[發明專利]一種環保無磷金屬表面鈍化液及其制備方法

在審

• 申請號: 201811128311.0
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109082658A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 趙正平;張波;蔣國軍;鐘明強
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學之江學院
• 主分類號: C23C22/46
• 分類號: C23C22/46;C23C22/78
• 代理公司: 北京易光知識產權代理有限公司 11596
• 代理人: 李韻

本發明涉及一種環保無磷金屬表面鈍化液及其制備方法，屬于金屬表面處理新材料技術領域，具有替代傳統金屬表面磷化處理性能。每升所述的硅溶膠復合材料中含有20?100g氟鋯酸鹽、5?100g穩定劑、5?100g納米硅溶膠、1?50ml酸以及余量水。本發明以硅溶膠、無機鋯鹽、穩定劑、酸為主料，在水解縮聚時，提供多羥基活性反應，在金屬表面吸附了一層超薄(50～500nm)的類似于磷化晶體的三維網狀結構的有機膜層，保證漆膜化學結合力。經過該硅溶膠復合材料處理后的金屬表面其性能與傳統磷化膜相當。該鈍化液完全無磷、鎳，是一種新型環保處理液，可應用于各種鋼鐵、鋁、鋁合金、鍍鋅或鋅基工件的電泳涂裝前處理，取代傳統磷化處理。

技術領域

本發明涉及一種環保無磷金屬表面鈍化液及其制備方法，其具有替代傳統金屬表面磷化處理性能，屬于金屬表面處理新材料技術領域。

背景技術

金屬涂裝均需要對其表面處理后才進行噴涂工序。傳統的金屬表面磷化處理，可在金屬表面形成一層致密的含磷酸鹽轉化膜，可提供漆膜良好的附著力和耐鹽霧特性，是鋼鐵材料表面涂裝前必不可少的工序。但磷化過程需高溫處理，且形成大量固體物質沉淀，廢液中含有大量磷、鎳等重金屬，處理排放困難，形成環境污染等缺點。隨著國家環保要求的不斷提高，磷化處理面臨著必須替代的需求。一些低成本、低能耗、無污染的金屬表面鈍化液成為現代工業科技發展方向。其中，硅烷處理技術是目前最有望替代傳統磷化的無磷轉化膜技術。但硅烷在水溶液中容易發生縮聚反應，穩定性差，單純的硅烷處理效果差難以達到傳統磷化工藝的性能要求，目前仍然難以規模化應用。

本發明采用自制多羥基硅溶膠，其粒徑為5-50nm，表面羥基含量為10^6-8個/mm³，替代當前應用研究較多的四硫化雙三乙氧基硅烷、1、2-二乙氧硅脂基乙烷復合材料的3個活性羥基參與反應，富裕金屬表面和漆膜更高的化學鍵結合力，從而達到與傳統磷化相等的漆膜性能，且具有較高水和化學穩定特性，又具有環保及耐腐蝕等優良特性。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種用于金屬表面處理的環保無磷鈍化液及其制備方法。本發明以硅溶膠、無機鋯鹽、穩定劑、酸為主料，在水解縮聚時，提供多羥基活性反應，保證漆膜化學結合力。經過該硅溶膠復合材料處理后的金屬表面形成一層致密復合轉化膜，其性能與傳統磷化膜相當。該鈍化液完全無磷、鎳，是一種新型環保處理液，可替代傳統磷化溶液。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

一種環保無磷金屬表面鈍化液及其制備方法，其特征在于，每升所述的硅溶膠復合材料中含有20-100g氟鋯酸鹽、5-100g穩定劑、5-100g納米硅溶膠、1-50ml酸以及余量水；

根據權利要求1所述的一種環保無磷金屬表面鈍化液及其制備方法，其特征在于所述的穩定劑為聚乙二醇(Mw＝500-10000)、聚丙二醇(Mw＝500-10000)、聚丁二醇(Mw＝500-10000)的一種或多種。

根據權利要求1所述的一種環保無磷金屬表面鈍化液及其制備方法，其特征在于所述的硅溶膠為自制表面多羥基納米硅溶膠，其粒徑為5-50nm。

根據權利要求1所述的一種環保無磷金屬表面鈍化液及其制備方法，其特征在于所述的酸為乙酸、硝酸、鹽酸、草酸的一種或多種。

根據權利要求1所述的一種環保無磷金屬表面鈍化液及其制備方法，其特征在于該方法由以下步驟組成：

A.按重量份稱取氟鋯酸鹽溶于水中，隨后加入計量穩定劑，用酸調節PH值至2-3，靜置待用；

B.將自制多羥基硅溶膠緩慢滴加到A溶液中，60-80℃下攪拌1-2小時，自然冷卻至室溫，靜置待用；

C.按重量份將剩余水加入B溶液中，室溫下攪拌1-2小時，即得一種環保無磷金屬表面鈍化液。