CN105349983A - 一种高耐候性铝合金无铬钝化剂及其制备方法 - Google Patents

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沈勇
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Abstract

本发明公开了一种高耐候性铝合金无铬钝化剂，其是由下述重量份的原料制得：30-40%氟钛酸5-10，40-45%氟锆酸5-10，氟化钠1-2，65-70%硝酸1-2，苯骈三氮唑1-2，月桂酸聚氧乙烯酯0.5-1，没食子酸丙酯0.3-0.5，羟基乙叉二磷酸3-5，成膜助剂50-100，羟丙基甲基纤维素1-2，水800-1000。本发明的铝合金钝化剂能在铝合金表面形成具有网状结构的致密的薄膜，具有优异的强度、韧性和附着能力，耐腐蚀性能良好，同时具有高耐候性，使用寿命长，能提供长时间的有效保护，并能减少环境污染，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种高耐候性铝合金无铬钝化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金钝化技术领域，尤其涉及一种高耐候性铝合金无铬钝化剂及其制备方法。
背景技术
铝合金具有许多优良的性能，被广泛用于交通运输、包装容器、航空航天、家用电器、机械制造、建筑型材、电子通讯等多个领域。但铝合金的抗腐蚀性、耐磨性、硬度等性能较差，在使用过程中容易受到腐蚀，因此铝型材在涂装前必须经过有效的表面处理，以避免或减少腐蚀。
铬酸盐钝化处理作为最常用的铝合金表面处理技术，具有使用方便，价格低廉，耐腐蚀性能及装饰性能较好的优点，但是处理溶液中的六价铬毒性大、对环境污染严重，已被多国出台政策法规限制或禁止使用。因此，寻求无铬钝化体系十分必要。其中钛锆基钝化技术具有工艺简单、稳定性好、成本低等优点，但是其耐腐蚀性和附着力不如铬酸盐钝化处理，限制了其应用。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高耐候性铝合金无铬钝化剂，具有优异的附着能力和耐腐蚀性能，同时具有高耐候性，使用寿命长，能提供长时间的有效保护。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高耐候性铝合金无铬钝化剂，其是由下述重量份的原料制得：
30-40%氟钛酸5-10，40-45%氟锆酸5-10，氟化钠1-2，65-70%硝酸1-2，苯骈三氮唑1-2，月桂酸聚氧乙烯酯0.5-1，没食子酸丙酯0.3-0.5，羟基乙叉二磷酸3-5，成膜助剂50-100，羟丙基甲基纤维素1-2，水800-1000；
其中成膜助剂由下列重量份的原料制成：聚乙烯醇1-2，双酚A型环氧树脂10-15，单硬脂酸甘油酯0.5-1，丙烯酸4-6，碳纳米管1-2，乙二醇丁醚10-15，二乙醇胺5-10，过氧化二苯甲酰0.2-0.4，水60-80；成膜助剂的制备方法是将聚乙烯醇、双酚A型环氧树脂和单硬脂酸甘油酯加入反应容器中85-90℃搅拌4-6h，先加入乙二醇丁醚120-140℃搅拌直至熔融，再加入过氧化二苯甲酰、丙烯酸和碳纳米管70-80℃反应2-4h，最后加入其余原料搅40-50℃反应0.5-1h，将pH调至6-7，即得。
一种高耐候性铝合金无铬钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量称取原料，先将氟钛酸、氟锆酸、羟基乙叉二磷酸、氟化钠和硝酸加入水中搅拌均匀，然后加入月桂酸聚氧乙烯酯600-1000r/min搅拌10-15min，最后加入没食子酸丙酯和苯骈三氮唑60-80℃搅拌0.5-1h，冷却后将pH调至4-4.5，得混合液；
（2）将（1）中的混合液与其余原料混合后50-60℃搅拌0.5-1h，冷却后过滤除去杂质，即得高耐候性铝合金无铬钝化剂。
本发明的优点是：
本发明在环氧树脂中引入聚乙烯醇、丙烯酸和碳纳米管改性剂制得成膜助剂，结合钛锆基钝化剂，并与其余原料进行复配后得到复合型铝合金钝化剂，能在铝合金表面形成具有网状结构的致密的薄膜，与常用钛锆基钝化剂形成的薄膜相比，具有优异的强度、韧性和附着能力，耐腐蚀性能良好，同时具有高耐候性，使用寿命长，能提供长时间的有效保护，具有良好的的经济效益和社会效益。
具体实施方式
一种高耐候性铝合金无铬钝化剂，其是由下述重量份的原料制得：
40%氟钛酸5，40%氟锆酸5，氟化钠1，65%硝酸1，苯骈三氮唑1，月桂酸聚氧乙烯酯0.5，没食子酸丙酯0.3，羟基乙叉二磷酸3，成膜助剂50，羟丙基甲基纤维素1，水800；
所述成膜助剂由下列重量份的原料制成：聚乙烯醇1，双酚A型环氧树脂10，单硬脂酸甘油酯0.5，丙烯酸4，碳纳米管1，乙二醇丁醚10，二乙醇胺5，过氧化二苯甲酰0.2，水60；成膜助剂的制备方法是将聚乙烯醇、双酚A型环氧树脂和单硬脂酸甘油酯加入反应容器中85℃搅拌4h，先加入乙二醇丁醚120℃搅拌直至熔融，再加入过氧化二苯甲酰、丙烯酸和碳纳米管70℃反应2h，最后加入其余原料搅40℃反应0.5h，将pH调至7，即得。
一种高耐候性铝合金无铬钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量称取原料，先将氟钛酸、氟锆酸、羟基乙叉二磷酸、氟化钠和硝酸加入水中搅拌均匀，然后加入月桂酸聚氧乙烯酯600r/min搅拌10min，最后加入没食子酸丙酯和苯骈三氮唑60℃搅拌0.5h，冷却后将pH调至4，得混合液；
（2）将（1）中的混合液与其余原料混合后50℃搅拌0.5h，冷却后过滤除去杂质，即得高耐候性铝合金无铬钝化剂。
用上述制得的无铬钝化剂对铝合金进行钝化处理，钝化条件为50℃，3min，然后于90℃烘干15min，进行性能测试结果如下：
性能项目 无铬钝化膜
附着力 0级
冲击试验 无缺陷
湿度试验（1000h） 无缺陷
中性盐雾试验（168h） 无缺陷
室外暴露1年 无缺陷

Claims (2)

1.一种高耐候性铝合金无铬钝化剂，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：
30-40%氟钛酸5-10，40-45%氟锆酸5-10，氟化钠1-2，65-70%硝酸1-2，苯骈三氮唑1-2，月桂酸聚氧乙烯酯0.5-1，没食子酸丙酯0.3-0.5，羟基乙叉二磷酸3-5，成膜助剂50-100，羟丙基甲基纤维素1-2，水800-1000；
所述成膜助剂由下列重量份的原料制成：聚乙烯醇1-2，双酚A型环氧树脂10-15，单硬脂酸甘油酯0.5-1，丙烯酸4-6，碳纳米管1-2，乙二醇丁醚10-15，二乙醇胺5-10，过氧化二苯甲酰0.2-0.4，水60-80；成膜助剂的制备方法是将聚乙烯醇、双酚A型环氧树脂和单硬脂酸甘油酯加入反应容器中85-90℃搅拌4-6h，先加入乙二醇丁醚120-140℃搅拌直至熔融，再加入过氧化二苯甲酰、丙烯酸和碳纳米管70-80℃反应2-4h，最后加入其余原料搅40-50℃反应0.5-1h，将pH调至6-7，即得。
2.根据权利要求1所述的一种高耐候性铝合金无铬钝化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量称取原料，先将氟钛酸、氟锆酸、羟基乙叉二磷酸、氟化钠和硝酸加入水中搅拌均匀，然后加入月桂酸聚氧乙烯酯600-1000r/min搅拌10-15min，最后加入没食子酸丙酯和苯骈三氮唑60-80℃搅拌0.5-1h，冷却后将pH调至4-4.5，得混合液；
（2）将（1）中的混合液与其余原料混合后50-60℃搅拌0.5-1h，冷却后过滤除去杂质，即得高耐候性铝合金无铬钝化剂。
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