一种应用于黑色金属的成膜剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于黑色金属的成膜剂及其制备方法，成膜剂包括苯并三氮唑20‑40份、聚乙二醇1‑2份、三乙醇胺36‑40份、偶联剂0.6‑5份、乙醇20‑60份、水1000‑1100份。成膜剂的制备方法为将苯并三氮唑溶于乙醇中搅拌，得到第一溶液；将聚乙二醇加入到水中，在搅拌条件下加入第一溶液搅拌至澄清得到第二溶液；将得到的第二溶液在搅拌条件下依次加入三乙醇胺、偶联剂得到成膜剂。本发明专利技术通过简单的制备工艺，在常温下得到附着力强、环境友好、具有耐候性的成膜剂，不仅可适用于工业化生产，而且降低了成膜剂制备的成本，同时成膜剂在喷淋后无需后处理，喷淋后可直接排放，符合城镇下水道水质排放标准。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于黑色金属的成膜剂及其制备方法
本专利技术涉及成膜剂制备领域，具体涉及一种应用于黑色金属的成膜剂及其制备方法。
技术介绍
黑色金属是工业上对铁、铬和锰的统称，也包括这三种金属的合金，尤其是合金钢及钢铁。钢铁类的黑色金属制品与大气长期接触或进行热处理时，其表面会覆盖上一层锈蚀物，为了后续的深加工工艺，一般需要通过油洗、水洗等步骤来得到干净的黑色金属表层，然而这些工艺对于后续的漆膜成型等工艺会产生影响。因此，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，现有成膜剂开始逐步探索以硅烷等为主要成分的成膜剂。中国专利CN108914102A公开了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。该专利技术虽然能替代传统含有重金属锌、镍、锰以及磷酸盐的磷化前处理工艺，符合环保要求，但是对本领域技术人员而言，硅烷成膜剂对前段除油工艺要求较高，而且只有通过加碱调解才能达到要求，这无疑又进一步增加了后处理压力。同时，黑色金属易生锈，而使用硅烷成膜剂不但对钢材本身防锈不稳定，而且容易出现裂痕，造成漆膜附着力、耐候性差等问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的成膜剂的漆膜附着力差、环境污染、易生锈等缺陷，从而提供一种附着力强、成膜稳定性好、环境友好、具有耐候性，可应用于黑色金属的成膜剂。本专利技术解决的另外一个问题是现有的在于克服现有技术中的成膜剂制备工艺复杂，后处理困难的缺陷，从而提供一种无需工艺后处理、制备工艺简单、可应用于黑色金属的成膜剂的制备方法。本专利技术提供了一种应用于黑色金属的成膜剂，包括如下重量份的组分：苯并三氮唑20-40份；聚乙二醇1.5份；三乙醇胺36-40份；偶联剂0.6-5份；乙醇20-60份；水1000-1100份。进一步地，所述应用于黑色金属的成膜剂，包括如下重量份的组分：苯并三氮唑20份；聚乙二醇2份；三乙醇胺40份；偶联剂5份；乙醇30份；水1100份。进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。进一步地，所述聚乙二醇分子量为6000-10000。进一步地，所述乙醇为食用乙醇。本专利技术还提供了一种应用于黑色金属的成膜剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将苯并三氮唑溶于乙醇中搅拌，得到第一溶液；(2)将聚乙二醇加入到水中，在搅拌条件下加入第一溶液搅拌至澄清得到第二溶液；(3)将得到的第二溶液在搅拌条件下依次加入三乙醇胺、偶联剂得到成膜剂。进一步地，所述步骤(1)中的苯并三氮唑与乙醇的质量比为1:1-1:2。进一步地，所述搅拌温度均为25-30℃。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的一种应用于黑色金属的成膜剂，通过苯并三氮唑与乙醇的作用，能较好地将苯并三氮唑溶解在乙醇溶液中；通过苯并三氮唑与偶联剂的作用，改善黑色金属表面与成膜剂之间的界面作用，有利于成膜剂沉积在黑色金属表层，组成多层保护膜，在提高附着力的同时，使黑色金属表面不起氧化还原反应、快速成膜，起到防锈作用；通过三乙醇胺起到好的防锈效果，同时与聚乙二醇配合，使得成膜剂的均一性提高，得到附着力强、环境友好、具有耐候性的成膜剂；2.本专利技术提供的一种应用于黑色金属的成膜剂，通过将适宜量的苯并三氮唑溶于食用乙醇，不含有甲醇、丁醇等杂质，使得在成膜剂的环保性增强，通过少量硅烷偶联剂的引入能进一步加强黑色金属表面与成膜剂的作用，提高成膜剂的附着力；3.本专利技术提供的一种应用于黑色金属的成膜剂的制备方法，通过将苯并三氮唑溶于乙醇，得到快速溶解的苯并三氮唑的乙醇溶液，对于苯并三氮唑后续的成膜反应进一步加强，有利于快速成膜；通过将聚乙二醇加入到水中溶解，得到具有一定粘结性的聚乙二醇水溶液，使得整个成膜剂体系黏度适宜，易于成膜，同时能较好地将三乙醇胺溶于成膜剂体系，克服了三乙醇胺成膜性差的缺陷；4.本专利技术提供的一种应用于黑色金属的成膜剂的制备方法，通过简单的制备工艺，在常温下得到附着力强、环境友好、具有耐候性的成膜剂，不仅可适用于工业化生产，而且降低了成膜剂制备的成本，同时成膜剂在喷淋后无需后处理，喷淋后可直接排放，符合城镇下水道水质排放标准。具体实施方式提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。实施例1一种应用于黑色金属的成膜剂，包括：苯并三氮唑20kg，分子量为6000的聚乙二醇1.5kg，三乙醇胺40kg，γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂5kg，食用乙醇30kg，水1100kg。一种应用于黑色金属的成膜剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将20kg苯并三氮唑溶于30kg食用乙醇中在25℃下搅拌至澄清、均匀，得到第一溶液；(2)将1.5kg聚乙二醇加入到1100kg水中，在25℃下加入第一溶液搅拌至澄清得到第二溶液；(3)将得到的第二溶液在25℃下搅拌并依次加入40kg三乙醇胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂5kg得到成膜剂。将得到的成膜剂按照GB/T1720-1979测定漆膜附着力为1级，证明得到的成膜剂具有优良的附着力，不易脱落。将得到的成膜剂按照GB/T1771-2007测定耐中性盐雾性能，漆膜1000h无变化，说明漆膜性能稳定。将得到的成膜剂按照GB/T31962-2015测定各项目数据，得到的化学需氧量和氟化物含量均达到污水排入城镇下水道水质标准A级，符合环保和排放要求，具有优良的市场前景，符合绿色可持续要求。实施例2一种应用于黑色金属的成膜剂，包括：苯并三氮唑40kg，分子量为8000的聚乙二醇1kg，三乙醇胺36kg，γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂600g，食用乙醇40kg，水1050kg。一种应用于黑色金属的成膜剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将40kg苯并三氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于黑色金属的成膜剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：/n苯并三氮唑 20-40份；/n聚乙二醇 1-2份；/n三乙醇胺 36-40份；/n偶联剂 0.6-5份；/n乙醇 20-60份；/n水 1000-1100份。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于黑色金属的成膜剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：
苯并三氮唑20-40份；
聚乙二醇1-2份；
三乙醇胺36-40份；
偶联剂0.6-5份；
乙醇20-60份；
水1000-1100份。


2.根据权利要求1所述的应用于黑色金属的成膜剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：
苯并三氮唑20份；
聚乙二醇1.5份；
三乙醇胺40份；
偶联剂5份；
乙醇为30份；
水1100份。


3.根据权利要求1或2所述的应用于黑色金属的成膜剂，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。


4.根据权利要求1或2所述的应用于黑色金属的成膜剂，其特征在于，所述聚乙二醇分子量为6000-10000...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兆林，
申请(专利权)人：南京有为环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32