[發明專利]鋁及鋁合金表面用前處理劑

有效

• 申請號: 201310051225.5
• 申請日: 2013-02-17
• 公開（公告）號: CN103132067A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 王池;張紅利;王婷;李楊;郭輝
• 申請（專利權）人: 武漢風帆電鍍技術股份有限公司
• 主分類號: C23C22/34
• 分類號: C23C22/34
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

技術領域

本發明涉及一種鋁金屬表面前處理技術領域，具體地指一種鋁及鋁合金表面用前處理劑。

背景技術

鋁表面經除油、水洗后，進行前處理可提高鋁材表面的耐蝕性，耐磨性以及與后續涂層的結合力。

傳統的鋁表面防護處理主要是六價鉻酸鹽鈍化液，可與金屬表面反應并形成含鉻鈍化膜。該鈍化膜可使金屬免受各種腐蝕。雖然該鈍化層可提高耐蝕性及上膠前處理性能，但六價鉻酸鹽毒性高，對環境污染且易使人致癌。隨著環保意識的增強，環境法律和職業安全衛生法規強制要求使用其它無毒無六價鉻的鈍化液。國家對鋁件無六價鉻表面處理液及其工藝的開發和生產的需求越來越多。

目前，市場上出現了多種無鉻和三價鉻的鋁基材用前處理劑。相對與六價鉻，無鉻鈍化由于其成本太高，耐蝕效果差，工藝尚未成熟而受到限制。三價鉻前處理劑環保、安全無毒、但是效果良莠不齊，很多三價鉻產品在鹽霧試驗中耐蝕效果和上膠附著力不及六價鉻前處理劑，需加熱至40℃以上的高溫，提高了生產成本，且很多報道的三價鉻產品生成的鈍化膜多為有色膜，而不是透明膜，不能完全滿足市場需求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有三價鉻的鋁基材用前處理劑效果不理想的缺陷，提供一種安全可靠，耐蝕性高且附著力優異的鋁及鋁合金表面用前處理劑。

為實現上述目的，本發明所設計的鋁及鋁合金表面用前處理劑，其質量百分比組成為：水溶性三價鉻鹽35~45%，?堿金屬鋯酸鹽0.1~3%，水楊酸鈉0.1~2%，水溶性成膜助劑5~10%，潤濕劑5~10%，水為余量。

優選地，所述水溶性三價鉻鹽為硫酸鉻和/或硫酸鉻鉀。

優選地，所述堿金屬鋯酸鹽為六氟鋯酸鉀或六氟鋯酸鈉。

鋁及鋁合金表面用前處理劑的優選方案為，其質量百分比組成：硫酸鉻20~25%，硫酸鉻鉀15~20%，六氟鋯酸鉀或六氟鋯酸鈉0.1~3%，水楊酸鈉0.1~2%，水溶性成膜助劑5~10%，潤濕劑5~10%，水為余量。

優選地，所述水溶性成膜助劑為羥丙基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥甲基纖維素、甲基纖維素、膠體二氧化硅、膨潤土、淀粉、膠體氧化鋁、瓊脂中的一種或幾種的混合物。

優選地，所述潤濕劑為十二烷基硫酸鈉、亞甲氧基乙醇、十二烷基苯磺酸鈉、辛基苯基聚乙氧基乙醇、山梨糖醇酐單棕櫚酸酯、乙基吡咯丁酮、聚甲氧基脂肪酸酯、十六烷基苯磺酸酯中的一種或幾種的混合物。

上述鋁及鋁合金表面用前處理劑的pH變化范圍為2.5~4.5，其使用方法為：將鋁件脫脂后用清水水洗，去除鋁材表面的灰塵，隨后在室溫下用非鉻酸鹽脫氧劑中浸泡15~20min，然后再次用水沖洗，洗凈的鋁材直接浸入所述鋁及鋁合金表面用前處理劑中0.5~10min，具體浸泡時間根據前處理劑溫度、前處理劑開缸濃度、耐蝕性需求等因素調整。

上述鋁及鋁合金表面用前處理劑也用于涂覆前處理工藝，如浸漬、噴淋、手工擦拭等，一般處理時間為0.5~5min。當前處理液濃度較低或者溫度較低時，浸漬時間要適當延長。通常可在15~100℃下使用，最佳使用溫度為20~50℃，應用環境為pH為3.2~4.8的酸性溶液，優選為3.6~4.5的酸性溶液。

本發明的有益效果：所提供的鋁及鋁合金表面用前處理劑不含有六價鉻，避免了環境污染，且性質穩定，使用周期長，可在鋁材工件表面形成一層透明或淡彩的耐蝕性轉化膜，處理后的鋁材仍呈原來的金屬本色。該涂層具有極好的防腐蝕性能，并能夠顯著增加工件與后續涂層的結合力。該前處理劑的使用溫度范圍從室溫到100℃，可在常溫快速成膜，加熱至40~60℃效果最佳。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。

實施例1

將硫酸鉻鉀38g、六氟鋯酸鉀3g、水楊酸鈉1.6g、羥丙基纖維素10g、山梨糖醇酐單棕櫚酸酯6g溶于41.4g水獲得鋁及鋁合金表面用前處理劑1。

實施例2

將硫酸鉻鉀40g、六氟鋯酸鉀2.5g、水楊酸鈉1.2g、甲基纖維素9g、十二烷基硫酸鈉5.5g溶于41.8g水獲得鋁及鋁合金表面用前處理劑2。

實施例3

將硫酸鉻鉀35g、六氟鋯酸鉀2.0g、水楊酸鈉1.8g、乙基纖維素8g、羥乙基纖維素1g、亞甲氧基乙醇7g溶于45.2g水獲得鋁及鋁合金表面用前處理劑3。

實施例4

將硫酸鉻45g、六氟鋯酸鉀1.8g、水楊酸鈉1g、膨潤土7g、十二烷基苯磺酸鈉8g溶于37.2g水獲得鋁及鋁合金表面用前處理劑4。

實施例5