一种金属表面处理剂及其制备方法与流程

本发明涉及金属表面处理领域，具体涉及一种金属表面处理剂及其制备方法。

背景技术：

1、金属表面处理剂指对金属表面进行各种处理的化学药剂的总称。金属表面处理包括了除油、除锈、磷化、防锈等基体前处理，是为金属涂层技术、金属防护技术做准备的，基体前处理质量对此后涂层制备和金属的使用有很大的影响。

2、金属表面处理剂按用途可分为：防锈油、润滑油、缓蚀剂、钝化剂等。按作用机理可分为：物理性表面处理剂和化学性表面处理剂。其中，物理性表面处理剂有：机械研磨法、化学研磨法、电化学研磨法等；化学性表面处理剂有：溶蚀法、氧化还原法、配位法等。防锈油的作用机理是通过在金属表面形成一层油膜，使金属与空气和水隔离，从而防止金属生锈。润滑油的作用机理是通过在金属表面形成一层油膜，使金属摩擦系数降低，从而提高机器的运行效率。缓蚀剂的作用机理是通过在金属表面形成一层保护膜，从而防止金属腐蚀。钝化剂的作用机理是通过在金属表面形成一层钝化膜，使金属表面的腐蚀反应受到抑制。

3、在汽车制造领域中，金属表面处理剂的应用非常重要。例如，汽车发动机和变速器中使用的润滑油，需要具有较高的抗氧化性和耐腐蚀性，能够有效地保护金属表面，减少机件的摩擦和磨损，同时还需要防止生锈。但是目前的金属表面处理剂的处理效果比较单一，无法同时做到防锈、润滑和缓蚀的效果。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种金属表面处理剂及其制备方法。

2、本发明的目的采用以下技术方案来实现：

3、第一方面，本发明公开一种金属表面处理剂，按照重量份数计算，包括：

4、偏硅酸钠8-16份、表活剂4-7份、纳米金属氧化物6-10份、微囊剂3.1-6.2份、碳酸钠4-6份、硝酸钇1.1-1.8份、0.5-1份碱性调节剂和去离子水100份。

5、优选地，所述金属表面处理剂，按照重量份数计算，包括：

6、偏硅酸钠12份、表活剂5份、纳米金属氧化物8份、微囊剂4.5份、碳酸钠5份、硝酸钇1.4份、0.6份氢氧化钠和去离子水100份。

7、优选地，所述表活剂为质量比为3-6：1的脂肪醇聚氧乙烯醚和聚乙烯醇的混合物。

8、更优选地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为aeo-7、aeo-9、aeo-10、aeo-15中的至少一种；所述聚乙烯醇为pva-1799或pva-2488。

9、优选地，所述纳米金属氧化物包括质量比为2-3：1-2的纳米氧化钛和纳米氧化铝的混合物。

10、更优选地，所述纳米金属氧化物的粒径为200-300nm。

11、优选地，所述微囊剂是以2,4-二氨基-1,3,5-三嗪和对苯二甲醛反应形成的三嗪席夫碱化合物作为囊膜壁壳，以梓油和聚二甲基硅氧烷的混合物作为囊芯物。

12、优选地，所述碱性调节剂为氢氧化钠粉末。

13、优选地，所述微囊剂的制备方法包括：

14、s1、称取2,4-二氨基-1,3,5-三嗪和对苯二甲醛混合于n-甲基吡咯烷酮内，在室温下机械搅拌至溶解均匀，通入氮气作为保护气，滴加少许催化剂，在油浴锅内升温至130-150℃，保温搅拌反应6-8h，反应结束后，得到囊膜壁壳溶液；

15、s2、称取聚乙二醇、间苯二酚、丙烯酸-马来酸酐共聚物和硫酸铵混合至去离子水内，在35-45℃下机械搅拌至混合均匀后，得到混合水溶剂；

16、s3、分别称取梓油和聚二甲基硅氧烷，逐滴地加入至搅拌的混合水溶剂内，并且经快速搅拌混合，分散乳化，得到水油混合乳液；

17、s4、将囊膜壁壳溶液逐滴地加入至水油混合乳液内，控制滴加速度为30-50滴/min，同时不断调节乳液的ph维持在3-3.5，室温下搅拌混合3-6h后，升温至55-65℃，继续搅拌2-4h，得到微囊剂混液；

18、s5、待微囊剂混液自然降温至室温后，离心并过滤出不溶物，在真空箱内干燥，得到微囊剂材料。

19、优选地，所述s1中，2,4-二氨基-1,3,5-三嗪、对苯二甲醛和n-甲基吡咯烷酮的质量体积比是(1.11-1.67)g:(1.34-2)g:(30-50)ml。

20、优选地，所述s1中，催化剂为乙酸，乙酸加入质量是2,4-二氨基-1,3,5-三嗪质量的1％-2％。

21、优选地，所述s2中，聚乙二醇包括peg-1000、peg-2000、peg-3000的其中之一，更优选为peg-2000；丙烯酸-马来酸酐共聚物的分子量为3000-5000，更优选为4000。

22、优选地，所述s2中，聚乙二醇、间苯二酚、丙烯酸-马来酸酐共聚物和硫酸铵的质量体积比是(0.2-0.8)g:(0.3-0.5)g:(1.2-1.6)g:(0.1-0.3)g:(100-200)ml。

23、优选地，所述s3中，梓油的密度为0.936-0.944，折射率为1.481-1.484，厂家是济南华茂化工有限公司；聚二甲基硅氧烷的平均分子量为6000-10000。

24、优选地，所述s3中，梓油、聚二甲基硅氧烷和混合水溶剂的质量体积比是(2-6)g:(0.5-1)g:(20-40)ml。

25、优选地，所述s4中，囊膜壁壳溶液和水油混合乳液的体积比是1：3-6。

26、第二方面，本发明公开一种金属表面处理剂的制备方法，包括：

27、步骤1，取偏硅酸钠、碳酸钠、碱性调节剂、表活剂和去离子水混合，经过搅拌器的搅拌，形成均匀的溶液a；

28、步骤2，向溶液a内依次加入纳米金属氧化物和微囊剂，再次搅拌均匀，形成溶液b；

29、步骤3，将硝酸钇混合至溶液b内，继续搅拌直至均匀，得到金属表面处理剂。

30、本发明的有益效果为：

31、1、本发明制备了一种新型的金属表面处理剂，成分包括偏硅酸钠、表活剂、纳米金属氧化物、微囊剂、碳酸钠、硝酸钇以及去离子水。本发明制备的金属表面处理剂比传统的表面处理剂具有更为优异的综合性表现，能够同时实现较好的防锈、润滑和缓蚀的效果。

32、2、金属表面处理剂的成分中，偏硅酸钠和碳酸钠复合形成溶胶剂，能够具有更强的润湿和分散效果；表活剂使用的是aeo和pva，具有较强的分散性和乳化性；纳米金属氧化物作为细小填充料，能够在金属表层保护膜生成起到致密和加强的作用；微囊剂作为本发明的核心添加料，目的是增强保护膜的修复性和缓蚀性；硝酸钇作为辅助添加剂使用，能够增加一定的耐磨性和韧性。

33、3、本发明表面处理剂中添加的微囊剂，囊芯物为梓油和聚二甲基硅氧烷的混合物，囊膜壁壳为2,4-二氨基-1,3,5-三嗪和对苯二甲醛反应形成的三嗪席夫碱化合物；囊芯物成分中，梓油为干性油，具有容易干燥且成膜柔韧好的优点，能够作为修复剂使用，而聚二甲基硅氧烷具有较好的润滑性，能够作为润滑剂和缓蚀剂使用；囊膜壁壳成分中，2,4-二氨基-1,3,5-三嗪和对苯二甲醛反应形成的三嗪席夫碱化合物比传统树脂类壁壳的耐腐蚀好、黏附强度高、热稳定性高，此外还具有一定的抗菌作用。