CN103834208B - 环保型镁合金皮膜处理液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种环保型镁合金皮膜处理液及其制备方法，该皮膜处理液为包含硅烷偶联剂、pH调节剂及添加剂的乙醇溶液。该制备方法包括以下步骤：（1）在烧杯中先加入硅烷偶联剂，然后用少量乙醇将其稀释；（2）再依次加入pH调节剂及添加剂，最后再加入一定量的无水乙醇；（3）将上述添加好配方的烧杯放在磁力搅拌器上对溶液进行搅拌，搅拌时间为1～2h。相较于现有技术，本发明所得的环保型型镁合金皮膜处理液及其制备方法，具有如下优点：该皮膜处理液中不含磷及铬等对环境造成危害的元素，从而减轻了废水处理的负担，加强了对环境的保护，且得到的镁合金产品的膜层耐腐性强，能通过48小时中性盐雾测试。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种镁合金表面处理液及其制备方法，具体涉及一种环保型镁合金皮膜处理液及其制备方法。
【背景技术】
因镁合金材料是一种轻质结构材料，质量为铝的2/3，钢铁的1/4，与钢、铝、塑料等工程材料相比，镁合金具有强度和刚度好，电磁屏蔽性能好，无磁性；吸震性好；无毒、可回收；极好的切削加工性能，极高的压铸生产率，尺寸收缩小，并且具有优良低温性能和导热率高等特点被广泛应用；但由于镁及其合金本身的化学稳定性差，极易因氧化而腐蚀，成为其进一步发展的瓶颈。
目前镁及其合金处理的方法种类比较多，但主要采用化学转化膜和阳极氧化的方法，其中的化学转化膜处理配方多数都含有磷和铬等一些对环境造成较大污染的元素或离子，而且工艺较复杂，处理后会产生大量的工业废水，且废水处理的成本较高。这样的皮膜配方既破坏了环境，又给很多厂商增加了废水处理的经济负担。
专利CN101560657中公开了一种镁合金表面化学转化处理方法，其中包括用含有磷酸的皮膜液处理镁合金产品，形成的磷化膜层，虽然该膜层平整，致密，但磷会造成植物的富营养化，对环境有一定危害。专利CN101451239中公开一种含有磷酸盐等水溶液的化学转化处理液，虽然该处理液形成的膜层会有较好的耐腐蚀性，但是配方中含的磷仍然对环境有一定影响。
有鉴于此，实有必要提供一种镁合金表面处理液，该处理液既能保持镁合金产品表面处理后膜层的耐腐蚀性，又不会产生对环境造成危害的废液。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种环保型镁合金皮膜处理液及其制备方法，使其的废液对环境造成危害小，同时又能确保镁合金产品膜层耐腐蚀性性能。
为了达到上述目的，本发明提供的环保型镁合金皮膜处理液，所述皮膜处理液为包含硅烷偶联剂、pH调节剂及添加剂的无水乙醇溶液。
较佳的，所述皮膜处理液中，硅烷偶联剂的浓度为60～120g/L、pH调节剂的浓度为10～90g/L、添加剂的浓度为5～30g/L。
较佳的，所述硅烷偶联剂包括Si-902、Si-563、KH550及KH792中的一种。
较佳的，所述硅烷偶联剂为Si-902，所述Si-902的浓度为80～100g/L。
较佳的，所述pH调节剂包括甲酸、乙酸、丙二酸、乳酸及草酸中的一种或几种。
较佳的，所述pH调节剂为乙酸，所述乙酸的浓度为30～90g/L。
较佳的，所述添加剂包括甘油、聚乙二醇、苯骈三氮唑和丹宁酸中的一种或几种。
较佳的，所述添加剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇的浓度为15～30g/L。
较佳的，所述聚乙二醇为RPE1720、RPE1740、RPE2520（以上均为BSF商品牌号）中的一种。
较佳的，所述聚乙二醇为RPE2520。
本发明还提供一种环保型镁合金皮膜处理液的制备方法,该方法包括以下步骤：
（1）在烧杯中先加入硅烷偶联剂，然后用少量乙醇将其稀释；
（2）再依次加入pH调节剂及添加剂，并加入一定量的无水乙醇；
（3）将上述添加好配方的烧杯放在磁力搅拌器上对溶液进行搅拌，搅拌时间为1～2h。
相较于现有技术，本发明环保型镁合金皮膜处理液及其制备方法，该皮膜处理液中不含磷及铬等对环境造成危害的元素，从而减轻了废水处理的负担，加强了对环境的保护，得到的镁合金产品的膜层耐腐性强。
【具体实施方式】
下面结合部分实施例对本发明作具体说明。
实施例1：
本发明提供的环保型镁合金皮膜处理液，所述皮膜处理液为包含硅烷偶联剂、pH调节剂及添加剂的无水乙醇溶液。
本发明的皮膜处理液，按质量浓度计算，其包含：
KH792 80g/L；
乙酸 30g/L；
RPE1720 20g/L；
无水乙醇 余量。
本发明还提供一种环保型镁合金皮膜处理液的制备方法,于本实施例中，该方法包括以下步骤：
（1）首先在烧杯中加入主成膜剂KH792，然后用少量乙醇稀释；
（2）将上述烧杯再依次加入乙酸和RPE1720,然后补充一定量的无水乙醇；
（3）将上述添加好配方的烧杯放在磁力搅拌器上对溶液进行搅拌2h。
将镁合金样品进行机械去氧层处理及表面除灰后浸泡在上述制得的皮膜处理液中30s，将浸泡后的镁合金样品进行室温干燥，干燥后的镁合金样品表面平整，光滑。将上述镁合金样品放在中性盐雾下测试48h，该镁合金样品的表面无任何腐蚀。
实施例2：
本发明提供的环保型镁合金皮膜处理液，所述皮膜处理液为包含硅烷偶联剂、pH调节剂及添加剂的无水乙醇溶液。
本发明的皮膜处理液，按质量浓度计算，其包含：
Si-563 90g/L；
丙二酸 50g/L；
甘油 20g/L；
无水乙醇 余量。
本发明还提供一种环保型镁合金皮膜处理液的制备方法,于本实施例中，该方法包括以下步骤：
（1）首先在烧杯中加入主成膜剂Si-563，然后用少量乙醇稀释；
（2）将上述烧杯再依次加入丙二酸和甘油,然后补充一定量的无水乙醇；
（3）将上述添加好配方的烧杯放在磁力搅拌器上对溶液进行搅拌1.5h。
将镁合金样品进行机械去氧层处理及表面除灰后浸泡在上述制得的皮膜处理液中30s，将浸泡后的镁合金样品进行干燥，干燥后的镁合金样品表面平整，光滑。将上述镁合金样品放在中性盐雾下测试48h，该镁合金样品的表面无任何腐蚀。
实施例3：
本发明提供的环保型镁合金皮膜处理液，所述皮膜处理液为包含硅烷偶联剂、pH调节剂及添加剂的无水乙醇溶液。
本发明的皮膜处理液，按质量浓度计算，其包含：
KH550 95g/L；
乳酸 80g/L；
RPE1740 30g/L；
无水乙醇 余量。
本发明还提供一种环保型镁合金皮膜处理液的制备方法,于本实施例中，该方法包括以下步骤：
（1）首先在烧杯中加入主成膜剂KH550，然后用少量乙醇稀释；
（2）将上述烧杯再依次加入乳酸和RPE1740,然后补充一定量的无水乙醇；
（3）将上述添加好配方的烧杯放在磁力搅拌器上对溶液进行搅拌1h。
将镁合金样品进行机械去氧层处理及表面除灰后浸泡在上述制得的皮膜处理液中30s，将浸泡后的镁合金样品进行干燥，干燥后的镁合金样品表面平整，光滑。将上述镁合金样品放在中性盐雾下测试48h，该镁合金样品的表面无任何腐蚀。
实施例4：
本发明提供的环保型镁合金皮膜处理液，所述皮膜处理液为包含硅烷偶联剂、pH调节剂及添加剂的无水乙醇溶液。
本发明的皮膜处理液，按质量浓度计算，其包含：
Si-563 90g/L；
草酸 40g/L；
RPE2520 20g/L；
无水乙醇 余量。
本发明还提供一种环保型镁合金皮膜处理液的制备方法,于本实施例中，该方法包括以下步骤：
（1）首先在烧杯中加入主成膜剂Si-563，然后用少量乙醇稀释；
（2）将上述烧杯再依次加入草酸和RPE2520,然后补充一定量的无水乙醇；
（3）将上述添加好配方的烧杯放在磁力搅拌器上对溶液进行搅拌1.5h。
将镁合金样品进行机械去氧层处理及表面除灰后，将上述制得的皮膜处理液对预处理后的镁合金样品进行喷淋处理60s，将喷淋后的镁合金样品进行干燥，干燥后的镁合金样品表面平整，光滑。将上述镁合金样品放在中性盐雾下测试48h，该镁合金样品的表面无任何腐蚀。
实施例5：
本发明提供的环保型镁合金皮膜处理液，所述皮膜处理液为包含硅烷偶联剂、pH调节剂及添加剂的无水乙醇溶液。
本发明的皮膜处理液，按质量浓度计算，其包含：
Si-902 100g/L；
甲酸 60g/L；
RPE1740 25g/L；
无水乙醇 余量。
本发明还提供一种环保型镁合金皮膜处理液的制备方法,于本实施例中，该方法包括以下步骤：
（1）首先在烧杯中加入主成膜剂Si-902，然后用少量乙醇稀释；
（2）将上述烧杯再依次加入甲酸和RPE1740,然后补充一定量的无水乙醇；
（3）将上述添加好配方的烧杯放在磁力搅拌器上对溶液进行搅拌1h。
将镁合金样品进行机械去氧层处理及表面除灰后，将上述制得的皮膜处理液对预处理后的镁合金样品进行喷淋处理60s，将喷淋后的镁合金样品进行干燥，干燥后的镁合金样品表面平整，光滑。将上述镁合金样品放在中性盐雾下测试48h，该镁合金样品的表面无任何腐蚀。
实施例6：
本发明提供的环保型镁合金皮膜处理液，所述皮膜处理液为包含硅烷偶联剂、pH调节剂及添加剂的无水乙醇溶液。
本发明的皮膜处理液，按质量浓度计算，其包含：
Si-902 85g/L；
乙酸 75g/L；
甘油 25g/L；
无水乙醇 余量。
本发明还提供一种环保型镁合金皮膜处理液的制备方法,于本实施例中，该方法包括以下步骤：
（1）首先在烧杯中加入主成膜剂Si-902，然后用少量乙醇稀释；
（2）将上述烧杯再依次加入乙酸和甘油,然后补充一定量的无水乙醇；
（3）将上述添加好配方的烧杯放在磁力搅拌器上对溶液进行搅拌1h。
将镁合金样品进行机械去氧层处理及表面除灰后，将上述制得的皮膜处理液对预处理后的镁合金样品进行喷淋处理60s，将喷淋后的镁合金样品进行干燥，干燥后的镁合金样品表面平整，光滑。将上述镁合金样品放在中性盐雾下测试48h，该镁合金样品的表面无任何腐蚀。
相较于现有技术，本发明环保型镁合金皮膜处理液及其制备方法，该皮膜处理液中不含磷及铬等对环境造成危害的元素，从而减轻了废水处理的负担，加强了对环境的保护，得到的镁合金产品的膜层耐腐性强。
需指出的是，本发明不限于上述实施方式，任何熟悉本专业的技术人员基于本发明技术方案对上述实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，都落入本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种环保型镁合金皮膜处理液，其特征在于，所述皮膜处理液为包含硅烷偶联剂、pH调节剂及添加剂的无水乙醇溶液；
其中，所述硅烷偶联剂为Si-902、Si-563、KH550及KH792中的一种；所述pH调节剂包括甲酸、乙酸、丙二酸、乳酸及草酸中的一种或几种；所述添加剂包括甘油、聚乙二醇、苯骈三氮唑、丹宁酸中的一种或几种；
其中，该皮膜处理液，按质量浓度计算，其包含如下成份：
硅烷偶联剂 60～120g/L；
pH调节剂 10～90g/L；
添加剂 5～30g/L。
2.根据权利要求1所述的环保型镁合金皮膜处理液，其特征在于，所述硅烷偶联剂为Si-902，所述Si-902的浓度为80～100g/L。
3.根据权利要求1所述的环保型镁合金皮膜处理液，其特征在于，所述pH调节剂为乙酸，所述乙酸的浓度为30～90g/L。
4.根据权利要求1所述的环保型镁合金皮膜处理液，其特征在于，所述添加剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇的浓度为15～30g/L。
5.根据权利要求4所述的环保型镁合金皮膜处理液，其特征在于，所述聚乙二醇为RPE1720、RPE1740、RPE2520中的一种。
6.根据权利要求5所述的环保型镁合金皮膜处理液，其特征在于，所述聚乙二醇为RPE2520。
7.一种根据权利要求1至6中任一项所述的环保型镁合金皮膜处理液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)在烧杯中先加入硅烷偶联剂，然后用少量乙醇将其稀释；
(2)再依次加入pH调节剂及添加剂，并加入一定量的无水乙醇；
(3)将上述添加好配方的烧杯放在磁力搅拌器上对溶液进行搅拌，搅拌时间为1～2h。
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