CN103898593A - 一种高泳透率金属锆化涂装前处理剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高泳透率金属锆化涂装前处理剂，该金属锆化前处理剂中添加纳米氧化锆/纳米氟化锆、水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯和离子液体等，使该金属锆化前处理剂可以减缓金属表面被氧化腐蚀的速度及被紫外辐射的伤害，作用效果与常规磷化处理剂效果相当，同时，该金属锆化前处理剂使用方便，无环境污染，绿色环保。

Description

一种高泳透率金属锆化涂装前处理剂

技术领域

本发明涉及一种金属涂装处理剂，特别涉及一种可以替代传统的磷化液金属表面处理剂对金属产品进行处理的金属涂装前锆化处理剂。

背景技术

金属电镀前需要对金属表面进行前处理，以便使镀层均匀、光滑，避免出现橘皮现象。

最近几年，金属前处理领域取得了重大的进展，人们开发了多种前金属表面前处理剂，这些金属表面前处理剂对金属表面进行前处理需要较长的时间，在开发了高效能的表调剂后，磷化处理时间大幅减少，袋状构造部位的磷化性方面有很大改善。

目前广泛使用的金属表面前处理剂中普遍含有元素磷和氮，而这种元素随废弃前处理剂流入环境中造成严重的水体富营养化，引发赤潮、褐潮等环境问题。近几年来，随着人们对环保要求的不断提高，在金属表面前处理行业掀起了一场“绿色革命”，目前已经开发出可用来替代磷化技术的新型前处理剂，例如由含有离子液体的水性溶液或水性乳液构成的金属表面处理剂，如中国专利CN102787310A公开了一种金属表面处理剂，该处理剂使用硅酸盐或硅烷偶联剂作为清洗剂，使其与油污中的脂肪酸甘油酯发生皂化作用形成初生皂，从而使油污转化为水溶性物质而被溶解去除，而其中使用的硅酸钠、硅酸钾等硅酸盐或硅烷偶联剂，这些试剂均有环境污染，而且价格昂贵，生产及使用成本高。

此外，由于多数厂家应用阴极电泳涂装，对金属表面前处理剂的泳透率和耐腐蚀性能要求较高，目前多数市场上锆系处理剂都达不到原磷化水平，因此亟待开发一种绿色环保、泳透率与含磷金属前处理剂相当的无磷金属前处理剂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：离子液体在常温下全部由离子构成，电导率高，同时具有较强的溶解能力，通过设计调节阴阳离子，可以调整对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，可起到缓蚀作用，此外，离子液体具有较小的表面张力，可起到表面活性剂的作用；纳米二氧化锆和纳米氟化锆等具有较强的紫外吸收能力，可以减小紫外线对金属表面的腐蚀，这些纳米金属氧化物也具有一定的电导能力，同时，其具有较强的自我修复能力，可对金属表面起抗腐蚀的作用；水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯具有良好的导电能力和防腐性能，而锆化金属涂装前处理的主要目的即为除去金属表面的油污等污渍，并金属表面形成保护，因此本发明在前处理剂中加入离子液体、纳米二氧化锆/纳米氟化锆及水溶性导电高分子聚噻吩/聚吡咯，使金属锆化前处理剂具有较高的泳透率，从而完成了本发明，此外，本发明提供的金属锆经前处理剂中不含有磷或铬元素，绿色环保。本发明的目的在于提供以下几方面：

第一方面，本发明提供一种高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于，该金属锆化前处理剂以其自身总重量为100%计，包括如下重量百分比的组分：

其中，

所述纳米二氧化锆或纳米氟化锆的D50粒径为20～60nm；

所述水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯的数均分子量为8000～100000；

所述离子液体选自：四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑离子液体、溴代1-丁基-3-甲基咪唑离子液体、六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑离子液体、六氟磷酸N-乙基吡啶离子液体或三氟乙酸1-丁基-3-甲基咪唑离子液体；

所述高泳透率金属锆化涂装前处理剂的pH值为3～7。

第二方面，本发提供上述高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于，所述缓蚀剂选自乙胺、二乙胺、三乙胺、二戊胺、β-萘胺、苯基萘胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、苯并三氮唑、α-羟基苯并三氮唑、乌洛托品、牛脂胺、8-羟基喹啉、己烷基胺、辛烷基胺、癸烷基胺、十二烷基胺、十六烷胺、十八烷胺、双十二烷基胺、双十八烷基胺、三（十二烷基）胺或三（十八烷基）胺；

第三方面，本发提供上述高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于，所述稳定剂为非离子型表面活性剂，选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、司盘系列或吐温系列，优选为辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10、脂肪醇聚氧乙烯醚-7、司盘60或吐温80；

第四方面，本发提供上述高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于，所述抗氧化剂选自对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、儿茶酚、2,6-二叔丁基-α-二甲胺基对苯酚或4,4-亚甲基（2,6-二叔丁基苯酚）。

第五方面，本发提供上述高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于，

所述成膜助剂为十二醇酯；

所述pH调节剂选自柠檬酸、草酸、碳酸钠或碳酸氢钠。

第六方面，本发明还提供上述第一～五方面提供的金属表面处理剂的使用方法，其特征在于将金属表面处理剂均匀涂布于金属表面，20℃～100℃的温度下进行干燥，形成10～50nm厚的涂层。

在本发明中，所用术语“离子液体”是指，在室温或室温附近温度下呈液态的，完全由带正电的离子和带负电的离子所组成的物质。

本文中所述“金属锆化前处理剂”是指权利要求中所述的“高泳透率金属锆化涂装前处理剂”。

根据本发明提供的金属锆化前处理剂，具有以下有益效果：

（1）其处理后的金属表面泳透率高，可与磷化液处理的泳透率相当；

（2）其在金属表面反应快速，处理时间短；在金属锆化前处理过程中无需加热，节省能源；

（3）在金属锆化前处理过程中省去表调步骤，简化操作，缩短处理时间；

（4）本金属锆化前处理剂无废渣、废物产生，可免除除渣步骤，且对环境不造成污染，绿色环保；

（5）不含磷和重金属元素，符合环保要求；

（6）本发明提供的金属锆化前处理剂可在家电、机械制造、五金、建材等行业大面积使用，可以全面替代磷化技术具有工业实用性。

附图说明

图1a示出一汽钢管法测定泳透率的装置结构示意图；

图1b示出用一汽钢管法电泳后钢条漆膜分布的示意图；

图2a示出试验例1中用锆化工艺处理实施例1～3样品的实膜与虚膜长度对比图；

图2b示出试验例1中用磷化工艺处理样品的实膜与虚膜长度对比图；

图3a示出试验例2中磷化工艺处理样板经1000h中性盐雾试验后的照片；

图3b示出试验例2中锆化工艺处理样板经1000h中性盐雾试验后的照片；

图4示出用实施例1样品制备的样板经铜离子加速盐雾试验后的照片。

附图标号说明

11-钢管

12-样板

13-塑料桶

21-虚膜

22-实膜

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

根据本发明的第一方面，提供一种高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于，该金属锆化前处理剂以其自身总重量为100%计，包括如下重量百分比的组分：

本发明人经过研究发现，锆可在其表面上形成连续稳定、结合牢固并具有保护性能的氧化膜层，由于锆与氧具有极其强的亲和力，遭到破坏的氧化锆膜或氟化锆膜可以与环境中微量存在的氧或水（潮气）反应，能够立即进行自我修复，因此，其在几乎所有的自然环境中都不会被腐蚀；此外，纳米二氧化锆和纳米氟化锆等具有较强的紫外吸收能力，可以减小紫外线对金属表面的腐蚀，这些纳米金属氧化物也具有一定的电导能力，来增加金属表面的泳透率；纳米氧化锆或纳米氟化锆可增强金属表面摩擦系数。

因此，本发明在金属锆化前处理剂中添加纳米氧化锆和纳米氟化锆。

当纳米二氧化锆或纳米氟化锆的D50粒径小于20nm时，其在金属锆化前处理剂中容易团聚，不易分散，使其在金属表面形成不平整凸起，当纳米二氧化锆或纳米氟化锆的D50粒径大于60nm时，其粒径过大，也容易造成金属表面不光滑平整；当纳米二氧化锆或纳米氟化锆的用量小于7%时，其对金属表面的耐腐蚀作用效果不明显。

当上述物质的用量小于7%时，添加量过少，其抗紫外作用、氧化保护作用及防锈作用不明显；当上述物质的用量大于16%时，其用量过大，抗紫外作用、氧化保护作用及防锈作用不显著增加，而且因其不易与其它组分混溶，而使金属锆化前处理剂的均一性变差，因此，本发明选择纳米二氧化钛、纳米氧化锆或纳米氟化锆的用量为7～16%。

水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯具有较强的导电能力及防腐能力，将其添加至金属锆化前处理剂中，可以有效提高金属表面的抗腐蚀能力，数均分子量为8000～100000的水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯的防腐性较佳，当其用量小于3%时，其防腐效果不明显，当其用量大于6%时，其用量过大，不仅造成金属锆化前处理剂粘度过大，不易分散，而且防腐性能不明显增加，而造成原料的浪费，因此，本发明选择水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯的用量为3～6%。

缓蚀剂选自：乙胺、二乙胺、三乙胺、二戊胺、β-萘胺、苯基萘胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、苯并三氮唑、α-羟基苯并三氮唑、乌洛托品、牛脂胺、8-羟基喹啉、己烷基胺、辛烷基胺、癸烷基胺、十二烷基胺、十六烷胺、十八烷胺、双十二烷基胺、双十八烷基胺、三（十二烷基）胺或三（十八烷基）胺，上述缓蚀剂中均显弱碱性，既可以防止或减缓金属表面被酸性物质腐蚀，又不会由于其碱性过强而导致金属表面被碱腐蚀。当其用量小于0.3%时，其对酸性物质的缓蚀作用不明显，当其用量大于0.7%时，其用量过多，可能对金属表面形成碱环境，而破坏金属锆化前处理剂中其它组分的存在状态，因此，本发明选择缓蚀剂的用量为0.3～0.7%。

离子液体为含氮杂环化合物阳离子与无机/有机阴离子构成的室温离子液体，其中所述含氮杂环化合物阳离子是烷基吡啶或1，3-二烷基咪唑，其中烷基为链长为C2～C8的直链烷基、支链烷基或环烷基；所述无机阴离子为氯铝酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、氟离子、氯离子、溴离子或碘离子；所述有机阴离子为三氟乙酸根或乙酸根离子，如四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑离子液体、溴代1-丁基-3-甲基咪唑离子液体、六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑离子液体、六氟磷酸N-乙基吡啶离子液体或三氟乙酸1-丁基-3-甲基咪唑离子液体。

离子液体是由带正电的离子和带负电的离子构成，它在负100摄氏度至200摄氏度之间均呈液体状态，因此，其容易被溶解在表面活性剂、水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯、抗氧化剂、润湿剂、成膜助剂、乙醇和水中，容易实现均匀分散，使金属锆化前处理剂性能稳定均一。离子液体可以通过设计阴阳离子来调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，甚至其酸度可调至超酸，从而对金属表面的污渍进行洗除，同时，离子液体具有较大的极性可调控性、粘度低、密度大，可以形成二相或多相体系，对大量无机和有机物质都表现处良好的溶解能力，具有溶剂和催化剂的双重功能，它被认为与超临界CO₂和双水相一起构成三大绿色溶剂，同时，由于离子液体在常温下全部以离子状态存在，因此具有较大的电导率，因此离子液体在金属表面可以起到缓蚀的作用降低金属表面被腐蚀的速度，从而保护金属表面完好。此外，离子液体中存在的不同有机/无机阴阳离子可以起到表面活性剂作用，从而增加金属锆化前处理剂在金属表面涂布的均匀度。

在金属锆化前处理剂中，离子液体的用量小于0.8%时，离子液体用量过少，其缓蚀作用及增加表面活性的作用不明显；当离子液体用量大于1.5%时，其在金属前处理液中的缓蚀作用及增加表面活性的作用不明显增加，继续增加用量，则会大量增加生产成本，而且带来资源的浪费，因此，本发明选择离子液体的用量为0.8～1.5%。

离子液体中的离子可分散于水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯分子周围，从而增加了水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯的导电性和金属锆化前处理剂的抗腐蚀性，从而在将金属锆化前处理剂涂布于金属表面后，对金属导电性的影响减小。

离子液体、纳米二氧化锆或纳米氟化锆和水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯三者协同作用，可以极大的增加金属锆化前处理剂的抗氧化、抗紫外及抗腐蚀的能力，从而对金属表面形成良好的保护，同时，三者混合后金属锆化前处理剂的导电能力增强，使金属锆化前处理剂的泳透率明显增加，从而保证金属锆化良好。

稳定剂选择非离子型表面活性剂，避免其与离子液体发生反应，从而保证稳定剂与离子液体能够协同增效，优选稳定剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、司盘系列或吐温系列，特别优选为辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10（OP-10）、脂肪醇聚氧乙烯醚-7、司盘60或吐温80，稳定剂能够显著降低金属锆化前处理剂的表面张力，使其在金属表面润湿、乳化，增加稳定剂后，金属锆化前处理剂在常温下即可使用，节约能耗，处理时间短，只需反应1到3分钟，而磷化浸泡要处理15分钟，因而本发明使用操作方便。当稳定剂用量小于0.3%时，其润湿、乳化作用不明显，而当其用量大于0.8%时，其用量过大，使金属锆化前处理剂的表面张力过小，从而使成膜过程时间增加，因此，本发明选择稳定剂的用量为0.3～0.8%。

pH调节剂选自柠檬酸、草酸、碳酸钠、碳酸氢钠，用于调节金属锆化前处理剂的pH，使各组分能够协同增效，实验表明，当pH为3～7时，金属锆化前处理剂的作用效果最优，此时pH调节剂用量为0.1～0.5%。

本发明选择市售常规润湿剂用为金属锆化前处理剂中的润湿剂，如广州市斯洛柯化学有限公司有机硅润湿剂Silok4650、兰州普罗门公司的非离子水性润湿剂PM-WET100、PM-WET101和聚羧酸钠盐水性润湿剂PM-DISPERSANT5040、上海格闰宁化工科技有限公司的非离子水性润湿剂GR-500、上海里特化工科技有限公司非离子水性润湿剂的Richdol&reg101等，其可以降低金属锆化前处理剂的表面张力，保证金属锆化前处理剂能够充分在金属表面展开，使溶剂及其它组分能或透入其表面，而把金属表面润湿。当其用量小于0.1%时，其用量过少，润滑效果不明显，当其用量大于0.15%时，其用量过大，金属锆化前处理剂的表面张力过小，展开速度过快，不易控制，因此，本发明选择其用量为0.1～0.15%。

成膜助剂为十二醇酯，其不仅可降低成膜温度，还可改善膜的耐候性、可擦洗性、可清洁性、可补漆性和改进涂层的展色性；其少量使用即可实现上述功能，然而当其用量小于0.3%时，其用量过低，对成膜温度的降低、膜耐候性、可擦洗性、可清洁性、可补漆性和对涂层的展色性的改进不明显；当其用量增加至0.6%以上时，其对膜性能的改进不明显增加，因此，本发明选择成膜助剂的用量为0.3～0.6%。

抗氧化剂选自对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、儿茶酚、2,6-二叔丁基-α-二甲胺基对苯酚或4,4-亚甲基（2,6-二叔丁基苯酚）等具有还原性活性基团的有机化合物，这些化合物中的活性基团可与氧化性物质发生氧化还原反应，从而减缓金属表面的被氧化的速率，防止和延缓产品氧化变质，如变色、异味、氧化酸败，同时这引起化合物在乙醇或水中具有较大的溶解性。当抗氧剂的用量小于0.2%时，其抗氧化作用效果不明显，当其用量大于0.5%时，其抗氧化作用效果不显著增加，为节约成本，本发明选择抗氧剂的用量范围为0.2～0.5%。

所述高泳透率金属锆化涂装前处理剂的pH值为3～7，本发明选择用乙醇和水作为金属锆化前处理剂的主要溶剂，是由于其表面能比金属板面的表面能高得多，可有效在金属表面分散。

本发明所用各组分均不含有磷或铬等其它有毒或会引起环境污染的元素，因此，本发明提供的高泳透率金属锆化涂装前处理剂绿色环保。

本发明还提供上述高泳透率金属锆化涂装前处理剂的使用方法，即在待处理工件金属表面，均匀涂布上述高泳透率金属锆化涂装前处理剂，在20℃～100℃的温度下进行干燥，形成10～50nm厚的涂层即可，不需要专门涂装前处理设备和工位。本发明提供的高泳透率金属锆化涂装前处理剂使用简单方便，将普通锆化工艺中的脱脂、水洗、锆化处理、水洗等工序直接合并为擦涂或刷涂锆化液一个步骤，无需专用浸泡槽或喷淋槽等相关设备，节省时间、空间及经济成本，而且泳透率高。

实施例

本实施例所用试剂商购信息如下：

纳米二氧化锆购自：杭州万景新材料有限公司，D50粒径为45nm；

纳米氟化锆购自：上海笛柏化学品技术有限公司，型号H369006；

PM－WET100购自兰州普罗门公司，非离子水性润湿剂。

实施例1

一种高泳透率金属锆化涂装前处理剂，以金属锆化前处理剂总重量为100%计，包括如下重量百分比的组分：

其中，水溶性导电高分子聚噻吩的数均分子量为12000。

实施例2

一种高泳透率金属锆化涂装前处理剂，以金属锆化前处理剂总重量为100%计，包括如下重量百分比的组分：

其中，水溶性导电高分子聚噻吩的数均分子量为15000。

实施例3

一种高泳透率金属锆化涂装前处理剂，以金属锆化前处理剂总重量为100%计，包括如下重量百分比的组分：

其中，水溶性导电高分子聚吡咯的数均分子量为30000。

对比例

对比例1

本对比例所用方法与实施例1相同，区别仅在于不加入水溶性导电高分子聚噻吩。

对比例2

本对比例所用方法与实施例2相同，区别仅在于不加入纳米氟化锆。

对比例3

本对比例所用方法与实施例3相同，区别仅在于不加入六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑离子液体。

对比例4

本对比例所用方法与实施例1相同，区别仅在于，加入离子液体为四丁基溴化铵。

试验例

试验所用材料规格为150mm×75mm×0.7mm的长方体Q235碳素钢板，在靠近75mm长的边中间用电钻打一个挂孔；

所用电泳漆为广东佛山科德化工实业有限公司的KD系列阴极电泳漆；

所用磷化液购自沈阳帕卡濑精有限公司，型号PB-3140。

前处理方法：

（一）磷化工艺：预脱脂（35℃条件下洗涤样板15分钟）→脱脂（50℃条件下洗涤样板15分钟）→自来水洗（在自来水中浸洗3分钟）→纯水洗（在纯水中浸洗5分钟）→表调（在浓度为3‰硫酸氧钛溶液中浸洗3分钟）→磷化（工艺参数见表1）→自来水洗（在自来水中浸洗5分钟）→纯水洗（在纯水中浸洗5分钟）→阴极电泳（工艺参数参见表1）→纯水冲洗（在纯水中浸洗3分钟）→烘干（在180℃条件下干燥30分钟）；

（二）锆化工艺：预脱脂（35℃条件下洗涤样板10分钟）→脱脂（50℃条件下洗涤样板15分）→自来水洗（在自来水中浸洗3分钟）→纯水洗（在纯水中浸洗5分钟）→锆化（工艺参数参见表1）→自来水洗（在自来水中浸洗5分钟）→纯水洗（在纯水中浸洗5分钟）→阴极电泳（工艺参数参见表1）→纯水冲洗（在纯水中浸洗5分钟）→烘干（在180℃条件下干燥30分钟）。

样板制备主要工艺参数如下表1所示：

表1 样板制备主要参数表

试验例1泳透率测试

泳透率测试：泳透率即背离电极的一面泳上漆膜的能力。在本试验中运用一汽钢管法来检测电泳的泳透率，图1a是一汽钢管法的结构，图1b是电泳完后钢条漆膜分布的示意图，由图1b可明显看出，虚膜21分布均匀，虚膜短。

在表1的试验条件下，得到锆化工艺和磷化工艺的实膜与虚膜长度对比图，如图2a和图2b所示。从图2a和图2b中可以看出，使用实施例1～3制备的金属锆化前处理剂处理后样板的泳透率与用磷化液处理的样板的泳透率试验结果相近；与用锆化工艺处理的样板相比，磷化工艺样板上的电泳漆分布不均匀，有局部漆膜橘皮现象，这可能是样板局部磷化膜成膜过薄所致。

据图2a与图2b得到实膜与虚膜长度数据，根据下式计算泳透率，计算结果如表2所示。

表2 不同前处理工艺下膜的长度（mm）及泳透率（%）

从表2中可以看出，锆化工艺处理后样板的平均泳透率为44.67%，而用磷化工艺处理样板的电泳泳透率为46.03%，两者泳透效果相差小于3%。因此，在实际生产中，在不需要额外的辅助电极或者多开工艺孔的情况下，采用锆化工艺处理的样板同样可以满足工业需要。

试验例2耐盐雾腐蚀试验

本试验中测试样板按照（一）中试验1和（二）中实施例1试验的方法制备。

烘完后在样板中间划一条竖线，将制好的样板按照标准QB/T3826-1999进行中性盐雾试验，测试时间1000h，测试结果如图3a和图3b所示。

从图3a和图3b中可看出，磷化样板的扩缝宽度与锆化样板扩缝宽度相当，均小于1mm。

汽车行业的一般标准是中性盐雾试验（NSS）达到1000h时，单侧扩缝≤2mm合格，因此，实施例1制得的金属锆化前处理剂用（二）处理后具有良好的耐盐雾腐蚀性。

试验例3铜加速百格实验（见图4）

本试验实施例1～3所用样板按照（二）中方法制备，对比例所用样板按照（二）中实施例1方法制备。

试验方法：

将样板冷却至室温后，用百格刀画上百格，之后包边放入酸性的铜离子加速盐雾箱中，经过100小时后取出，通过玻璃纸胶带进行剥离，通过未脱落的涂膜网格个数占总网格个数的百分比对漆的附着力进行评价，百分比越大，说明效果越好，试验结果如表3所示。

表3 附着力试验结果

用实施例1样品制备的样板经铜加速百格试验后的照片如图4所示。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于，该金属锆化前处理剂以其自身总重量为100%计，包括如下重量百分比的组分： 

其中， 

所述纳米二氧化锆或纳米氟化锆的D50粒径为20～60nm； 

所述水溶性导电高分子聚噻吩或聚吡咯的数均分子量为8000～100000； 

所述离子液体选自：四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑离子液体、溴代1-丁基-3-甲基咪唑离子液体、六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑离子液体、六氟磷酸N-乙基吡啶离子液体或三氟乙酸1-丁基-3-甲基咪唑离子液体； 

所述高泳透率金属锆化涂装前处理剂的pH值为3～7。 

2.根据权利要求1所述的高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于，所述缓蚀剂选自乙胺、二乙胺、三乙胺、二戊胺、β-萘胺、苯基萘胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、苯并三氮唑、α-羟基苯并三氮唑、乌洛托品、牛脂胺、8-羟基喹啉、己烷基胺、辛烷基胺、癸烷基胺、十二烷基胺、十六烷胺、 十八烷胺、双十二烷基胺、双十八烷基胺、三（十二烷基）胺或三（十八烷基）胺。 

3.根据权利要求1所述的高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于，所述稳定剂为非离子型表面活性剂，选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、司盘系列或吐温系列，优选为辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10、脂肪醇聚氧乙烯醚-7、司盘60或吐温80。 

4.根据权利要求1所述的高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于，所述抗氧化剂选自对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、儿茶酚、2,6-二叔丁基-α-二甲胺基对苯酚或4,4-亚甲基（2,6-二叔丁基苯酚）。 

5.根据权利要求1所述的高泳透率金属锆化涂装前处理剂，其特征在于， 

所述成膜助剂为十二醇酯； 

所述pH调节剂选自柠檬酸、草酸、碳酸钠或碳酸氢钠。 

6.一种根据权利要求1～5所述的高泳透率金属锆化涂装前处理剂的使用方法，其特征在于将金属表面处理剂均匀涂布于金属表面，20℃～100℃的温度下进行干燥，形成10～50nm厚的涂层。 

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