[發明專利]耐腐蝕、抗玷污化學轉化劑及無鉻化學轉化膜的制備方法

無效

• 申請號: 201110399348.9
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102409332A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 管勇;劉斌;張君男;嚴川偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C23C22/66
• 分類號: C23C22/66
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及船用鋁合金裝飾與防護涂層領域，具體為一種環保型耐腐蝕、抗玷污化學轉化劑及其在復合無鉻化學轉化膜的應用。該方法實用方便，形成的無鉻化學轉化膜具有優良的耐蝕性和抗玷污性，可用于大面積鋁合金型材的施工。

背景技術

5xxx和6xxx鋁合金由于其良好的耐蝕性、可焊性及力學性能，近年來被廣泛用于艦船結構材料。由于鋁合金自發形成的氧化膜較薄，不能滿足海洋等苛刻環境下的使用要求。由于海水及濕熱海洋大氣的侵蝕作用，裸露鋁合金表面會被腐蝕而出現腐蝕坑，并在整個表面形成沙礫狀的白色粉末狀腐蝕產物，從而嚴重影響未涂裝區域(尤其是內艙)鋁合金基體外觀。因此，通常需要在鋁合金基體上進行陽極氧化或化學轉化處理來提高鋁合金基體的耐蝕性能和涂層附著力。對于大面積鋁合金型材的表面處理來說，化學轉化無疑具有明顯優勢，而目前常用的傳統鉻酸鹽鈍化及磷化處理工藝由于存在環境污染嚴重等問題，已受到國內外環保法規的嚴格限制。可取代傳統化學轉化處理工藝的新型環保工藝包括鉬酸鹽處理、鈦鋯酸鹽處理、鈷鹽處理等，但這些新型工藝均存在諸如耐蝕性不理想、成本較高、大面積施工困難等諸多問題。因此，亟待尋求高防護性能、低成本、施工方便的新型環保化學轉化技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐腐蝕、抗玷污無鉻化學轉化劑及其在無鉻化學轉化膜的應用，解決現有技術中存在的耐蝕性不理想、成本較高、大面積施工困難等問題。

本發明的技術方案是：

一種耐腐蝕、抗玷污化學轉化劑，由A、B兩組份組成，兩組份均為水性溶液。

A組份包含主鹽、成膜促進劑、緩沖劑及表面活性劑等，其余為水；其中，

主鹽為錳鹽、鋰鹽、鈦鹽、鋯鹽等之一種或一種以上，可選的錳鹽包括：高錳酸鉀、高錳酸鈉或高錳酸銨等；可選的鋰鹽包括氯化鋰或氫氧化鋰等；可選的鈦鹽包括草酸鈦鉀、硫酸鈦、氟鈦酸鉀、氟鈦酸鈉或氟鈦酸銨等，可選的鋯鹽包括碳酸鋯銨、氧氯化鋯、硝酸鋯、氟鋯酸鉀、氟鋯酸鈉或氟鋯酸銨等。主鹽在化學轉化劑中的濃度范圍為0.05～20g/L，優選1～10g/L，最優選2～4g/L。

成膜促進劑為過硫酸鹽、過氧化氫、高氯酸鹽、氟化物鹽及硝基化合物等之一種或一種以上。可選的過硫酸鹽包括過硫酸銨、過硫酸鈉或過硫酸鉀等；可選的高氯酸鹽包括高氯酸鈉或高氯酸鉀等，可選的氟化物鹽包括氟化鈉、氟化氫鈉、氟化鉀、氟化氫鉀、氟化銨或氟化氫銨等；可選的硝基化合物包括硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銨、硝基胍、硝基酚、硝基苯酚、硝基苯磺酸或上述物質的鹽等。成膜促進劑在化學轉化劑中的濃度范圍為0.1～10g/L，優選0.5～5g/L，最優選1～3g/L。

緩沖劑為礦物酸、堿金屬氫氧化物、氨水、銨鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽等之一種或一種以上。可選的礦物酸包括鹽酸、硫酸、硝酸或氫氟酸等；可選的堿金屬氫氧化物包括氫氧化鈉或氫氧化鉀等；可選的銨鹽包括氯化銨、氟化銨、硝酸銨、硫酸銨、碳酸銨或碳酸氫銨等；可選的碳酸鹽包括碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸銨等；可選的碳酸氫鹽包括碳酸氫鈉、碳酸氫鉀或碳酸氫銨等。緩沖劑在化學轉化劑中的濃度范圍為1～30g/L，優選5～20g/L，最優選10～15g/L。

表面活性劑由陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑復配而成。其中，可選的陰離子表面活性劑包括烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、脂肪醇磷酸酯鹽或脂肪醇聚醚磷酸酯鹽等；可選的非離子表面活性劑包括脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基酰醇胺、失水山梨醇脂肪酸酯或非離子型氟碳表面活性劑等。表面活性劑在化學轉化劑中的濃度范圍為0.1～10g/L，優選0.5～5g/L，最優選1～2g/L。

B組份包含硅酸鹽、硅烷、硅溶膠、鈦酸酯、鋯酸酯、水性樹脂及助劑和水等，其中，

可選的硅酸鹽包括硅酸鈉、硅酸鉀或硅酸鋰等；可選的硅烷包括烷基C₁～C₁₈硅烷、環氧基硅烷、烷基丙烯酰氧基硅烷、巰基硅烷、乙烯基硅烷、苯基硅烷或氨基硅烷等；可選的鈦酸酯包括烷氧基、螯合型或配位型鈦酸酯等；可選的鋯酸酯包括烷基鋯酸酯或其多聚體；可選的水性樹脂包括環氧、丙烯酸、聚氨酯、聚酯、有機硅、三聚氰胺、酚醛或其改性樹脂等。