[發明專利]一種鋯系稀土陶瓷皮膜液及其制備方法

在審

• 申請號: 201510060342.7
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104593760A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 伍澤涌
• 申請（專利權）人: 成都雙贏產業生態園有限公司
• 主分類號: C23C22/44
• 分類號: C23C22/44
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊俊華

技術領域

?本發明涉及一種鋯系稀土陶瓷皮膜液及其制備方法。

背景技術

傳統的金屬表面處理方法有能耗高、污染嚴重、含有重金屬、廢水處理困難、使用及工藝管控困難、容易在管壁及管道內結渣等問題。特別是隨著環保要求的不斷提高和資源使用的制約，環保節能低成本型的金屬表面處理技術已經是時代發展迫切要求。

然而現有的皮膜液，成膜速度較慢，成本較高，不適于廣大消費者。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋯系稀土陶瓷皮膜液及其制備方法，解決現有成膜液成膜速度慢、成本高的問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種鋯系稀土陶瓷皮膜液，是由下列重量百分比的原料組成：

鋯酸???????????????????????3.2～5.8%

氟鋯酸鹽???????????????????1.2～1.8%

稀土添加劑?????????????????0.8～1.9%

硅烷偶聯劑?????????????????6～11%

鎢酸鹽?????????????????????0.5～1.5%

絡合劑?????????????????????1.8～3.5%

抗硬水劑???????????????????0.5～0.9%

穩定劑?????????????????????0.3～0.8%；

最后，由水補齊至100%。

具體的方案一：成膜液是由下列重量百分比的原料組成：鋯酸4.5%、氟鋯酸鹽1.5%、稀土添加劑1.3%、硅烷偶聯劑8.5%、鎢酸鹽1%、絡合劑2.6%、抗硬水劑0.7%、穩定劑0.5%、水79.4%。

具體的方案二：成膜液是由下列重量百分比的原料組成：鋯酸3.3%、氟鋯酸鹽1.75%、稀土添加劑0.88%、硅烷偶聯劑10.5%、鎢酸鹽0.6%、絡合劑1.95%、抗硬水劑0.85%、穩定劑0.4%、水79.77%。

具體的方案三：成膜液是由下列重量百分比的原料組成：鋯酸5.5%、氟鋯酸鹽1.28%、稀土添加劑1.8%、硅烷偶聯劑6.9%、鎢酸鹽1.45%、絡合劑3.4%、抗硬水劑0.56%、穩定劑0.75%、水78.36%。

具體的方案四：成膜液是由下列重量百分比的原料組成：鋯酸4.8%、氟鋯酸鹽1.4%、稀土添加劑1.7%、硅烷偶聯劑8.2%、鎢酸鹽1.28%、絡合劑2.8%、抗硬水劑0.7%、穩定劑0.68%、水78.44%。

具體的方案五：成膜液是由下列重量百分比的原料組成：鋯酸3.45%、氟鋯酸鹽1.58%、稀土添加劑0.95%、硅烷偶聯劑9.2%、鎢酸鹽0.72%、絡合劑2.3%、抗硬水劑0.78%、穩定劑0.51%、水80.51%。

具體的方案六：是由下列重量百分比的原料組成：鋯酸4%、氟鋯酸鹽1.49%、稀土添加劑1.23%、硅烷偶聯劑8%、鎢酸鹽1.1%、絡合劑2.4%、抗硬水劑0.65%、穩定劑0.4%、水80.73%。

上述鋯系稀土陶瓷皮膜液的制備方法，包括以下步驟：

（1）將鋯酸、氟鋯酸鹽和鎢酸鹽混合后，攪拌均勻，得混合物；

（2）將稀土添加劑、硅烷偶聯劑、絡合劑、抗硬水劑、穩定劑和水加入上述混合物中攪拌均勻，即得產品。

本發明的成膜機理：鋯系稀土陶瓷皮膜液，是反應型涂裝前處理化學品，在與金屬工件接觸時，所形成的一層納米級陶瓷皮膜，其化學反應過程包括無機成膜過程和有機成膜過程。

第一、無機成膜過程：

????無機成膜過程的化學反應大致如下：

a）通過槽液中酸的侵蝕，使工件表面的H⁺濃度降低：

Fe-2e——→Fe²⁺

2H⁺+2e——→2[H]

b）納米硅促進反應加速：

[Si]

[Zr·O]+[H]——→[Zr]+H₂O

上式中[Si]為納米硅，[Zr]為還原產物。其中，納米硅為反應活化體，加速了成膜的反應速度，進一步使金屬工件表面的H⁺濃度下降，快速生成[Zr]的成膜晶核。

c）鋯酸根發生兩級離解：

H₂ZrF₆——→HZrF₆^-+H⁺