一种水性高防腐纳米覆膜保护剂的制作方法

本发明涉及材料表面处理保护剂领域，具体为一种水性高防腐纳米覆膜保护剂。

背景技术：

纳米级结构材料简称为纳米材料，广义上是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。根据2011年10月18日欧盟委员会通过的定义，纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状、团块状的天然或人工材料，这一基本粒的一个或多个维度尺寸在1纳米至100纳米之间，并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50％以上。

关于纳米材料在纳米覆膜保护剂中的应用技术，美国处于世界领先地位，其次是日本、德国等国家。纳米覆膜多采用纳米材料和成膜物复配，大部分采用有机物作分散介质，对环境空气形成较大污染。现阶段，高性能的纳米覆膜保护剂在特殊工业的应用要求越来越高，高防腐纳米覆膜保护剂的水性化与纳米改性成为目前的主要研究方向，大力研究和发展提高水性纳米覆膜保护剂功能性的研究和应用是非常必要的。

基于此，本发明提出一种水性高防腐纳米覆膜保护剂。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种水性高防腐纳米覆膜保护剂，包括以下组分：γ-氨丙基三乙氧基硅烷30～50g/l，氨基改性有机硅烷50～80g/l，改性有机硅氧烷低聚物60～80g/l，纳米硅溶胶3～6g/l，3-巯基-1,2,4-三氮唑5～8g/l，二甲基咪唑0.1～0.2g/l，其中去离子水为溶剂，并且上述组分以水为分散介质制备而成。

作为本发明的一种优选技术方案，按重量比计，用水稀释0.5～2倍后使用。

作为本发明的一种优选技术方案，包括三种匹配方法，其中第一配比方法包括以下组分：γ-氨丙基三乙氧基硅烷30g/l，氨基改性有机硅烷80g/l，改性有机硅氧烷低聚物60g/l，纳米硅溶胶6g/l，3-巯基-1,2,4-三氮唑8g/l，二甲基咪唑0.1g/l，其中去离子水为溶剂。

作为本发明的一种优选技术方案，按第一配比方法的重量比计，用水稀释1倍后使用。

作为本发明的一种优选技术方案，第二配比方法包括以下组分：γ-氨丙基三乙氧基硅烷50g/l，氨基改性有机硅烷50g/l，改性有机硅氧烷低聚物80g/l，纳米硅溶胶3g/l，3-巯基-1,2,4-三氮唑7g/l，二甲基咪唑0.2g/l，其中去离子水为溶剂。

作为本发明的一种优选技术方案，按第二配比方法的重量比计，用水稀释1倍使用。

作为本发明的一种优选技术方案，第三配比方法包括以下组分：γ-氨丙基三乙氧基硅烷40g/l，氨基改性有机硅烷80g/l，改性有机硅氧烷低聚物60g/l，纳米硅溶胶5g/l，3-巯基-1,2,4-三氮唑5g/l，二甲基咪唑0.1g/l，其中去离子水为溶剂。

作为本发明的一种优选技术方案，按第三配比方法的重量比计，用水稀释1倍使用。

作为本发明的一种优选技术方案，保护剂采用的施工方式为喷涂和浸涂中的一种。

作为本发明的一种优选技术方案，包括以下固化成膜处理步骤对保护剂烘烤20～30min，烘烤完毕后自然冷却，其中烘烤温度为80～120℃。

本发明的有益效果是：

一、该种水性高防腐纳米覆膜保护剂采用水性纳米材料制成，期望涂层厚度薄，与基材结合力强，操作简单，生产成本低，适合大生产应用；

二、该保护剂采用高防腐纳米材料制成，具备高防腐纳米材料的各种优越性能，制备的纳米涂层具有高防腐、高耐磨、高硬度的特点，可显著延长工件的使用寿命。

三、该保护剂可广泛应用于汽车、航空航天及光学仪器的零部件、军事装备零部件的防护保护，适用性强，市场前景广阔。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种水性高防腐纳米覆膜保护剂的工艺流程图；

图2是本发明一种水性高防腐纳米覆膜保护剂所保护样件的实物图；

图3是本发明一种水性高防腐纳米覆膜保护剂进行的中性盐雾对比实验中样件的外观图；

图4是本发明一种水性高防腐纳米覆膜保护剂进行的中性盐雾对比实验中采用纳米保护后样件的外观图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1和图2所示，一种水性高防腐纳米覆膜保护剂，包括以下组分：

γ-氨丙基三乙氧基硅烷30～50g/l，氨基改性有机硅烷50～80g/l，改性有机硅氧烷低聚物60～80g/l，纳米硅溶胶3～6g/l，3-巯基-1,2,4-三氮唑5～8g/l，二甲基咪唑0.1～0.2g/l，其中去离子水为溶剂，并且上述组分以水为分散介质制备而成。按重量比计，用水稀释0.5～2倍后使用。

本发明包括三种匹配方法，其中第一配比方法包括以下组分：γ-氨丙基三乙氧基硅烷30g/l，氨基改性有机硅烷80g/l，改性有机硅氧烷低聚物60g/l，纳米硅溶胶6g/l，3-巯基-1,2,4-三氮唑8g/l，二甲基咪唑0.1g/l，其中去离子水为溶剂。按第一配比方法的重量比计，用水稀释1倍后使用。

采用上述水性高防腐纳米覆膜保护剂对工件进行防腐处理，工艺步骤包括：

(1)化学除油：采用碱性脱脂剂处理工件，操作温度70℃，处理时间10min；

(2)酸洗：使用质量分数5～10％的硫酸溶液将除油后的工件进行酸洗活化，酸洗时间2～5min；

(3)钝化处理：将酸洗后的工件采用钝化处理液进行钝化处理，干燥待用；

(4)覆膜处理：将水性高防腐纳米覆膜保护剂采用水稀释1倍(按重量计)，搅拌均匀，静置消泡后喷涂施工；

(5)固化成膜处理：烘烤条件80～120℃，烘烤20～30min，自然冷却。

实施例2：

第二配比方法包括以下组成：γ-氨丙基三乙氧基硅烷50g/l，氨基改性有机硅烷50g/l，改性有机硅氧烷低聚物80g/l，纳米硅溶胶3g/l，3-巯基-1,2,4-三氮唑7g/l，二甲基咪唑0.2g/l，其中去离子水为溶剂。按第二配比方法的重量比计，用水稀释1倍使用。

采用上述水性高防腐纳米覆膜保护剂对工件进行防腐处理，工艺步骤包括：

(1)化学除油：采用碱性脱脂剂处理工件，操作温度70℃，处理时间10min；

(2)酸洗：使用质量分数5～10％的硫酸溶液将除油后的工件进行酸洗活化，酸洗时间2～5min；

(3)钝化处理：将酸洗后的工件采用钝化处理液进行钝化处理，干燥待用；

(4)覆膜处理：将水性高防腐纳米覆膜保护剂采用水稀释1倍(按重量计)，搅拌均匀，静置消泡后喷涂施工；

(5)固化成膜处理：烘烤条件80～120℃烘烤20～30min，自然冷却。

实施例3：

第三配比方法包括以下组分：γ-氨丙基三乙氧基硅烷40g/l，氨基改性有机硅烷80g/l，改性有机硅氧烷低聚物60g/l，纳米硅溶胶5g/l，3-巯基-1,2,4-三氮唑5g/l，二甲基咪唑0.1g/l，其中去离子水为溶剂。按第三配比方法的重量比计，用水稀释1倍使用。

保护剂采用的施工方式为喷涂和浸涂中的一种。

包括以下固化成膜处理步骤：

采用上述水性高防腐纳米覆膜保护剂对工件进行防腐处理，工艺步骤包括：

(1)化学除油：采用碱性脱脂剂处理工件，操作温度70℃，处理时间10min；

(2)酸洗：使用质量分数5～10％的硫酸溶液将除油后的工件进行酸洗活化，酸洗时间2～5min；

(3)钝化处理：将酸洗后的工件采用钝化处理液进行钝化处理，干燥待用；

(4)覆膜处理：将水性高防腐纳米覆膜保护剂采用水稀释1倍按重量计)，搅拌均匀，静置消泡后喷涂施工；

(5)固化成膜处理：烘烤条件80～120℃烘烤20～30min，自然冷却。

如图3和图4所示，对比实验如下：

将购买的溶剂型纳米保护纳米覆膜保护剂采用本发明所述防腐处理步骤进行防腐处理，实验结果如下表：

检验执行标准：

gb6751色漆和清漆挥发物和不挥发物的测定法

gb/t1732漆膜耐冲击测定法

gb/t1771色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定

gb1763漆膜耐化学试剂性测定法

gb/t6739漆膜硬度铅笔测定法

gb/t9286色漆和清漆漆膜的划格试验

gb/t23989-2009纳米覆膜保护剂耐溶剂擦拭性测定法(a法)

从试验结果可以看出，本发明所述水性高防腐纳米覆膜保护剂的性能优于市场上溶剂型纳米覆膜保护剂，特别是耐碱性、耐溶剂性以及耐盐雾性能(防腐性)和稳定性均较好。另外，本发明所述纳米覆膜保护剂在制备和使用过程中避免了有毒有害有机溶剂的使用，从而减少了对环境的污染。该水性高防腐纳米覆膜保护剂广泛应用于汽车、航空航天及光学仪器的零部件、军事装备零部件的防护保护。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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