CN111074263B

CN111074263B - 用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂及制备方法

Info

Publication number: CN111074263B
Application number: CN201911337743.7A
Authority: CN
Inventors: 王剑; 潘德顺; 朱国玉
Original assignee: Dalian Sandaaoke Chemistry Co Ltd
Current assignee: Dalian Sandaaoke Chemistry Co Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: CN111074263A

Abstract

本发明公开一种用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂，其特征在于所用原料及质量百分比如下：无水乙醇5~10%、水性聚氨酯树脂2~5%、改性有机硅树脂2~3%，氨基改性有机硅氧烷低聚物2~3%，改性氨基硅氧烷聚合物2~3%，环氧基硅烷低聚物2~3%及纯水余量。使锰系或锌锰系磷化膜层具有更优越的耐腐性能，耐中性盐雾试验可以达到72小时，耐腐蚀性能优于现有封闭液，使用成本远低于浸油工艺。

Description

用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂及制备方法

技术领域

本发明属于金属表面前处理领域，尤其涉及一种无六价铬离子、成本低且可使锰系或锌锰系磷化膜层具有更优越耐腐性能的用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂及制备方法。

背景技术

在轨道交通行业中会大量使用齿轮、弹簧、活塞、活塞环、凸轮轴、压缩机曲轴、管道接头、法兰、紧固件等耐磨轨道交通零件。为了提高以上零部件本身的耐腐蚀及耐磨性能，在机械加工完成后往往会对零部件进行磷化-封闭或浸油的工艺处理。其中磷化处理工艺普遍采用的耐磨性、耐腐蚀性能相对较好的锰系磷化或者锌锰系磷化，浸油和封闭工艺可以大大降低磷化膜层的孔隙率，提高耐腐蚀性能。浸油成本较高，封闭液虽然成本低，但是目前所使用的封闭液中普遍含较高浓度的铬酸酐、重铬酸钾、重铬酸钠，即含有大量剧毒物质—六价铬离子，对土壤、地下水等环境污染严重。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种无六价铬离子、成本低且可使锰系或锌锰系磷化膜层具有更优越耐腐性能的用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂及制备方法。

本发明的技术解决方案是：一种用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂，其特征在于所用原料及质量百分比如下：无水乙醇5~10%、水性聚氨酯树脂 2~5%、改性有机硅树脂2~3%，氨基改性有机硅氧烷低聚物2~3%，改性氨基硅氧烷聚合物2~3%，环氧基硅烷低聚物2~3%及纯水余量。

一种上述用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂的制备方法，其特征在于依次按照如下步骤进行：在搅拌釜中加入纯水及无水乙醇，开启搅拌装置；边搅拌边依次缓慢加入氨基改性有机硅氧烷低聚物、改性氨基硅氧烷聚合物、环氧基硅烷低聚物，继续搅拌至澄清状态后，再缓慢加入水性聚氨酯树脂、改性有机硅树脂，继续搅拌至溶液完全澄清透明即可。

本发明是采用多种硅烷聚合物与改性硅树脂、水性聚氨酯树脂复配而成。当经过磷化处理的工件浸入封闭工作液中，氨基改性有机硅氧烷低聚物、改性氨基硅氧烷聚合物、环氧基硅烷低聚物进入磷化膜层的孔隙中，通过氢键作用、分子间范德华力的作用吸附在磷化膜的表面和孔隙中，而改性硅树脂和水性聚氨酯树脂则通过与氨基改性有机硅氧烷低聚物、改性氨基硅氧烷聚合物、环氧基硅烷低聚物间的范德华力吸附在磷化膜的表面。在脱水干燥过程中，不仅多种硅烷聚合物的-OH、-NH₃基团与磷化膜层中的-OH基团进行脱水缩合、固化，牢固的吸附在磷化膜层中，同时硅烷聚合物之间通过-OH、-NH₃基团进行脱水缩合，形成与磷化膜相互渗透的交联网状结构；改性硅树脂、水性聚氨酯也与硅烷低聚物的-OH基团进行脱水缩合，牢固的吸附在磷化膜层的外表面，使零部件表面的磷化涂层就变成了一层牢固的、致密的、相互渗透的、交联网状结构的无机-有机复合膜层，使锰系或锌锰系磷化膜层具有更优越的耐腐性能，耐中性盐雾试验可以达到72小时，耐腐蚀性能优于现有封闭液，使用成本远低于浸油工艺。

具体实施方式

实施例1：

本发明的用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂，所用原料及质量百分比如下：无水乙醇5%，水性聚氨酯树脂 2%，改性有机硅树脂2%，氨基改性有机硅氧烷低聚物3%，改性氨基硅氧烷聚合物2%，环氧基硅烷低聚物3%，纯水余量。

制备方法是依次按照如下步骤进行：在搅拌釜中加入纯水及无水乙醇，开启搅拌装置；边搅拌边依次缓慢加入氨基改性有机硅氧烷低聚物、改性氨基硅氧烷聚合物、环氧基硅烷低聚物，继续搅拌30分钟至澄清状态，再缓慢加入水性聚氨酯树脂、改性有机硅树脂，继续搅拌30分钟至溶液完全澄清透明即可。

所用原料均为外购，其中部分原料的型号及生产企业如下：

水性聚氨酯树脂，GM-6018 上海闻敬化工科技有限公司；

改性有机硅树脂，GM-5369 上海闻敬化工科技有限公司；

氨基改性有机硅氧烷低聚物，GD-3120M上海建毅合成化工有限公司；

改性氨基硅氧烷聚合物，GD-3121 上海建毅合成化工有限公司；

环氧基硅烷低聚物，J&Y 3124W 上海建毅合成化工有限公司。

实施例2：

本发明的用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂，所用原料及质量百分比如下：无水乙醇10%，水性聚氨酯树脂 5%，改性有机硅树脂2%，氨基改性有机硅氧烷低聚物2%，改性氨基硅氧烷聚合物2%，环氧基硅烷低聚物3%，纯水余量。

制备方法及原料来源同实施例1。

实施例3：

本发明的用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂，所用原料及质量百分比如下：无水乙醇7%，水性聚氨酯树脂 3%，改性有机硅树脂3%，氨基改性有机硅氧烷低聚物3%，改性氨基硅氧烷聚合物3%，环氧基硅烷低聚物2%，纯水余量。

制备方法及原料来源同实施例1。

使用工艺：按质量比为1：10~1：25的本产品与去离子水进行混合均匀，混合液的pH在8.5~9.5之间，无须加热在常温条件下即可使用。钢铁工件表面经过锰系磷化或者锌锰系磷化处理后，经过充分水洗，无需干燥直接进去封闭工作液中，浸泡3~5min后取出，沥干水分，即可进行干燥处理。无需浸防锈油，实施例1、2、3耐中性盐雾试验时间均可达到72小时。

Claims

1.一种用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂，其特征在于所用原料及质量百分比如下：无水乙醇5~10%、水性聚氨酯树脂 2~5%、改性有机硅树脂2~3%，氨基改性有机硅氧烷低聚物2~3%，改性氨基硅氧烷聚合物2~3%，环氧基硅烷低聚物2~3%及纯水余量。

2.一种如权利要求1 所述用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂的制备方法，其特征在于依次按照如下步骤进行：在搅拌釜中加入纯水及无水乙醇，开启搅拌装置；边搅拌边依次缓慢加入氨基改性有机硅氧烷低聚物、改性氨基硅氧烷聚合物、环氧基硅烷低聚物，继续搅拌至澄清状态后，再缓慢加入水性聚氨酯树脂、改性有机硅树脂，继续搅拌至溶液完全澄清透明即可。