型硅烷成膜剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步：称取硅烷偶联剂加入水中，进行充分搅拌让其水解，得到硅烷偶联剂溶液；
第二步：称取聚乙二醇、丙三醇、edta、氟锆酸和硅溶胶溶液，并依次加入至第一步所得的硅烷偶联剂溶液中，然后充分搅拌，得到混合溶液；
第三步：向第二步所得的混合溶液中加水定容，得到粗制磷化液；
第四步：向第三步所得的粗制磷化液中加入碱性ph调节剂，将ph值调节至6，防止氟锆酸被中和的同时，防止酸性过强影响生成氧化锆的沉积而降低耐腐蚀性。
所述水为去离子水。所述碱性ph调节剂为碳酸氢铵溶液，价格低廉，对环境友好。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。