CN105177551A - 一种氟改性铝型材稀土硅烷处理液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氟改性铝型材稀土硅烷处理液，由下列重量份的原料制成：CeCl₃7H₂O120-130、H₂O₂180-190、氰尿酸锌0.6-0.8、茶皂素0.4-0.5、酒石酸钾钠0.4-0.6、氟硅酸钠1.1-1.3、去离子水适量、正硅酸乙酯1-1.2、甲基三乙氧基硅烷5-5.2、乙醇50-53、氨水10-11、含氟硅聚丙烯酸酯乳液15-15.6、纳米二氧化锆2-2.5。本发明处理液形成的膜表面的微孔和裂纹都明显减少，致密性得到很大提高，而且具有一定的疏水性能；通过使用氰尿酸锌、茶皂素、酒石酸钾钠、氟硅酸钠，与硅烷与稀土转化膜发生了协同作用,增强了复合膜的致密性、韧性、抗菌性和耐腐蚀性。

Description

一种氟改性铝型材稀土硅烷处理液及其制备方法

技术领域

本发明涉及无铬金属表面处理剂技术领域，尤其涉及一种氟改性铝型材稀土硅烷处理液及其制备方法。

背景技术

铝表面稀土转化膜和硅烷转化膜作为新一代金属表面处理技术已被广泛关注，并且有望替代铬酸盐转化膜。稀土转化膜作为缓蚀剂具有较高的结合强度，耐持久性好，但易脱水产生裂纹，严重影响耐蚀性能。而硅烷转化膜具有超疏水性质，均匀致密，能够有效阻止介质入侵对基体产生腐蚀，但此膜层耐久性差，一经破坏则耐蚀性能迅速失效。通过使用稀土硅烷复合膜层实现了上述两种膜层的优势互补，能够为铝基体提供有效、环保的腐蚀防护。通过正交试验确定了稀土硅烷复合膜的最佳工艺参数：CeCl37H2O浓度为40g/L，硅烷浓度为：3g/L，H2O2浓度为：60ml/L，pH为：4.0，温度为：35℃，成膜时间为10min。运用扫描电镜、EDS、极化曲线、CA测试仪等分析手段，对最佳工艺条件下的稀土硅烷复合膜的表面形貌、化学组成、元素分布、电化学性能以及疏水性进行了研究，并与单纯的铈转化膜进行了相应的比较。研究得出，复合膜层较之单纯的铈转化膜更加均匀致密，表面几乎没有明显裂纹，弥补了铈转化膜易脱水发生皲裂的不足，提高了膜层整体性能。

但是该稀土硅烷复合膜的强度、耐磨性、致密性、耐腐蚀性还不够，没有达到铬酸盐转化膜的性能，需要改进。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种氟改性铝型材稀土硅烷处理液及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种氟改性铝型材稀土硅烷处理液，由下列重量份的原料制成：CeCl₃7H₂O120-130、H₂O₂180-190、氰尿酸锌0.6-0.8、茶皂素0.4-0.5、酒石酸钾钠0.4-0.6、氟硅酸钠1.1-1.3、去离子水适量、正硅酸乙酯1-1.2、甲基三乙氧基硅烷5-5.2、乙醇50-53、氨水10-11、含氟硅聚丙烯酸酯乳液15-15.6、纳米二氧化锆2-2.5。

所述的氟改性铝型材稀土硅烷处理液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将含氟硅聚丙烯酸酯乳液、正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、乙醇、纳米二氧化锆混合，在常温、250-300r/min条件下搅拌1-1.4h，然后将氨水缓慢滴加人上述混合物中，搅拌反应6-6.5h后得到乳液；

（2）将CeCl₃7H₂O配制成浓度为40g/L的溶液，再按60ml/L加入H₂O₂，再加入3-3.2wt%第（1）步得到的乳液以及其他剩余成分，搅拌均匀，调节pH=4.0，在超声波细胞粉碎机下超声处理3-4min，即得。

使用时先将铝型材进行预处理，再将铝型材浸泡在处理液中进行钝化处理，温度为30℃，处理10min，取出，用水冲洗，烘干，即可。

本发明的优点是：本发明处理液通过使用含氟硅聚丙烯酸酯乳液、纳米二氧化锆等原料制成乳液，使得处理液成膜性好，膜表面的微孔和裂纹都明显减少，致密性得到很大提高，而且具有一定的疏水性能，减缓腐蚀速度，提高涂装性能；通过使用氰尿酸锌、茶皂素、酒石酸钾钠、氟硅酸钠，与硅烷与稀土转化膜发生了协同作用,增强了复合膜的致密性、韧性、抗菌性和耐腐蚀性。

具体实施方式

一种氟改性铝型材稀土硅烷处理液，由下列重量份（公斤）的原料制成：CeCl₃7H₂O120、H₂O₂180、氰尿酸锌0.6、茶皂素0.4、酒石酸钾钠0.4、氟硅酸钠1.1、去离子水适量、正硅酸乙酯1、甲基三乙氧基硅烷5、乙醇50、氨水10、含氟硅聚丙烯酸酯乳液15、纳米二氧化锆2。

所述的氟改性铝型材稀土硅烷处理液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将含氟硅聚丙烯酸酯乳液、正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、乙醇、纳米二氧化锆混合，在常温、250r/min条件下搅拌1h，然后将氨水缓慢滴加人上述混合物中，搅拌反应6h后得到乳液；

（2）将CeCl₃7H₂O配制成浓度为40g/L的溶液，再按60ml/L加入H₂O₂，再加入3wt%第（1）步得到的乳液以及其他剩余成分，搅拌均匀，调节pH=4.0，在超声波细胞粉碎机下超声处理3min，即得。

使用时先将铝型材进行预处理，再将铝型材浸泡在处理液中进行钝化处理，温度为30℃，处理10min，取出，用水冲洗，烘干，即可。

将该实施例的铝型材用粉末涂料进行静电喷涂，涂层厚度为100μm，根据GB/T8013.3-2007方法，将喷涂样品置于沸水中煮2小时，经观察涂层无脱落、起泡、起皱现象；

根据GB5237.4-2008中对静电粉末喷涂膜的耐腐蚀性试验：经1000小时乙酸盐雾试验后，目视检查试验后的涂层表面，无气泡、脱落，划线两侧膜下单边渗透腐蚀不超过4毫米。

Claims (2)

1.一种氟改性铝型材稀土硅烷处理液，其特征在于由下列重量份的原料制成：CeCl₃7H₂O120-130、H₂O₂180-190、氰尿酸锌0.6-0.8、茶皂素0.4-0.5、酒石酸钾钠0.4-0.6、氟硅酸钠1.1-1.3、去离子水适量、正硅酸乙酯1-1.2、甲基三乙氧基硅烷5-5.2、乙醇50-53、氨水10-11、含氟硅聚丙烯酸酯乳液15-15.6、纳米二氧化锆2-2.5。

2.根据权利要求1所述的氟改性铝型材稀土硅烷处理液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将含氟硅聚丙烯酸酯乳液、正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、乙醇、纳米二氧化锆混合，在常温、250-300r/min条件下搅拌1-1.4h，然后将氨水缓慢滴加人上述混合物中，搅拌反应6-6.5h后得到乳液；

（2）将CeCl₃7H₂O配制成浓度为40g/L的溶液，再按60ml/L加入H₂O₂，再加入3-3.2wt%第（1）步得到的乳液以及其他剩余成分，搅拌均匀，调节pH=4.0，在超声波细胞粉碎机下超声处理3-4min，即得。