一種鋁、鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁、鋁合金免水洗鉻化鈍化劑及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金材料是工業(yè)中的使用量僅次于鋼鐵的第二大類金屬材料。由于鋁的標(biāo)準(zhǔn)電極電位較負(fù)，在使用過程中容易發(fā)生腐蝕，鋁合金在使用前往往需要經(jīng)過相應(yīng)的表面處理以滿足其對環(huán)境的適應(yīng)性和安全性，鋁及其合金表面經(jīng)過鉻酸鹽鈍化處理后耐腐蝕性能顯著提高，同時對涂層具有優(yōu)異的附著力。目前鉻酸鹽化處理過程中產(chǎn)生大量含六價鉻廢水排放，產(chǎn)生污染。鑒于環(huán)境保護(hù)的壓力，目前無鉻環(huán)保處理液的使用越來越多，各國研究者都在努力開發(fā)更加有效、環(huán)保的金屬表面處理液，以減少六價鉻排放和減輕環(huán)境污染影響。已有專利成果顯示，工業(yè)應(yīng)用的無鉻化鈍化膜體系大都為鈦系、鋯系、硅烷體系或者稀土體系方向，但目前各方向的研究均沒有獲得令人滿意的研究成果，各方向產(chǎn)品對金屬的防腐蝕保護(hù)性能以及與涂層的附著力性能均無法與鉻化鈍化膜相媲美。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鋁、合金免水洗鉻化鈍化劑，該鈍化劑形成以鉻為成膜主鹽的無機(jī)鈍化膜，配合含硅納米粒子、氟化物、硫脲、羧酸基羥基有機(jī)物、脂肪醇聚氧乙烯醚形成有機(jī)鈍化膜，可在鋁及其合金表面形成鉻化鈍化膜，免于水洗，同時不會造成成膜粉化影響鈍化膜性能，該鈍化膜具有優(yōu)異的裸膜防腐蝕性能，同時與粉末或油漆有極好的附著性能。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑，所用原料按照如下組分配比組合而成:
鉻化物0.1-3 mol/L
納米粒子0.1-1 mol/L
氟化物10-5000 ppm
硫脲0.1-1 mol/L
羧酸基類基團(tuán)有機(jī)物 10-1000 ppm 輕基類基團(tuán)有機(jī)物 10-1000 ppm 脂肪醇聚氧乙稀醚類 10-1000 ppm。
[0005]其中，鉻化物為三氧化鉻、三氧化二鉻、硫酸鉻、硝酸鉻、磷酸鉻、氟化鉻、氯化鉻、碳酸鉻、硅酸鉻中的一種或多種的組合。
[0006]其中，納米粒子為納米二氧化錯、納米二氧化鈦、納米二氧化娃、納米二氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化銅中的一種或多種的組合。
[0007]其中，氟化物為氟化氫銨、氟化銨、氫氟酸、氟化鈉、氟化鉀、氟化氫鈉中的一種或多種的組合。
[0008]其中，羧酸基類基團(tuán)有機(jī)物為通式R-C00H、R-(C00H)n或R-(C00)n-R’(其中R，R’為含碳的有機(jī)官能團(tuán)，η=或>1)的有機(jī)物及其聚合物、改性分子結(jié)構(gòu)。
[0009]其中，羥基類基團(tuán)有機(jī)物為通式R-OH或R-(0H)n(其中R為含碳的有機(jī)官能團(tuán)，η=或> I)的有機(jī)物及其聚合物、改性分子結(jié)構(gòu)。
[0010]其中，脂肪醇聚氧乙烯醚類為C2至C20的脂肪醇聚氧乙烯醚類有機(jī)物及其聚合物、改性分子結(jié)構(gòu)。
[0011 ] 一種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑的使用方法，具體按照以下步驟進(jìn)行使用:
步驟一、將鉻化物、氟化物、納米粒子、氟化物、硫脲、含羧酸基類基團(tuán)有機(jī)物、含羥基類基團(tuán)有機(jī)物、脂肪醇聚氧乙烯醚類聚合物按組分配比加入水中，鈍化劑與水的比例為1:10-1:60,混合均勻，調(diào)節(jié)鈍化劑pH值，即可得到免水洗鉻化鈍化劑。
[0012]調(diào)節(jié)鈍化劑PH用酸堿度調(diào)節(jié)劑，酸堿度調(diào)節(jié)劑為硝酸、醋酸、硫酸、鹽酸、氫氟酸、
氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸氫銨中的一種或多種的組合。
[0013]作為一種優(yōu)選的處理方式，將待處理材料經(jīng)過除油清洗之后浸泡于上述鈍化劑中，取出、烘干或自然晾干即得到表面有免水洗鉻化鈍化膜的材料，浸泡處理時間可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中需要調(diào)節(jié)，優(yōu)選浸泡時間1-10分鐘。
[0014]作為另一種優(yōu)選的處理方式，將上述鈍化劑噴淋于待處理材料表面，將待處理材料烘干或自然晾干即得到表面有免水洗鉻化鈍化膜的材料。噴淋處理壓力和時間可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中需要調(diào)節(jié)，優(yōu)選噴淋壓力0.5-1.5bar，噴淋時間為30-180秒。
[0015]其中，將上述鈍化劑涂覆在待處理材料表面，烘干即得到表面有免水洗鉻化鈍化膜的材料，涂覆方式為本領(lǐng)域常用的涂覆方式，例如滾涂、刮涂、浸涂等，涂覆時間可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要調(diào)節(jié)，優(yōu)選涂覆時間為10-60秒。
[0016]其中，用于稀釋鈍化劑的水可為純水或自來水。
[0017]其中，烘干的溫度小于120°C。
[0018]待處理材料可為金屬材料，鋼鐵、鋅、鋁、銅、鎂及其合金，優(yōu)選鋁及鋁合金。
[0019]本發(fā)明提供一種鋁及鋁合金免水洗鉻化鈍化劑及使用方法，具備傳統(tǒng)鉻化水洗工藝優(yōu)異的對金屬的防腐蝕保護(hù)性能以及涂層的附著力性能，同時解決了無鉻產(chǎn)品對金屬的防腐蝕保護(hù)性能以及與涂層的附著力性能不能達(dá)到鉻化產(chǎn)品效果的問題。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021 ] 實(shí)施例一
一種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑，所用原料按照如下組分配比組合而成:
鉻化物0.1 mol/L
納米粒子0.1 mol/L
氟化物10 ppm
硫脲0.1 mol/L
羧酸基類基團(tuán)有機(jī)物 10 ppm 輕基類基團(tuán)有機(jī)物 10 ppm 脂肪醇聚氧乙稀醚類 10 ppm。
[0022]鉻化物為三氧化鉻和三氧化二鉻的組合。
[0023]納米粒子為納米二氧化鋯和納米二氧化鈦的組合。
[0024]氟化物為氟化氫銨和氟化銨的組合。
[0025]羧酸基類基團(tuán)有機(jī)物為通式R-C00H。
[0026]羥基類基團(tuán)有機(jī)物為通式R-0H。
[0027]脂肪醇聚氧乙烯醚類為C2。
[0028]—種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑的使用方法，具體按照以下步驟進(jìn)行使用:
步驟一、將鉻化物、氟化物、納米粒子、氟化物、硫脲、含羧酸基類基團(tuán)有機(jī)物、含羥基類基團(tuán)有機(jī)物、脂肪醇聚氧乙烯醚類聚合物按組分配比加入水中，鈍化劑與純水的比例為1:
10,混合均勻，調(diào)節(jié)鈍化劑pH值，即可得到免水洗鉻化鈍化劑。
[0029]調(diào)節(jié)鈍化劑PH用酸堿度調(diào)節(jié)劑，酸堿度調(diào)節(jié)劑為硝酸和醋酸的組合。
[0030]將待處理材料經(jīng)過除油清洗之后浸泡于上述鈍化劑中，將待處理材料取出、烘干或自然晾干，即得到表面有免水洗鉻化鈍化膜的材料，浸泡處理時間可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中需要調(diào)節(jié)，優(yōu)選浸泡時間2分鐘，烘干的溫度小于120°C。
[0031]待處理材料可為鋁。
[0032]本發(fā)明提供一種鋁、鋁合金免水洗鉻化鈍化劑及使用方法，具備傳統(tǒng)鉻化水洗工藝優(yōu)異的對金屬的防腐蝕保護(hù)性能以及涂層的附著力性能，同時解決了無鉻產(chǎn)品對金屬的防腐蝕保護(hù)性能以及與涂層的附著力性能不能達(dá)到鉻化產(chǎn)品效果的問題。
[0033]實(shí)施例二
一種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑，所用原料按照如下組分配比組合而成:
鉻化物3 mol/L
納米粒子I mol/L
氟化物5000 ppm
硫脲I mol/L
羧酸基類基團(tuán)有機(jī)物 1000 ppm 輕基類基團(tuán)有機(jī)物 1000 ppm 脂肪醇聚氧乙稀醚類 1000 ppm。
[0034]鉻化物為三氧化鉻、三氧化二鉻、硫酸鉻、硝酸鉻、磷酸鉻、氟化鉻、氯化鉻、碳酸鉻、硅酸鉻中的組合。
[0035]納米粒子為納米二氧化錯、納米二氧化鈦、納米二氧化娃、納米二氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化銅的組合。
[0036]氟化物為氟化氫銨、氟化銨、氫氟酸、氟化鈉、氟化鉀、氟化氫鈉的組合。
[0037]羧酸基類基團(tuán)有機(jī)物為通式R-(C00H)n(n>1)的有機(jī)物。
[0038]羥基類基團(tuán)有機(jī)物為通式R-(0H)n(n>l)的有機(jī)物。
[0039]脂肪醇聚氧乙烯醚類為C2的脂肪醇聚氧乙烯醚類有機(jī)物。
[0040]—種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑的使用方法，具體按照以下步驟進(jìn)行使用:
步驟一、將鉻化物、氟化物、納米粒子、氟化物、硫脲、含羧酸基類基團(tuán)有機(jī)物、含羥基類基團(tuán)有機(jī)物、脂肪醇聚氧乙烯醚類聚合物按組分配比加入水中，鈍化劑與自來水的比例為1:60,混合均勻，調(diào)節(jié)鈍化劑pH值，即可得到免水洗鉻化鈍化劑。
[0041]調(diào)節(jié)鈍化劑PH用酸堿度調(diào)節(jié)劑，酸堿度調(diào)節(jié)劑為硝酸、醋酸、硫酸、鹽酸、氫氟酸、
氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸氫銨中的組合。
[0042]將上述鈍化劑噴淋于待處理材料表面，將待處理材料烘干或自然晾干即得到表面有免水洗鉻化鈍化膜的材料，噴淋處理壓力和時間可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中需要調(diào)節(jié)，優(yōu)選噴淋壓力Ibar，噴淋時間為160秒。
[0043]烘干的溫度為85°C。
[0044]待處理材料為鋁合金。
[0045]實(shí)施例三
一種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑，所用原料按照如下組分配比組合而成: