原料配比(质量份)

[制备方法]

(1)往溶有少量冰醋酸的去离子水中缓慢加入B类烷氧基硅烷，加入过程中剧烈搅拌，冰醋酸的量控制在pH值在5~6之间为宜。烷氧基硅烷加完后再往混合溶液中加入乙醇。

(2)待溶液变得完全清澈透明后，再加入A类烷氧基硅烷，充分搅拌。

(3)往混合溶液中加入纳米二氧化硅，剧烈搅拌5min后置于超声波清洗机中超声15min。

(4)将腐蚀抑制剂溶解在去离子水中，然后再往其中加入纳米氧化铈。

(5)将上述步骤(4)的溶液置于超声波清洗机中超声15min后加入到上述含有A类烷基氧基硅烷、B类烷基氧基硅烷和纳米氧化物的水性溶液中，充分搅拌10min，制得可用于金属表面处理的环保型水性硅烷处理剂。

[原料配伍]本品各组分质量份配比范围为: A类烷基氧基硅烷10 ~ 33.4、 B类烷基氧基硅烷16.6~40、纳米二氧化硅5~40、纳米氧化铈5~35、腐蚀抑制剂100~ 250、乙醇39~41、去离子水加至1L。

    所述A类烷氧基硅烷，包含至少一种环氧基官能团的烷氧基硅烷，或至少一种含氨基官能团的烷氧基硅烷，含环氧基官能团的烷氧基硅烷，优选3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中任一种;含氨基官能团的烷氧基硅烷，优选3-氨丙基甲氧基硅烷、3-氨丙基乙氧基硅烷、双( 3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺中任一种，A类硅烷为水溶性的或者由于水解反应而变成水溶性。

    所述B类烷氧基硅烷包含至少一种非亲水性官能团的双甲硅烷基硅烷，优选1，2-双(三甲氧基硅基)乙烷、1，2-双(三乙氧基硅基)乙烷、双-[3- (三乙氧基硅烷)-丙基]-四硫化物中任一种。B类烷氧基硅烷的体积浓度1% ~ 5%，A类烷氧基硅烷与B类烷氧基硅烷之间的体积之比优选(1:4)~(2:1)，两种硅烷的体积之和的浓度优选2% ~5 %。

    在本品的水性溶液中加入一种少量的稀土盐，可以发现被处理后的金属表面涂层的阻隔作用不但没有遭到破坏，而且抗腐蚀能力明显提高，腐蚀的速率大大下降。稀土盐优选无毒无污染的铈盐，铈盐选自硝酸铈、乙酸铈或氯化铈，浓度10 ~ 500mg/L,优选50 ~ 250mg/L。

    本品的金属表面处理剂中含有水分散性二氧化硅，优选球形纳米颗粒，粒子直径大约在20~50nm。二氧化硅纳米粒子的加入并不会降低涂层的透明性，并且会增强涂层的机械强度。当粒子在涂层中均匀且呈单个分散时，涂层具有高的致密性及抗离子的渗透性，可以提高防腐蚀能力。另一方面，二氧化硅能与阳极产生的OH反应生成硅酸根离子，因而可以抑制阳极的腐蚀反应。本处理剂中二氧化硅的浓度范围5~200mg/L，优选5 ~ 50mg/L，浓度太低则防腐蚀能力提高不明显。当浓度超过50mg/L时，粒子可能会在涂层表面突出，形成多孔结构的膜，不能抑制水和其他腐蚀性物质的侵入，涂层的防腐蚀性不仅得不到提高，反而会下降。

    本品的水性金属表面处理剂可以选择含有一种稀土纳米氧化物，优选水分散性稀土纳米氧化铈。一方面，纳米氧化铈的加入可以加强硅烷膜对腐蚀性物质的阻隔作用，另一方面，铈盐吸附在纳米粒子表面不仅可以减小高溶解性铈盐在成膜过程中的滤去性，还可以减少纳米粒子的聚集。这样的协同效应可以使得硅烷膜的抗腐蚀性能大大提高。在本品的金属表面处理剂中，氧化铈和二氧化硅这两种纳米粒子的浓度之和最好不超过50mg/L。

[产品应用]本品可用于含铝、含铁以及含锌的金属材料如纯铝、铝合金、冷轧钢、热轧钢、不锈钢、电镀锌钢材、热镀锌钢材等的表面预处理工作，特别是用于镀锌钢产品。

    使用本品表面处理剂对金属材料表面进行预处理时，可采用浸渍、涂刷、喷涂、旋涂等手段，具体施工方法必须参考金属器件的形状、构造以及施工条件及环境。对于已经涂敷好处理剂的金属材料，可先在常温下用风机将多余的处理液除去的同时对金属材料预干燥，然后再将处理好的金属材料置于室温至200°C下干燥1min到12h，优选在100°C下干燥3h。

[产品特性]本品处理金属后在表面形成的硅烷涂层具有优异的耐腐蚀性能，可以在一定程度上延长金属的使用寿命。双甲硅烷基硅烷与环氧硅烷或氨基硅烷结合在一起使用，可以与金属表面通过共价键形成致密又牢固的硅氧烷聚合物涂层，这种涂层可以阻挡腐蚀性物质的侵入，提高了金属的耐蚀性。水分散性二氧化硅均匀分散在金属表面，使得涂层具有高的致密性及抗离子的渗透性。同时，二氧化硅能与阳极产生的0H反应生成硅酸根离子，抑制阳极的腐蚀反应。金属表面处理剂中加入了纳米氧化铈可以加强硅烷膜对腐蚀性物质的阻隔作用，另一方面，铈盐吸附在纳米粒子表面可以减少纳米粒子的聚集。这样的协同效应可以使得硅烷膜的抗腐蚀性能大大提高。

    用本处理剂处理后的金属可以后续涂上各种类型的常规涂料，不仅不会影响涂料的涂覆，而且可以增强金属表面与涂料的黏结力，还可以提供较长时间的防锈。