CN103031584A - 金属阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属表面处理领域，具体涉及一种金属阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理工艺，采用阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理技术，即通过硅烷化处理技术与锆盐转化技术成功融合，使得硅烷与锆盐转化膜杂化，在金属表面形成硅烷-锆盐转化杂化膜。该杂化膜较之单纯的锆盐转化膜，耐腐蚀性能特别是耐碱性能大大提高，从而保证在电泳过程碱性环境下锆盐转化膜的完整性，进而保证涂料与基体的附着力，杂化膜具有耐腐蚀性能强，致密均匀，电阻小，附着力好等优点。

Description

金属阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理工艺
技术领域
本发明涉及金属表面处理领域，具体涉及一种金属阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理工艺。
背景技术
在金属表面处理中，基体表面处理质量好坏直接影响涂层的附着力、外观及耐腐蚀等性能。传统的磷酸盐转化和铬酸盐钝化表面处理技术虽然可以获得良好的效果，但处理过程中排除的废液中含有锌、锰、镍、铬等重金属离子和亚硝酸盐等致癌物质，对环境污染非常严重。而金属表面硅烷-锆盐转化处理技术由于不涉及危险环境的物质，生产工艺能耗低、技术应用领域广泛，被认为有望取代磷酸盐转化处理和铬酸盐钝化处理，是金属表面前处理的最新发展方向。
硅烷-锆盐转化处理时以有机硅烷-锆盐水溶液为主要成分对金属材料进行表面处理的过程。硅烷-锆盐转化处理与传统磷化相比具有以下多个优点：无有害重金属离子，不含磷，无需加热。硅烷-锆盐转化处理时间短，控制简便。处理步骤少，可省去表调工序。
金属表面硅烷-锆盐转化处理具有广阔的应用前景，但现有技术所成的锆盐转化膜存在抗腐蚀性能不强、成膜不均匀、不具备“自修复”性能或者“自修复”性能差等缺陷，限制了其发展。
在阴极电泳涂装时，对预处理膜层的各项指标要求更加严格，如耐碱性能要求，因为电泳过程中的碱性增强会破坏锆盐转化膜层，导致基体表面微观结构发生变化，严重影响整体涂层的性能。
发明内容
根据现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种金属阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理工艺，采用阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理技术所得到的杂化膜，与单纯的锆盐转化膜相比，其耐腐蚀性能特别是耐碱性能大大提高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种金属阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理工艺，其特点在于：采用阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理技术，即通过硅烷转化处理技术与锆盐转化技术成功融合，使得硅烷与锆盐转化膜杂化，在金属表面形成硅烷-锆盐转化杂化膜，具体步骤如下：
(1)首先将金属材料表面进行脱脂处理；
(2)将脱脂处理的金属材料进行两次水洗；
(3)将水洗后的金属材料再次去离子水洗；
(4)将步骤(3)水洗后的金属材料放入盛有锆盐转化剂的转化液槽里浸渍，进行锆盐转化处理，浸泡完成后，在金属材料表面得到硅烷-锆盐转化杂化膜，浸泡时间2-4min，浸泡温度为室温～50℃，纯水洗电导率＜20μm/cm；
(5)将锆盐转化处理后的金属材料在50-100℃下烘干固化0.5-1h。
本发明所述的锆盐转化剂为硅烷-锆盐转化处理剂，其每升处理剂的组成原料各组分的重量为：硅烷偶联剂KH 460 20-50g、无水乙醇20-40g、氟锆酸10-30g、氟化钠3-5g、乙二胺四乙酸钠0.1-0.4g和三乙醇胺水杨酸盐5-10g。
本发明所述的硅烷锆盐转化处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乙醇加入去离子水中搅拌均匀；
(2)将硅烷偶联剂KH-460加入步骤(1)配制好的乙醇溶液中，搅拌均匀，并调节溶液的pH＝4-6，制得溶液1；
(3)将氟锆酸和氟化钠溶解到去离子水中，并搅拌均匀，制得溶液2；
(4)将溶液1与溶液2混合，加入三乙醇胺水杨酸盐和乙二胺四乙酸二钠，充分搅拌并定容，最后调节溶液的pH＝3-5；
(5)混合溶液室温下静置水解24小时，即可。
本发明的有益效果：
采用本发明方法对金属阴极材料进行硅烷-锆盐转化处理后，在金属表面形成硅烷-锆盐转化杂化膜，该杂化膜具有以下优点：
1、该杂化膜较之单纯的锆盐转化膜，其耐腐蚀性能特别是耐碱性能大大提高，从而有效地保证在电泳过程碱性环境下锆盐转化膜的完整性，进而保证涂料与基体的附着力；
2、该杂化膜膜层(＜100nm)明显小于常规阴极电泳磷化膜(2～3μm)，因此电阻较小，使电泳涂装时电沉积的效率增加；
3、该杂化膜致密均匀，电泳涂装时导电能力、电场强度一致，能够得到均匀的电沉积膜；
因此，本发明工艺可以从根本上改善现有锆盐转化处理技术的不足，即通过硅烷化处理技术与锆盐转化技术成功融合，使得硅烷与锆盐转化膜杂化，在金属表面形成硅烷锆盐转化杂化膜，从而能够更好的应用于阴极电泳涂装前处理。
附图说明
图1为实施例1中的产品表面图像；
图2为实施例2中的产品表面图像；
图3为实施例3中的产品表面图像；
图4为用划痕法测试产品结合力的图像；
图5为盐雾试验评价产品耐腐蚀性的图像；
具体实施方式：
实施例1
使用鞍钢冷轧板，由于阴极电泳技术对金属试样表面有着光洁度及清洁度的要求。因此首先需要对鞍钢冷轧板进行表面预处理，其工艺路线为：预脱脂→脱脂→水洗→去离子水洗→硅烷-锆盐转化处理→去离子水洗→烘干。
脱脂液为MC-3011和RT-188W混合溶液，脱脂在室温～30℃进行，根据样件的油污多少浸泡时间为10min。
水洗、去离子水洗后立即进行硅烷-锆盐转化处理，其每升处理剂的组成原料各组分的重量为：硅烷偶联剂KH-460 20g、无水乙醇40g、氟锆酸10g、氟化钠5g、乙二胺四乙酸钠0.1g、三乙醇胺水杨酸盐10g。
将硅烷-锆盐转化处理之后的冷轧板试样进行阴极电泳，其步骤为：
(1)打开电压控制开关，设定极间距为30cm，槽液温度为30℃，极比为2.5，调节电压至设定值。本实施例中电压设定为100伏；
(2)在试验烧杯内挂置样品，样品全部浸没在电泳漆里，在距离样品约30厘米处挂置一块同样形状大小的阳极不锈钢板；
(3)连接好各个电路线，打开电泳控制开关，使控制开关指示在阴极电泳端；
(4)打开电源开关，并且开始计时，达到设定时间时关上电源开关；
(5)关上电泳控制开关，迅速拿出试样用水冲洗电泳涂层表面，除去附着在冷轧板表面的残余电泳漆液，再把试样挂在通风的地方让其自然风干；
(6)十五分钟后，把试样放进电热鼓风干燥箱内烘干，控制温度为160℃，设定时间为30min，然后取出；如图1所示。
实施例2
使用马钢冷轧板，首先需要对冷轧板进行表面预处理，其工艺路线为：预脱脂→脱脂→水洗→去离子水洗→硅烷-锆盐转化处理→去离子水洗→烘干。
脱脂液为MC-3011和RT-188W混合溶液，脱脂在40～50℃进行，根据样件的油污多少浸泡时间为30min。
水洗、去离子水洗后立即进行硅烷-锆盐转化处理，其每升处理剂的组成原料各组分的重量为：硅烷偶联剂KH-46050g、无水乙醇20g、氟锆酸30g、氟化钠3g、乙二胺四乙酸钠0.4g、三乙醇胺水杨酸盐5g。
将硅烷-锆盐转化处理之后的冷轧板试样进行阴极电泳，其步骤为：
(1)打开电压控制开关，设定极间距为30cm，槽液温度为30℃，极比为2.5，调节电压至设定值。本实施例中电压设定为150伏；
(2)在试验烧杯内挂置样品，样品全部浸没在电泳漆里，在距离样品约30厘米处挂置一块同样形状大小的阳极不锈钢板；
(3)连接好各个电路线，打开电泳控制开关，使控制开关指示在阴极电泳端；
(4)打开电源开关，并且开始计时，达到设定时间时关上电源开关；
(5)关上电泳控制开关，迅速拿出试样用水冲洗电泳涂层表面，除去附着在冷轧板表面的残余电泳漆液，再把试样挂在通风的地方让其自然风干；
(6)十分钟后，把试样放进电热鼓风干燥箱内烘干，控制温度180℃，设定时间为30min，然后取出；如图2所示。
实施例3
使用首钢冷轧板，首先需要对冷轧板进行表面预处理，其工艺路线为：预脱脂→脱脂→水洗→去离子水洗→硅烷-锆盐转化处理→去离子水洗→烘干。
脱脂液为MC-3011和RT-188W混合溶液，脱脂在30～40℃进行，根据样件的油污多少浸泡时间为20min。
水洗、去离子水洗后立即进行硅烷-锆盐转化处理，其每升处理剂的组成原料各组分的重量为：硅烷偶联剂KH-460 30g、无水乙醇30g、氟锆酸20g、氟化钠4g、乙二胺四乙酸钠0.2g、三乙醇胺水杨酸盐7g。
将硅烷锆盐转化处理之后的冷轧板试样进行阴极电泳，其步骤为：
(1)打开电压控制开关，设定极间距为30cm，槽液温度为30℃，极比为2.5，调节电压至设定值。本实施例中电压设定为120伏；
(2)在试验烧杯内挂置样品，样品全部浸没在电泳漆里，在距离样品约30厘米处挂置一块同样形状大小的阳极不锈钢板；
(3)连接好各个电路线，打开电泳控制开关，使控制开关指示在阴极电泳端；
(4)打开电源开关，并且开始计时，达到设定时间时关上电源开关；
(5)关上电泳控制开关，迅速拿出试样用水冲洗电泳涂层表面，除去附着在冷轧板表面的残余电泳漆液，再把试样挂在通风的地方让其自然风干；
(6)二十分钟后，把试样放进电热鼓风干燥箱内烘干，控制温度为170℃，设定时间为30min，然后取出；如图3所示。
对实施实例1获得的冷轧板试样进行性能测试，测试方法如下：
(1)采用划痕法测试其结合力，如图4所示。
(3)将试样进行中性盐雾腐蚀试验。检测设备：CZ-200A盐雾腐蚀试验箱，腐蚀试验检测依据：ASTM B117-2002标准，腐蚀试验评定标准：ASTM D1654-1992。盐雾试验评价其耐腐蚀性，如图5。
(4)采用涡流测厚仪测量厚度。利用45μm标准基卡对测厚仪进行校准，然后测量其涂层厚度。
其测试结果如表1所示：
表1实例性能测试结果
厚度 25μm
结合力 1级
中性盐雾试验 500小时无腐蚀坑

Claims (3)

1.一种金属阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理工艺，其特点在于：采用阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理技术，即通过硅烷转化处理技术与锆盐转化技术成功融合，使得硅烷与锆盐转化膜杂化，在金属表面形成硅烷-锆盐转化杂化膜，具体步骤如下：
(1)首先将金属材料表面进行脱脂处理；
(2)将脱脂处理的金属材料进行两次水洗；
(3)将水洗后的金属材料再次去离子水洗；
(4)将步骤(3)水洗后的金属材料放入盛有锆盐转化剂的转化液槽里浸渍，进行锆盐转化处理，浸泡完成后，在金属材料表面得到硅烷-锆盐转化杂化膜，浸泡时间2-4min，浸泡温度为室温～50℃，纯水洗电导率＜20μm/cm；
(5)将锆盐转化处理后的金属材料在50-100℃下烘干固化0.5-1h。
2.根据权利要求1所述的金属阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理工艺，其特征在于：所述的锆盐转化剂为硅烷锆盐转化处理剂，其每升处理剂的组成原料各组分的重量为：硅烷偶联剂KH-460 20-50g、无水乙醇20-40g、氟锆酸10-30g、氟化钠3-5g、乙二胺四乙酸钠0.1-0.4g和三乙醇胺水杨酸盐5-10g。
3.根据权利要求2所述的金属阴极电泳涂装前硅烷-锆盐转化处理工艺，其特征在于：所述的硅烷-锆盐转化处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乙醇加入去离子水中搅拌均匀；
(2)将硅烷偶联剂KH-460加入步骤(1)配制好的乙醇溶液中，搅拌均匀，并调节溶液的pH＝4-6，制得溶液1；
(3)将氟锆酸和氟化钠溶解到去离子水中，并搅拌均匀，制得溶液2；
(4)将溶液1与溶液2混合，加入三乙醇胺水杨酸盐和乙二胺四乙酸二钠，充分搅拌并定容，最后调节溶液的pH＝3-5；
(5)混合溶液室温下静置水解24小时，即可。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105018915A (zh) * 2015-07-14 2015-11-04 山东省科学院新材料研究所 一种铝合金陶化液
CN105381942A (zh) * 2015-10-27 2016-03-09 神龙汽车有限公司 新型纳米前处理与免中涂水性漆配套轿车车身涂装方法
CN105925970A (zh) * 2016-07-14 2016-09-07 南京科润工业介质股份有限公司 一种用于金属材料阴极电泳涂装前的表处理剂
CN106967969A (zh) * 2017-05-02 2017-07-21 哈尔滨工程大学 一种获得钢体表面陶化‑硅烷复合改性层的方法及改性液
CN107502183A (zh) * 2017-08-03 2017-12-22 浙江五源科技股份有限公司 镀锌钢电泳涂装前硅烷锆盐复合防护膜
CN112626588A (zh) * 2020-12-25 2021-04-09 常州凯泽环保科技有限公司 一种耐磨抗腐蚀型阴极电泳涂装工艺
CN113718240A (zh) * 2021-08-18 2021-11-30 东风商用车有限公司 一种镁合金漆前表面处理方法
CN115961276A (zh) * 2022-12-29 2023-04-14 南京科润工业介质股份有限公司 一种改性纳米锆溶胶的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101838803A (zh) * 2010-05-20 2010-09-22 安徽未来表面技术有限公司 用于金属表面磷化替代处理剂及其制备方法
CN102747355A (zh) * 2012-07-27 2012-10-24 重庆长宇金属表面处理技术有限公司 金属表面陶化剂及其使用方法
CN102787311A (zh) * 2012-07-16 2012-11-21 安徽未来表面技术有限公司 一种适用于阴极电泳前处理的稀土氟锆盐复配处理剂技术

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101838803A (zh) * 2010-05-20 2010-09-22 安徽未来表面技术有限公司 用于金属表面磷化替代处理剂及其制备方法
CN102787311A (zh) * 2012-07-16 2012-11-21 安徽未来表面技术有限公司 一种适用于阴极电泳前处理的稀土氟锆盐复配处理剂技术
CN102747355A (zh) * 2012-07-27 2012-10-24 重庆长宇金属表面处理技术有限公司 金属表面陶化剂及其使用方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105018915A (zh) * 2015-07-14 2015-11-04 山东省科学院新材料研究所 一种铝合金陶化液
CN105381942A (zh) * 2015-10-27 2016-03-09 神龙汽车有限公司 新型纳米前处理与免中涂水性漆配套轿车车身涂装方法
CN105381942B (zh) * 2015-10-27 2019-04-30 神龙汽车有限公司 纳米前处理与免中涂水性漆配套轿车车身涂装方法
CN105925970A (zh) * 2016-07-14 2016-09-07 南京科润工业介质股份有限公司 一种用于金属材料阴极电泳涂装前的表处理剂
CN106967969A (zh) * 2017-05-02 2017-07-21 哈尔滨工程大学 一种获得钢体表面陶化‑硅烷复合改性层的方法及改性液
CN107502183A (zh) * 2017-08-03 2017-12-22 浙江五源科技股份有限公司 镀锌钢电泳涂装前硅烷锆盐复合防护膜
CN112626588A (zh) * 2020-12-25 2021-04-09 常州凯泽环保科技有限公司 一种耐磨抗腐蚀型阴极电泳涂装工艺
CN113718240A (zh) * 2021-08-18 2021-11-30 东风商用车有限公司 一种镁合金漆前表面处理方法
CN115961276A (zh) * 2022-12-29 2023-04-14 南京科润工业介质股份有限公司 一种改性纳米锆溶胶的制备方法

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