[發(fā)明專利]一種變形鋁合金環(huán)保鈍化液的制備方法

無效

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• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN104328407A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設計）人: 石明
• 申請（專利權）人: 無錫永發(fā)電鍍有限公司
• 主分類號: C23C22/36
• 分類號: C23C22/36
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊晞

技術領域

本發(fā)明涉及表面處理技術領域，尤其涉及一種變形鋁合金環(huán)保鈍化液的制備方法。

背景技術

傳統(tǒng)上，鋁合金表面的防護處理主要是鉻酸鹽鈍化。因鉻酸鹽毒性高，對環(huán)境污染且易使人致癌。隨著環(huán)保意識的增強，WEES和ROHS指令嚴格限制鉻酸鹽的使用。

近幾年，有使用前景且效果較好的無鉻鈍化液主要是三價鉻、鉬酸鹽、稀土鈰鹽、鋯鈦系和有機硅烷體系。

三價鉻的毒性只有六價鉻的1wt％左右，鈍化液以三價鉻鹽為主。三價鉻膜層均勻、附著性好，其耐蝕性能接近低鉻酸鹽鈍化膜。但是鈍化液中三價鉻很難控制不被氧化成六價鉻，而且在使用中也很難檢測六價鉻的濃度。所以三價鉻為主體的鈍化液，最終還存在著含鉻的問題，不能從根本上解決鉻的危害，其使用正逐漸退出市場。

鉬與鉻同族，且鉬酸鹽低毒，在替代鉻酸鹽處理方面具有一定的優(yōu)勢。鈍化液中含鉬酸或鉬酸鹽，與其它無機酸或鹽配合使用，如磷酸或鹽、高錳酸或鹽等，鈍化膜的耐蝕性能較好。但是，鉬酸鹽鈍化膜耐蝕性不及鉻酸鹽鈍化膜。

鈰鹽鈍化膜中含鈰的氧化物和氫氧化物，具有很好的耐蝕性，并接近低鉻酸鹽鈍化膜。但是存在處理時間長，處理溫度高，較為復雜等缺點，距實際生產還有一定的距離。

有機硅烷是利用Si-O-Al化學鍵和Si-O-Si網絡結構對鋁合金起到封閉作用，阻擋和隔離侵蝕性介質，如Cl^-等，提高了抗腐蝕能力。同時，Si-OH健增強了膜與表面聚合物涂層(底漆)的附著能力。但是大多數(shù)硅烷需要醇作為溶劑，鈍化液存在水解不完全，穩(wěn)定性差和不能大比例稀釋等問題。裸膜的耐鹽霧腐蝕性能較差，不及鉻酸鹽鈍化膜，涂敷表面聚合物涂層后，耐蝕性能與鉻酸鹽相當。

鋯鈦系是研究較早，比較可靠，應用較廣的無鉻處理液。鈍化液主要鈦鋯的酸或鹽、氟化物、磷酸或加入有機聚合物，如聚丙烯酸或脂，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮等。這種工藝可以在鋁合金表面形成一層耐蝕的鈍化膜。其防腐蝕能力同鉻酸鹽接近，已在市場上廣泛使用。但也存在鈍化液穩(wěn)定性差和與表面聚合物涂層(底漆)的附著力不理想等缺陷。

近些年，有機磷酸可與金屬螯和生成P-O-Me化合健(Me為金屬)并能與表面聚合物涂層(底漆)的反應生成P-O-C共價鍵，成為了一種新的無鉻處理工藝。有機磷酸能夠將金屬基體和表面聚合物涂層(底漆)更緊密地結合起來，增強了涂層對金屬的附著力，同時磷酸鹽與有機物形成的共價鍵可起到傳統(tǒng)磷化工藝后處理的鉻酸鹽封閉作用，使得涂層具有更好的耐蝕性能。但現(xiàn)有技術報道的該種處理液還存在使用條件嚴格，操作麻煩等缺陷。

可見，現(xiàn)有技術中的各種替代鉻的鈍化液還存在這樣那樣的缺陷。

變形鋁合金由于在組分上與鑄造鋁合金存在差異，因此，適于鑄造鋁合金的鈍化液用于變形鋁合金效果不好。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提出一種變形鋁合金環(huán)保鈍化液的制備方法，該方法制備的鈍化液專門針對變形鋁合金設計，并且鈍化液中不含鉻，且可克服現(xiàn)有技術中的無鉻鈍化液的缺陷。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種變形鋁合金環(huán)保鈍化液的制備方法，該鈍化液的組成為：氟鈦酸8-10g/L，氟鋯酸3-5g/L，氨基三甲叉膦酸0.5-0.7g/L，2-羥基膦酸基乙酸0.2-0.4g/L，高鐵酸鉀0.3-0.7g/L，水性聚氨酯112-116g/L，硅酸鈉18-22g/L，余量為水；所述制備方法為：在容器中加入適量水，然后將氟鈦酸、氟鋯酸、氨基三甲叉膦酸和2-羥基膦酸基乙酸，攪拌均勻后，加熱至35-45℃，保溫4-6小時，然后冷卻至室溫，然后依次加入高鐵酸鉀、水性聚氨酯和硅酸鈉，組分全部溶解后再持續(xù)攪拌20-30分鐘，然后加入剩余的水定容。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明鈍化液專門為變形鋁合金設計，而且適用于6系、7系等高性能鋁合金。由于不含鉻酸鹽，不僅大大減輕了環(huán)境污染，滿足WEES和ROHS指令的要求。本發(fā)明鈍化液是直接將有機膦酸加入到鈦鋯體系，并添加有機樹脂。有機膦酸先與Zr⁴⁺反應形成膦酸鋯復合結構，利用生成P-O-Me化合鍵與基體結合，最后在鋁合金表面形成Al-P-Zr-P結構、Al₂O₃-TiO₂和有機樹脂的的復合膜。高鐵酸鉀可以提高鈍化膜的耐腐蝕性能，因此，由本發(fā)明鈍化液形成的鈍化膜耐蝕性能優(yōu)良，與表面聚合物涂層附著力好。

具體實施方式

實施例一