無機(jī)鈍化涂料、其形成方法、及所形成的無機(jī)鈍化保護(hù)膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開是有關(guān)于無機(jī)鈍化涂料及其形成方法，以及由該無機(jī)鈍化涂料形成的無機(jī) 鈍化保護(hù)膜，且特別是有關(guān)于一種用于金屬表面處理的無機(jī)鈍化保護(hù)膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 六價鉻長期被使用于鍍鋅鋼板或鋁合金的表面鈍化皮膜，在"電機(jī)電子產(chǎn)品中 有害物質(zhì)禁限用指令（TheRestrictionofHazardousSubstancesinElectrical andElectronicEquipment;R0HS)" 與"廢電機(jī)電子設(shè)備指令（WasteElectronicsand ElectricalEquipment;WEEE) "等歐盟環(huán)保指令上路后，美國、中國及日本等國家，也都相 繼于2006年后開始限制六價鉻的使用。目前常見替代方案是利用有機(jī)樹脂混成無機(jī)材料 為主，由于需仰賴大量有機(jī)樹脂以維持良好成膜性，造成耐候性與耐熱性不足。
[0003] 鈍化皮膜除防蝕保護(hù)外，還需要有足夠?qū)щ姸扰c耐熱性。目前電子產(chǎn)品大量使用 鍍鋅鋼板做為機(jī)殼材料，如冰箱、烤箱、計算機(jī)主機(jī)與洗衣機(jī)等，其對于環(huán)保鈍化處理的需 求是迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種無機(jī)鈍化涂料的形成方法，使得利用其所形成的 無機(jī)鈍化保護(hù)膜具有耐蝕性佳、耐熱性佳、硬度高等現(xiàn)有技術(shù)所不能達(dá)到的特點。
[0005] 本發(fā)明的再一目的在于提供上述方法所形成的無機(jī)鈍化涂料。
[0006] 本發(fā)明的還一目的在于提供由上述無機(jī)鈍化涂料經(jīng)涂布并固化的無機(jī)鈍化保護(hù) 膜。
[0007] 根據(jù)一實施例，本公開提供一種無機(jī)鈍化涂料的形成方法，包括：混合約5~ 80重量份的四烷氧基硅烷（tetraalkoxysilane)、約10~80重量份的三烷氧基硅烷 (trialkoxysilane)、及約1~30重量份的催化劑，在pH值介于約0. 05至4下進(jìn)行反應(yīng)，以 形成一無機(jī)樹脂材料；以及以磷酸酯對該無機(jī)樹脂材料進(jìn)行改質(zhì)，以形成一無機(jī)鈍化涂料， 其中磷酸酯的添加量為約〇. 1~10重量份，以100重量份的無機(jī)樹脂材料做為基準(zhǔn)。
[0008] 根據(jù)另一實施例，本公開提供一種無機(jī)鈍化涂料，是由前述的方法所形成，其中無 機(jī)鈍化涂料的無機(jī)含量至少約50wt%。
[0009] 根據(jù)又一實施例，本公開提供一種無機(jī)鈍化保護(hù)膜，是將前述的無機(jī)鈍化涂料經(jīng) 涂布并固化而成者，其中無機(jī)鈍化保護(hù)膜的膜厚大于〇Um，小于等于約20ym，且無機(jī)鈍化 保護(hù)膜的表面硬度至少為約2H。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明所提供的無機(jī)鈍化涂料中，不需添加額外的有機(jī)高分 子，僅藉由三烷氧基硅烷、四烷氧基硅烷、催化劑進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)，并通過四烷氧基硅 烷及三烷氧基硅烷的比例以及反應(yīng)的pH值，控制分子線性與網(wǎng)狀交聯(lián)程度，而合成同時具 有部分線性與部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的無機(jī)樹脂材料，利用其高無機(jī)含量而使所形成的無機(jī)鈍化保 護(hù)膜具有耐蝕性佳（耐鹽霧> 72小時）、耐熱性佳（經(jīng)過500°C熱處理1分鐘后外觀無變 化）、硬度高（2H以上）等優(yōu)點；此外，本發(fā)明通過利用磷酸酯對無機(jī)樹脂材料進(jìn)行改質(zhì)，進(jìn) 而固化成膜，所形成的無機(jī)鈍化保護(hù)膜更具有高耐蝕性（耐鹽霧> 400小時）、不含重金屬 (例如六價鉻）、附著性與致密性佳等優(yōu)點。
[0011] 為讓本公開的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施 例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下：
【附圖說明】
[0012] 圖1為根據(jù)本公開一實施例顯示無機(jī)鈍化涂料的形成方法；
[0013] 圖2顯示在一實施例中所形成的無機(jī)鈍化保護(hù)膜；
[0014] 其中，符號說明：
[0015] 102、104~步驟； 200~基板；
[0016] 202~無機(jī)鈍化保護(hù)膜。
【具體實施方式】
[0017] 以下依本公開的不同特征舉出數(shù)個不同的實施例。本公開中特定的組件及安排是 為了簡化，但本公開并不以這些實施例為限。舉例而言，于第二組件上形成第一組件的描述 可包括第一組件與第二組件直接接觸的實施例，亦包括具有額外的組件形成在第一組件與 第二組件之間、使得第一組件與第二組件并未直接接觸的實施例。此外，為簡明起見，本公 開在不同例子中以重復(fù)的組件符號及/或字母表示，但不代表所述各實施例及/或結(jié)構(gòu)間 具有特定的關(guān)系。
[0018] 在本公開一實施例中，提供一種無機(jī)鈍化涂料的形成方法，包括以三烷氧基硅烷、 四烷氧基硅烷、催化劑進(jìn)行反應(yīng)（例如溶膠-凝膠（sol-gel)反應(yīng)），并藉由四烷氧基硅烷 及三烷氧基硅烷的比例以及反應(yīng)的pH值，控制分子線性與網(wǎng)狀交聯(lián)程度，而合成同時具有 部分線性與部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的無機(jī)樹脂材料。
[0019] 圖1為根據(jù)本公開一實施例所述的無機(jī)鈍化涂料的形成方法。參照圖1，在步驟 102中，混合四烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷、及催化劑進(jìn)行反應(yīng)（以溶膠-凝膠（sol-gel)反 應(yīng)為例），以形成無機(jī)樹脂材料。在步驟104中，加入磷酸酯對在步驟102所形成的無機(jī)樹 脂材料進(jìn)行化學(xué)改質(zhì)，其中磷酸酯可作為表面鈍化劑，以形成無機(jī)鈍化涂料。
[0020] 在此溶膠-凝膠（sol-gel)反應(yīng)中，四烷氧基硅烷可具有下列化學(xué)式：
【主權(quán)項】
1. 一種無機(jī)鈍化涂料的形成方法，包括： 混合5~80重量份的四烷氧基硅烷、10~80重量份的三烷氧基硅烷、及1~30重量 份的催化劑，在PH值介于0. 05至4下進(jìn)行反應(yīng)，以形成一無機(jī)樹脂材料；以及 以磷酸酯對該無機(jī)樹脂材料進(jìn)行改質(zhì)，以形成一無機(jī)鈍化涂料，其中該磷酸酯的添加 量為0. 1~10重量份，以100重量份的無機(jī)樹脂材料做為基準(zhǔn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的無機(jī)鈍化涂料的形成方法，還包括涂布所述無機(jī)鈍化涂料并固 化以形成一無機(jī)鈍化保護(hù)膜。
3. 如權(quán)利要求1所述的無機(jī)鈍化涂料的形成方法，其中所述四烷氧基硅烷具有下列化 學(xué)式：
其中，每個R1各自獨立地為C1-C8直鏈烷基。
4. 如權(quán)利要求1所述的無機(jī)鈍化涂料的形成方法，其中所述三烷氧基硅烷具有下列化 學(xué)式：
其中，每個R2各自獨立地為C1-C8直鏈烷基；R3為氫、取代或未取代的C 1-C8烷基、取代 或未取代的C1-C8烯基、環(huán)氧基、或氨基。
5. 如權(quán)利要求4所述的無機(jī)鈍化涂料的形成方法，其中R3為具有氟取代的官能基。
6. 如權(quán)利要求1所述的無機(jī)鈍化涂料的形成方法，其中所述磷酸酯為磷酸酯基硅烷、 磷酸鈦酯基鈦氧烷、硫醇基磷酸酯、或前述的組合。
7. 如權(quán)利要求6所述的無機(jī)鈍化涂料的形成方法，其中所述磷酸酯基硅烷為
其中每個R3各自獨立地為氫、甲基、乙基、丙基、或丁 9 基。
8. 如權(quán)利要求6所述的無機(jī)鈍化涂料的形成方法，其中所述磷酸鈦酯基鈦氧烷為
其中每個R各自獨立地為氫、甲 ， 基、乙基、丙基、丁基、或異丙基。
9. 如權(quán)利要求6所述的無機(jī)鈍化涂料的形成方法，其中所述硫醇基磷酸酯為
10. 如權(quán)利要求1所述的無機(jī)鈍化涂料的形成方法，其中所述催化劑為鹽酸、硝酸、醋 酸、硫酸、或前述的組合。
11. 一種無機(jī)鈍化涂料，是由權(quán)利要求1所述的方法所形成，其中所述無機(jī)鈍化涂料的 無機(jī)含量至少50wt%。
12. 如權(quán)利要求11所述的無機(jī)鈍化涂料，其中所述無機(jī)樹脂材料的重量平均分子量至 少 1000 g / mol。
13. 如權(quán)利要求11所述的無機(jī)鈍化涂料，其中所述無機(jī)鈍化涂料的六價鉻離子含量 < Img / kg〇
14. 一種無機(jī)鈍化保護(hù)膜，是將如權(quán)利要求11所述的無機(jī)鈍化涂料經(jīng)涂布并固化而成 者，其中所述無機(jī)鈍化保護(hù)膜的膜厚< 20 μ m，且表面硬度至少為2H。
【專利摘要】本公開提供一種無機(jī)鈍化涂料的形成方法，包括：混合5～80重量份的四烷氧基硅烷、10～80重量份的三烷氧基硅烷、及1～30重量份的催化劑，在pH值介于0.05至4下進(jìn)行反應(yīng)，以形成一無機(jī)樹脂材料；以及以磷酸酯對無機(jī)樹脂材料進(jìn)行改質(zhì)，以形成一無機(jī)鈍化涂料，其中磷酸酯的添加量為0.1～10重量份，以100重量份的無機(jī)樹脂材料做為基準(zhǔn)。本公開亦提供一種無機(jī)鈍化涂料，及其所形成的無機(jī)鈍化保護(hù)膜。
【IPC分類】C09D183-06, C09D5-08, C09D7-12, C23C22-48
【公開號】CN104745075
【申請?zhí)枴緾N201410045557
【發(fā)明人】湯偉鉦, 黃云珊, 游雅婷, 蘇一哲, 沈永清, 黃元昌
【申請人】財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年2月8日
【公告號】US20150183936