[發(fā)明專利]一種抗裂紋鋁型材稀土硅烷處理液及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510589469.8
• 申請(qǐng)日: 2015-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN105177554A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳傳興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬鞍山杰創(chuàng)塑膠科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C22/36
• 分類號(hào): C23C22/36
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)鉻金屬表面處理劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗裂紋鋁型材稀土硅烷處理液及其制備方法。

背景技術(shù)

鋁表面稀土轉(zhuǎn)化膜和硅烷轉(zhuǎn)化膜作為新一代金屬表面處理技術(shù)已被廣泛關(guān)注，并且有望替代鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜。稀土轉(zhuǎn)化膜作為緩蝕劑具有較高的結(jié)合強(qiáng)度，耐持久性好，但易脫水產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重影響耐蝕性能。而硅烷轉(zhuǎn)化膜具有超疏水性質(zhì)，均勻致密，能夠有效阻止介質(zhì)入侵對(duì)基體產(chǎn)生腐蝕，但此膜層耐久性差，一經(jīng)破壞則耐蝕性能迅速失效。通過(guò)使用稀土硅烷復(fù)合膜層實(shí)現(xiàn)了上述兩種膜層的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，能夠?yàn)殇X基體提供有效、環(huán)保的腐蝕防護(hù)。通過(guò)正交試驗(yàn)確定了稀土硅烷復(fù)合膜的最佳工藝參數(shù)：CeCl37H2O濃度為40g/L，硅烷濃度為：3g/L，H2O2濃度為：60ml/L，pH為：4.0，溫度為：35℃，成膜時(shí)間為10min。運(yùn)用掃描電鏡、EDS、極化曲線、CA測(cè)試儀等分析手段，對(duì)最佳工藝條件下的稀土硅烷復(fù)合膜的表面形貌、化學(xué)組成、元素分布、電化學(xué)性能以及疏水性進(jìn)行了研究，并與單純的鈰轉(zhuǎn)化膜進(jìn)行了相應(yīng)的比較。研究得出，復(fù)合膜層較之單純的鈰轉(zhuǎn)化膜更加均勻致密，表面幾乎沒(méi)有明顯裂紋，彌補(bǔ)了鈰轉(zhuǎn)化膜易脫水發(fā)生皸裂的不足，提高了膜層整體性能。

但是該稀土硅烷復(fù)合膜的強(qiáng)度、耐磨性、致密性、耐腐蝕性還不夠，沒(méi)有達(dá)到鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜的性能，需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種抗裂紋鋁型材稀土硅烷處理液及其制備方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種抗裂紋鋁型材稀土硅烷處理液，由下列重量份的原料制成：CeCl₃7H₂O120-130、H₂O₂180-190、磷酸銨2.2-2.5、苯駢三氮唑1-1.2、碳納米管1.5-1.6、去離子水適量、正硅酸乙酯1-1.2、甲基三乙氧基硅烷5-5.2、乙醇50-53、氨水10-11、含氟硅聚丙烯酸酯乳液15-15.6、納米二氧化鋯2-2.5。

所述的抗裂紋鋁型材稀土硅烷處理液的制備方法，包括以下步驟：

（1）將含氟硅聚丙烯酸酯乳液、正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、乙醇、納米二氧化鋯、碳納米管混合，在常溫、250-300r/min條件下攪拌1-1.4h，然后將氨水緩慢滴加人上述混合物中，攪拌反應(yīng)6-6.5h后得到乳液；

（2）將CeCl₃7H₂O配制成濃度為40g/L的溶液，再按60ml/L加入H2O2，再加入3-3.2wt%第（1）步得到的乳液以及其他剩余成分，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH=4.0，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)下超聲處理3-4min，即得。

使用時(shí)先將鋁型材進(jìn)行預(yù)處理，再將鋁型材浸泡在處理液中進(jìn)行鈍化處理，溫度為30-40℃，處理10-12min，取出，用水沖洗，烘干，即可。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明處理液通過(guò)使用含氟硅聚丙烯酸酯乳液、納米二氧化鋯等原料制成乳液，使得處理液成膜性好，膜表面的微孔和裂紋都明顯減少，致密性得到很大提高，而且具有一定的疏水性能，減緩腐蝕速度，提高涂裝性能；通過(guò)使用碳納米管，提高了膜的抗氧化性和抗裂紋性；通過(guò)使用磷酸銨、苯駢三氮唑，提高了氧化膜的轉(zhuǎn)化效率和耐腐蝕性。

具體實(shí)施方式

一種抗裂紋鋁型材稀土硅烷處理液，由下列重量份（公斤）的原料制成：CeCl₃7H₂O120、H₂O₂180、磷酸銨2.2、苯駢三氮唑1、碳納米管1.5、去離子水適量、正硅酸乙酯1、甲基三乙氧基硅烷5、乙醇50、氨水10、含氟硅聚丙烯酸酯乳液15、納米二氧化鋯2。

所述的抗裂紋鋁型材稀土硅烷處理液的制備方法，包括以下步驟：

（1）將含氟硅聚丙烯酸酯乳液、正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、乙醇、納米二氧化鋯、碳納米管混合，在常溫、250r/min條件下攪拌1h，然后將氨水緩慢滴加人上述混合物中，攪拌反應(yīng)6h后得到乳液；

（2）將CeCl₃7H₂O配制成濃度為40g/L的溶液，再按60ml/L加入H₂O₂，再加入3wt%第（1）步得到的乳液以及其他剩余成分，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH=4.0，在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)下超聲處理3min，即得。