CN108441850A - 多用途无铬钝化剂及其制备方法 - Google Patents
多用途无铬钝化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108441850A CN108441850A CN201810247583.6A CN201810247583A CN108441850A CN 108441850 A CN108441850 A CN 108441850A CN 201810247583 A CN201810247583 A CN 201810247583A CN 108441850 A CN108441850 A CN 108441850A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chrome
- acid
- multipurpose
- added
- agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Treatment And Processing Of Natural Fur Or Leather (AREA)
Abstract
本发明公开了多用途无铬钝化剂及其制备方法，多用途无铬钝化剂，由硫酸钛、成膜促进剂、碳酸锆、双氧水、氟锆酸钾、氟硼酸钾、硅酸乙酯水解液、封孔剂、pH稳定剂、附着力促进剂和超纯水组成。制备方法为将一部分超纯水、成膜促进剂、硫酸钛和双氧水混合制得A剂，制备硅酸乙酯水解液，然后将A剂、硅酸乙酯水解液和其他的原料混合。本发明的无铬钝化剂可以适用于多种金属的钝化处理上面，用途多样性；强化钝化膜层所带来的附着力的问题；强化钝化膜层的防腐蚀能力；给金属材料上一层有颜色的钝化膜层，可以直观的判断膜层的好与坏。
Description
技术领域
本发明涉及压铸铝、铝合金、锌合金等金属用无铬钝化剂。
背景技术
目前市场上流行的钝化剂技术有铬酸盐钝化和无铬钝化等，传统的铬酸盐钝化处理可在金属表面形成铬基金属混合氧化物膜层；经铬酸盐处理后形成的铬基金属混合氧化层中，铬主要以六价铬和三价铬形式存在。铬的污染性在重金属污染物中仅次于铅，位居第二，其中六价铬是剧毒物质，毒性比三价铬大100倍，对人体和环境都有严重危害，饮用水中六价铬含量超过0.1毫克/升，人就会中毒。因此铬酸盐的使用和排放受到严格限制。所以解决六价铬的污染问题，开发研究无铬钝化剂工艺技术，摒弃传统铬酸盐钝化工艺，是金属钝化技术的创新，是推行绿色工业技术，保护环境大势所趋。
除了六价铬钝化剂为大家普遍使用之外，相对环保的三价铬钝化剂也占了一部分市场，同时三价铬的毒性不到六价铬的百分之一，能在极大限度上减少对环境的危害。用三价铬钝化剂成本低，工艺简单，易维护，还能得到不同颜色的钝化层，且钝化膜具有较好的抗腐蚀能力和自我修复能力，膜层结合力高。但是三价铬钝化剂的使用只是相对的减少了铬对环境的危害，低铬钝化剂中依然含有铬，三价铬可能自动转化为六价铬，在废水排放环节增加处理工序。同时长时间放置的三价铬钝化剂膜层不如六价铬膜层致密，颜色也会因氧化而发生改变。因此，虽然低铬钝化剂有很多优点，但是不能彻底解决六价铬对环境和人体的潜在危险，其发展前景也受到限制，逐渐会被无铬钝化剂所取代。
另外现在市面上所流行的无铬钝化剂具有不少令人不满意的地方，其主要的缺点有：1、用途单一性，只适用于铝型材，对压铸铝，压铸锌合金的处理不适用；2、附着力跟铬化剂相比明显的不足；3、耐腐蚀性能差；4、钝化之后没有显示出明显的膜层，难以判断是否已经上了钝化膜。
发明内容
本发明的目的是提供一种多用途无铬钝化剂及其制备方法，本发明的无铬钝化剂可以适用于多种金属的钝化处理上面，用途多样性；强化钝化膜层所带来的附着力的问题；强化钝化膜层的防腐蚀能力；给金属材料上一层有颜色的钝化膜层，可以直观的判断膜层的好与坏。
为达到上述目的，多用途无铬钝化剂，按照重量百分比计，由如下原料组成：
多用途无铬钝化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)先把重量百分比为25％-35％的超纯水加入反应釜中，将成膜促进剂加入到反应釜中搅拌均匀，然后加入硫酸钛；缓慢滴加双氧水进去到反应釜中，液体慢慢由无色透明逐渐变成橙红色，整个反应时间为2-3小时，待反应结束，放置20-26小时制得A剂；在该步骤中，主要包括的化学反应有：
TiSO4+2H2O＝H2TiO3(或TiO2.Nh2O)+H2SO4
离子方程式：Ti(2+)+2H2O＝H2TiO3+2H(+)；
(2)制备硅酸乙酯水解液；水解工艺为：将重量百分比为40％-50％的工业乙醇和重量百分比为5％-9％的超纯水全部加入反应釜中，然后加入重量百分比为0.5％-1％的盐酸和重量百分比为0.2％-0.7％的醋酸，在不断搅拌下，缓慢加入重量百分比为40％-50％的硅酸乙酯，控制水解温度为32～42度，加完硅酸乙酯后，继续搅拌0.9-1.5小时，出料制得B剂；在该步骤中，主要的化学反应包括：(C2H5O)4Si+2H2O＝4C2H5OH+SiO2；
(3)待A剂放置20-26小时后，可以加入碳酸锆搅拌溶解；等溶解完全后升温至60-70度，然后加入氟锆酸钾和氟硼酸钾，恒温0.9-1.2小时；待反应结束之后降温至室温，然后加入B剂，接着加入封孔剂、附着力促进剂和pH稳定剂，最后加入剩下的超纯水；全部材料添加完全之后搅拌0.8-1.2小时之后制得多用途无铬钝化剂。
进一步的，所述的成膜促进剂为氟硼酸、氟硅酸、氟锆酸、氟钛酸中的一种或几种。
进一步的，封孔剂为水性硅油、硅酸钾溶液、硅酸钠溶液、纳米二氧化硅溶液、乳化石蜡溶液中的一种或者几种。
进一步的，pH稳定剂为硼酸、柠檬酸、酒石酸、植酸、酸性纳米硅溶胶中的一种或几种；附着力促进剂为聚氨酯改性有机硅树脂、a-187硅烷、水性丙烯酸树脂、kh-560、赢创2926硅烷中的一种或几种。
本发明的多用途无铬钝化剂以钛盐助剂为主剂，因为在溶液中电离产生的Ti4+是处理液中主要成膜元素，Ti4+浓度越高，处理液的氧化性能也越强，成膜速度加快，但是Ti4+的浓度过高会引起转化膜的色泽改变，膜层结合力下降，因为Ti4+浓度高，反应速度快，膜层中间的空隙来不及填充，从而产生空洞，堆积越多，空洞越多，那么膜层就越疏松，这个就跟磷化的堆积机理一样，所以采用本发明的硫酸钛的添加量。
除此之外，双氧水是作为钛盐转化处理中钛的主要络合剂，与钛盐形成橙色的胶体溶液络合物TiO2 (2+),此络合物不易被水解，可以使钛盐不致水解失效。同时，双氧水又是强氧化剂，对铝合金或者锌合金均有钝化效果。
在制备硅酸乙酯水解液时，只可以采用硅酸乙酯，因为硅酸乙酯水解可以产生二氧化硅和乙醇，二氧化硅可以对金属进行微孔填充，从而达到增强耐腐蚀性能的作用。
碳酸锆除了可以提供锆离子外，通过碳酸根，我们还可以调整无铬钝化剂的pH数值；氟锆酸钾可以作为氟离子跟锆离子的稳定供应体，再者引入钾离子，钝化膜就会形成一个杂化膜，耐腐蚀性能更加优异；氟硼酸钾可以作为氟离子跟钾离子的稳定供应体，而且引入硼酸根可以稳定无铬钝化剂的pH数值。综上所述，本发明的优点为：
1.本钝化剂不含有毒性的铬化物或者重金属，对环境影响不大，所以适合社会的长期发展。
2.本钝化剂具有适用多用性，可以在锌合金或镀锌板上形成蓝色或者蓝彩色钝化膜层；可以在压铸铝或者铝合金上面形成黄色或黄彩色钝化膜层。
3.本钝化剂由于引用了聚氨酯改性有机硅树脂，附着力促进剂，所以附着力比一般的钝化剂效果要好很多；因为一般的钝化剂只有一层金属反应膜层，而金属反应膜层跟涂料的相容性一般，而通过引入有聚氨酯改性机硅树脂和附着力促进剂之后，金属的表面属性就会发生改变，他们会在金属反应膜层之间再添加一个胶水表面体，即聚氨酯改性有机硅树脂和附着力促进剂性质就是一个水性胶水的属性，从而增加金属表面跟涂料之间的结合力。
4.本钝化剂由于引用了双氧水作为主氧化剂，将钛离子氧化成一个不水解的胶体溶液络合物沉积在被钝化工件上面，再加上有酸性纳米硅溶胶，水性硅油等助剂来作为一个工件的微孔的填充助剂，所以中性盐雾时间比市面上的无铬钝化剂要多上24小时或以上，所以性能是一个很大的进步。
5.由于经过本钝化剂钝化处理之后，工件表面会带有颜色，所以很直观判断钝化效果的好与坏，而市面上的钝化剂都是无色膜层，所以就很难判断钝化效果。所以本钝化剂有很大的外观优势。
附图说明
图1a为锌合金压铸件未经处理的坯料图。
图1b为锌合金压铸件经过无铬钝化剂处理后的效果图。
图1c为锌合金压铸件经过喷涂后的处理效果图。
图2a为铝合金件未经处理的坯料图。
图2b为铝合金件经过无铬钝化剂处理后的效果图。
图2c为铝合金件经过喷涂后的处理效果图。
图3a为高硅压铸铝合金未经处理的坯料图。
图3b为高硅压铸铝合金经过无铬钝化剂处理后的效果图。
图3c为高硅压铸铝合金经过喷涂后的处理效果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
多用途无铬钝化剂，按照重量百分比计，由0.5％-1％的硫酸钛、2％-6％的成膜促进剂、0.3％-0.6％的碳酸锆、6％-10％的双氧水、0.05％-0.3％的氟锆酸钾、0.2％-0.7％的氟硼酸钾、0.02％-0.1％的硅酸乙酯水解液、0.01％-0.6％的封孔剂、0.01％-0.1％的pH稳定剂、0.4％-1％的附着力促进剂和80％-90％的超纯水组成。其中，硅酸乙酯水解溶液按照重量百分比由40％-50％的硅酸乙酯、40％-50％的工业乙醇、5％-9％的超纯水、0.2％-0.7％的醋酸和0.5％-1％的盐酸组成。
所述的成膜促进剂为氟硼酸、氟硅酸、氟锆酸、氟钛酸中的一种或几种。封孔剂为水性硅油、硅酸钾溶液、硅酸钠溶液、纳米二氧化硅溶液、乳化石蜡溶液中的一种或者几种。pH稳定剂为硼酸、柠檬酸、酒石酸、植酸、酸性纳米硅溶胶中的一种或几种。附着力促进剂为聚氨酯改性有机硅树脂、a-187硅烷、水性丙烯酸树脂、kh-560、赢创2926硅烷中的一种或几种。
实施例1。
多用途无铬钝化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)先把30％的超纯水加入反应釜中，将4％的氟硅酸加入到反应釜中搅拌均匀，然后加入0.8％的硫酸钛；缓慢滴加8％的双氧水进去到反应釜中，液体慢慢由无色透明逐渐变成橙红色，整个反应时间为2.5小时，待反应结束，放置24小时制得A剂；在该步骤中，主要包括的化学反应有：
TiSO4+2H2O＝H2TiO3(或TiO2.Nh2O)+H2SO4
离子方程式：Ti(2+)+2H2O＝H2TiO3+2H(+)。
(2)制备硅酸乙酯水解液；水解工艺为：将占硅酸乙酯水解液总重量的50％的工业乙醇和9％的超纯水全部加入另一反应釜中，然后加入0.8％的盐酸和0.2％的醋酸，在不断搅拌下，缓慢加入40％的硅酸乙酯，控制水解温度为32～42度，加完硅酸乙酯后，继续搅拌1小时，出料制得B剂；在该步骤中，主要的化学反应包括：(C2H5O)4Si+2H2O＝4C2H5OH+SiO2。
(3)待A剂放置24小时后，可以加入0.49％碳酸锆搅拌溶解；等溶解完全后升温至65度，然后加入0.16％的氟锆酸钾和0.42％的氟硼酸钾，恒温1小时；待反应结束之后降温至室温，然后加入0.05％的B剂，接着加入0.022％的封孔剂、0.7％的附着力促进剂和0.05％的pH稳定剂，最后加入剩下的超纯水；全部材料添加完全之后搅拌1小时之后制得多用途无铬钝化剂。
实施例2。
多用途无铬钝化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)先把25％的超纯水加入反应釜中，将2.51％的氟硅酸和氟硼酸混合物加入到反应釜中搅拌均匀，然后加入0.5％的硫酸钛；缓慢滴加6％的双氧水进去到反应釜中，液体慢慢由无色透明逐渐变成橙红色，整个反应时间为2小时，待反应结束，放置26小时制得A剂；在该步骤中，主要包括的化学反应有：
TiSO4+2H2O＝H2TiO3(或TiO2.Nh2O)+H2SO4
离子方程式：Ti(2+)+2H2O＝H2TiO3+2H(+)。
(2)制备硅酸乙酯水解液；水解工艺为：将占硅酸乙酯水解液总重量的40％的工业乙醇和8.3％的超纯水全部加入另一反应釜中，然后加入1％的盐酸和0.7％的醋酸，在不断搅拌下，缓慢加入50％的硅酸乙酯，控制水解温度为32～42度，加完硅酸乙酯后，继续搅拌0.9小时，出料制得B剂；在该步骤中，主要的化学反应包括：(C2H5O)4Si+2H2O＝4C2H5OH+SiO2。
(3)待A剂放置26小时后，加入0.3％碳酸锆搅拌溶解；等溶解完全后升温至60度，然后加入0.05％的氟锆酸钾和0.2％的氟硼酸钾，恒温1.2小时；待反应结束之后降温至室温，然后加入0.02％的B剂，接着加入0.01％的封孔剂、0.4％的附着力促进剂和0.01％的pH稳定剂，最后加入剩下的超纯水；全部材料添加完全之后搅拌1.2小时之后制得多用途无铬钝化剂。
实施例3。
多用途无铬钝化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)先把35％的超纯水加入反应釜中，将6％的氟硅酸、氟硼酸和氟锆酸混合物加入到反应釜中搅拌均匀，然后加入1％的硫酸钛；缓慢滴加9.6％的双氧水进去到反应釜中，液体慢慢由无色透明逐渐变成橙红色，整个反应时间为3小时，待反应结束，放置20小时制得A剂；在该步骤中，主要包括的化学反应有：
TiSO4+2H2O＝H2TiO3(或TiO2.Nh2O)+H2SO4
离子方程式：Ti(2+)+2H2O＝H2TiO3+2H(+)。
(2)制备硅酸乙酯水解液；水解工艺为：将占硅酸乙酯水解液总重量的47％的工业乙醇和5％的超纯水全部加入另一反应釜中，然后加入0.5％的盐酸和0.5％的醋酸，在不断搅拌下，缓慢加入47％的硅酸乙酯，控制水解温度为32～42度，加完硅酸乙酯后，继续搅拌1.5小时，出料制得B剂；在该步骤中，主要的化学反应包括：(C2H5O)4Si+2H2O＝4C2H5OH+SiO2。
(3)待A剂放置20小时后，加入0.6％碳酸锆搅拌溶解；等溶解完全后升温至70度，然后加入0.3％的氟锆酸钾和0.7％的氟硼酸钾，恒温0.9小时；待反应结束之后降温至室温，然后加入0.1％的B剂，接着加入0.6％的封孔剂、1％的附着力促进剂和0.1％的pH稳定剂，最后加入剩下的超纯水；全部材料添加完全之后搅拌0.8小时之后制得多用途无铬钝化剂。
实施例4。
多用途无铬钝化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)先把32％的超纯水加入反应釜中，将2％的氟硅酸加入到反应釜中搅拌均匀，然后加入0.7％的硫酸钛；缓慢滴加10％的双氧水进去到反应釜中，液体慢慢由无色透明逐渐变成橙红色，整个反应时间为2.5小时，待反应结束，放置24小时制得A剂；在该步骤中，主要包括的化学反应有：
TiSO4+2H2O＝H2TiO3(或TiO2.Nh2O)+H2SO4
离子方程式：Ti(2+)+2H2O＝H2TiO3+2H(+)。
(2)制备硅酸乙酯水解液；水解工艺为：将占硅酸乙酯水解液总重量的46％的工业乙醇和7％的超纯水全部加入另一反应釜中，然后加入0.9％的盐酸和0.7％的醋酸，在不断搅拌下，缓慢加入45.4％的硅酸乙酯，控制水解温度为32～42度，加完硅酸乙酯后，继续搅拌1小时，出料制得B剂；在该步骤中，主要的化学反应包括：(C2H5O)4Si+2H2O＝4C2H5OH+SiO2。
(3)待A剂放置24小时后，加入0.35％碳酸锆搅拌溶解；等溶解完全后升温至65度，然后加入0.2％的氟锆酸钾和0.6％的氟硼酸钾，恒温1小时；待反应结束之后降温至室温，然后加入0.07％的B剂，接着加入0.4％的封孔剂、0.5％的附着力促进剂和0.07％的pH稳定剂，最后加入剩下的超纯水；全部材料添加完全之后搅拌1小时之后制得多用途无铬钝化剂。
在上述实施例中，百分比均为重量百分比。硅酸乙酯水解液中的原料按照硅酸乙酯水解液的总重量进行计算，多用途无铬钝化剂中的原料按照多用途无铬钝化剂的总重量进行计算。
上述实施例的百分比含量如下下表。
表1：多用途无铬钝化剂中原料对应的各实施例的重量百分比。
| 原料 | 实施例1(％) | 实施例2(％) | 实施例3(％) | 实施例4(％) |
| 硫酸钛 | 0.8 | 0.5 | 1 | 0.7 |
| 成膜促进剂 | 4 | 2.51 | 6 | 2 |
| 碳酸锆 | 0.49 | 0.3 | 0.6 | 0.35 |
| 双氧水 | 8 | 6 | 9.6 | 10 |
| 氟锆酸钾 | 0.16 | 0.05 | 0.3 | 0.2 |
| 氟硼酸钾 | 0.42 | 0.2 | 0.7 | 0.6 |
| 硅酸乙酯水解液 | 0.05 | 0.02 | 0.1 | 0.07 |
| 封孔剂 | 0.022 | 0.01 | 0.6 | 0.4 |
| pH稳定剂 | 0.05 | 0.01 | 0.1 | 0.07 |
| 附着力促进剂 | 0.7 | 0.4 | 1 | 0.5 |
| 超纯水 | 85.308 | 90 | 80 | 85.11 |
表2：硅酸乙酯水解液中原料对应的各实施例的重量百分比。
| 原料 | 实施例1(％) | 实施例2(％) | 实施例3(％) | 实施例4(％) |
| 硅酸乙酯 | 40 | 50 | 47 | 45.4 |
| 工业乙醇 | 50 | 40 | 47 | 46 |
| 超纯水 | 9 | 8.3 | 5 | 7 |
| 醋酸 | 0.2 | 0.7 | 0.5 | 0.7 |
| 盐酸 | 0.8 | 1 | 0.5 | 0.9 |
在上述实施例中，步骤(1)中的硫酸钛不能用其他的成膜剂进行替代，步骤(1)中的双氧水不能用其他的氧化剂替代。步骤(2)中的硅酸乙酯不能用其他的封孔剂替代，步骤(2)中的工业乙醇、超纯水、醋酸和盐酸只应用在硅酸乙酯的水解过程中。步骤(3)中的碳酸锆不能用其他的成膜剂进行替代，步骤(3)中的氟锆酸钾不能用其他的成膜剂铁道，步骤(3)中的氟硼酸钾不能用其他的成膜剂替代。
本发明的多用途无铬钝化剂以钛盐助剂为主剂，因为在溶液中电离产生的Ti4+是处理液中主要成膜元素，Ti4+浓度越高，处理液的氧化性能也越强，成膜速度加快，但是Ti4+的浓度过高会引起转化膜的色泽改变，膜层结合力下降，因为Ti4+浓度高，反应速度快，膜层中间的空隙来不及填充，从而产生空洞，堆积越多，空洞越多，那么膜层就越疏松，这个就跟磷化的堆积机理一样，所以采用本发明的硫酸钛的添加量。
除此之外，双氧水是作为钛盐转化处理中钛的主要络合剂，与钛盐形成橙色的胶体溶液络合物TiO2 (2+),此络合物不易被水解，可以使钛盐不致水解失效。同时，双氧水又是强氧化剂，对铝合金或者锌合金均有钝化效果。
在制备硅酸乙酯水解液时，只可以采用硅酸乙酯，因为硅酸乙酯水解可以产生二氧化硅和乙醇，二氧化硅可以对金属进行微孔填充，从而达到增强耐腐蚀性能的作用。
碳酸锆除了可以提供锆离子外，通过碳酸根，我们还可以调整无铬钝化剂的pH数值；氟锆酸钾可以作为氟离子跟锆离子的稳定供应体，再者引入钾离子，钝化膜就会形成一个杂化膜，耐腐蚀性能更加优异；氟硼酸钾可以作为氟离子跟钾离子的稳定供应体，而且引入硼酸根可以稳定无铬钝化剂的pH数值。综上所述，本发明的优点为：
1.本钝化剂不含有毒性的铬化物或者重金属，对环境影响不大，所以适合社会的长期发展。
2.本钝化剂具有适用多用性，可以在锌合金或镀锌板上形成蓝色或者蓝彩色钝化膜层；可以在压铸铝或者铝合金上面形成黄色或黄彩色钝化膜层。
3.本钝化剂由于引用了聚氨酯改性有机硅树脂，附着力促进剂，所以附着力比一般的钝化剂效果要好很多；因为一般的钝化剂只有一层金属反应膜层，而金属反应膜层跟涂料的相容性一般，而通过引入有聚氨酯改性机硅树脂和附着力促进剂之后，金属的表面属性就会发生改变，他们会在金属反应膜层之间再添加一个胶水表面体，即聚氨酯改性有机硅树脂和附着力促进剂性质就是一个水性胶水的属性，从而增加金属表面跟涂料之间的结合力。
4.本钝化剂由于引用了双氧水作为主氧化剂，将钛离子氧化成一个不水解的胶体溶液络合物沉积在被钝化工件上面，再加上有酸性纳米硅溶胶，水性硅油等助剂来作为一个工件的微孔的填充助剂，所以中性盐雾时间比市面上的无铬钝化剂要多上24小时或以上，所以性能是一个很大的进步。
5.由于经过本钝化剂钝化处理之后，工件表面会带有颜色，所以很直观判断钝化效果的好与坏，而市面上的钝化剂都是无色膜层，所以就很难判断钝化效果。所以本钝化剂有很大的外观优势。
参见图1a、图2a和图3a，坯料未经过处理的示意图。参见图1b、图2b和图3b，三种工件均上了无铬皮膜，表现颜色为黄色或蓝色或彩虹色等。参见图1c、图2c和图3c，为喷涂后的处理效果图，经过百格测试，附着力为O级，达到喷涂需求。从图上比较，经过本钝化剂钝化处理之后，工件表面会带有颜色，所以很直观判断钝化效果的好与坏，本发明的无铬钝化剂适用于不同材料，用途广泛。
Claims (10)
1.多用途无铬钝化剂，其特征在于：按照重量百分比计，由如下原料组成：
2.根据权利要求1所述的多用途无铬钝化剂，其特征在于：硅酸乙酯水解溶液按照重量百分比由如下原料组成：
3.根据权利要求1所述的多用途无铬钝化剂，其特征在于：所述的成膜促进剂为氟硼酸、氟硅酸、氟锆酸、氟钛酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的多用途无铬钝化剂，其特征在于：封孔剂为水性硅油、硅酸钾溶液、硅酸钠溶液、纳米二氧化硅溶液、乳化石蜡溶液中的一种或者几种。
5.根据权利要求1所述的多用途无铬钝化剂，其特征在于：pH稳定剂为硼酸、柠檬酸、酒石酸、植酸、酸性纳米硅溶胶中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的多用途无铬钝化剂，其特征在于：附着力促进剂为聚氨酯改性有机硅树脂、a-187硅烷、水性丙烯酸树脂、kh-560、赢创2926硅烷中的一种或几种。
7.一种权利要求1所述的多用途无铬钝化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)先把重量百分比为25％-35％的超纯水加入反应釜中，将成膜促进剂加入到反应釜中搅拌均匀，然后加入硫酸钛；缓慢滴加双氧水进去到反应釜中，液体慢慢由无色透明逐渐变成橙红色，整个反应时间为2-3小时，待反应结束，放置20-26小时制得A剂；在该步骤中，主要包括的化学反应有：
TiSO4+2H2O＝H2TiO3(或TiO2.Nh2O)+H2SO4
离子方程式：Ti(2+)+2H2O＝H2TiO3+2H(+)；
(2)制备硅酸乙酯水解液；水解工艺为：将重量百分比为40％-50％的工业乙醇和重量百分比为5％-9％的超纯水全部加入反应釜中，然后加入重量百分比为0.5％-1％的盐酸和重量百分比为0.2％-0.7％的醋酸，在不断搅拌下，缓慢加入重量百分比为40％-50％的硅酸乙酯，控制水解温度为32～42度，加完硅酸乙酯后，继续搅拌0.9-1.5小时，出料制得B剂；在该步骤中，主要的化学反应包括：(C2H5O)4Si+2H2O＝4C2H5OH+SiO2；
(3)待A剂放置20-26小时后，可以加入碳酸锆搅拌溶解；等溶解完全后升温至60-70度，然后加入氟锆酸钾和氟硼酸钾，恒温0.9-1.2小时；待反应结束之后降温至室温，然后加入B剂，接着加入封孔剂、附着力促进剂和pH稳定剂，最后加入剩下的超纯水；全部材料添加完全之后搅拌0.8-1.2小时之后制得多用途无铬钝化剂。
8.根据权利要求7所述的多用途无铬钝化剂的制备方法，其特征在于：所述的成膜促进剂为氟硼酸、氟硅酸、氟锆酸、氟钛酸中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述的多用途无铬钝化剂的制备方法，其特征在于：封孔剂为水性硅油、硅酸钾溶液、硅酸钠溶液、纳米二氧化硅溶液、乳化石蜡溶液中的一种或者几种。
10.根据权利要求7所述的多用途无铬钝化剂的制备方法，其特征在于：pH稳定剂为硼酸、柠檬酸、酒石酸、植酸、酸性纳米硅溶胶中的一种或几种；附着力促进剂为聚氨酯改性有机硅树脂、a-187硅烷、水性丙烯酸树脂、kh-560、赢创2926硅烷中的一种或几种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810247583.6A CN108441850B (zh) | 2018-03-23 | 2018-03-23 | 多用途无铬钝化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810247583.6A CN108441850B (zh) | 2018-03-23 | 2018-03-23 | 多用途无铬钝化剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108441850A true CN108441850A (zh) | 2018-08-24 |
| CN108441850B CN108441850B (zh) | 2020-05-29 |
Family
ID=63197051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810247583.6A Active CN108441850B (zh) | 2018-03-23 | 2018-03-23 | 多用途无铬钝化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108441850B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109252150A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-01-22 | 东北大学 | 溶剂法批量热镀锌环保钝化液及其制备和使用方法 |
| CN109468625A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-15 | 宁波市奉化骏腾机械制造有限公司 | 一种电磁阀黄铜套管的表面无铬钝化工艺 |
| CN110333235A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-15 | 山东北方三潍环保科技有限公司 | 一种铁碳微电解填料是否板结检测方法 |
| CN111809214A (zh) * | 2019-04-12 | 2020-10-23 | 平顶山市美伊金属制品有限公司 | 一种氧化后基材表面毛孔的封闭方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1541284A (zh) * | 2001-08-23 | 2004-10-27 | 锌和锌合金的无铬钝化方法 | |
| CN1986883A (zh) * | 2006-11-17 | 2007-06-27 | 北京航空航天大学 | 环保型无铬转化处理液 |
| CN102586770A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-07-18 | 佛山市科富科技有限公司 | 铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜的制备方法 |
| CN103205738A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-07-17 | 武汉钢实硅钢浩源润滑油有限公司 | 一种无铬纯化液 |
| CN103757623A (zh) * | 2011-12-31 | 2014-04-30 | 天津三环乐喜新材料有限公司 | 钛酸盐处理液、永磁材料的表面处理方法和永磁材料 |
| CN103849868A (zh) * | 2014-02-14 | 2014-06-11 | 浙江工业大学 | 一种钛锌板表面无铬发黑处理液及使用方法 |
| CN105177552A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-23 | 马鞍山杰创塑胶科技有限公司 | 一种抗氧化耐腐蚀铝型材稀土硅烷处理液及其制备方法 |
-
2018
- 2018-03-23 CN CN201810247583.6A patent/CN108441850B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1541284A (zh) * | 2001-08-23 | 2004-10-27 | 锌和锌合金的无铬钝化方法 | |
| CN1986883A (zh) * | 2006-11-17 | 2007-06-27 | 北京航空航天大学 | 环保型无铬转化处理液 |
| CN103757623A (zh) * | 2011-12-31 | 2014-04-30 | 天津三环乐喜新材料有限公司 | 钛酸盐处理液、永磁材料的表面处理方法和永磁材料 |
| CN102586770A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-07-18 | 佛山市科富科技有限公司 | 铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜的制备方法 |
| CN103205738A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-07-17 | 武汉钢实硅钢浩源润滑油有限公司 | 一种无铬纯化液 |
| CN103849868A (zh) * | 2014-02-14 | 2014-06-11 | 浙江工业大学 | 一种钛锌板表面无铬发黑处理液及使用方法 |
| CN105177552A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-23 | 马鞍山杰创塑胶科技有限公司 | 一种抗氧化耐腐蚀铝型材稀土硅烷处理液及其制备方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109468625A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-15 | 宁波市奉化骏腾机械制造有限公司 | 一种电磁阀黄铜套管的表面无铬钝化工艺 |
| CN109468625B (zh) * | 2018-11-28 | 2020-09-15 | 宁波市奉化骏腾机械制造有限公司 | 一种电磁阀黄铜套管的表面无铬钝化工艺 |
| CN109252150A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-01-22 | 东北大学 | 溶剂法批量热镀锌环保钝化液及其制备和使用方法 |
| CN111809214A (zh) * | 2019-04-12 | 2020-10-23 | 平顶山市美伊金属制品有限公司 | 一种氧化后基材表面毛孔的封闭方法 |
| CN111809214B (zh) * | 2019-04-12 | 2022-03-22 | 平顶山市美伊金属制品有限公司 | 一种氧化后基材表面毛孔的封闭方法 |
| CN110333235A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-15 | 山东北方三潍环保科技有限公司 | 一种铁碳微电解填料是否板结检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108441850B (zh) | 2020-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108441850A (zh) | 多用途无铬钝化剂及其制备方法 | |
| CN103205738B (zh) | 一种无铬钝化液 | |
| CN106756935B (zh) | 一种提高金属耐腐蚀性的陶化剂、制备方法及其使用方法 | |
| CN101643898B (zh) | 无磷成膜剂及其制备方法 | |
| CN108300988A (zh) | 一种快速成膜的复合无铬钝化剂及制备方法 | |
| CN106435553B (zh) | 一种锆基金属表面处理剂及应用 | |
| CN102337532B (zh) | 一种用于镀锌层表面的无铬钝化液 | |
| CN101701336B (zh) | 一种环保的金属表面处理剂及其使用方法 | |
| CN106702363B (zh) | 一种电泳涂装前处理用陶化剂、制备方法及其使用方法 | |
| JP5144660B2 (ja) | 亜鉛系めっき鋼板用水系表面処理液及び亜鉛系めっき鋼板 | |
| CN102912338B (zh) | 铝合金三价铬钝化液及其制备方法与钝化工艺 | |
| CN108103489A (zh) | 一种纳米络合成膜剂 | |
| CN104561970A (zh) | 一种耐腐蚀镁铝合金无铬钝化液 | |
| CN102977774B (zh) | 一种含十八烷醇基聚氧乙烯醚的改性硅烷化表面前处理剂及其制备方法 | |
| JP2005120469A (ja) | 金属材料表面処理用組成物および表面処理方法 | |
| CN106906462B (zh) | 一种金属表面前处理剂及其制备方法、应用 | |
| CN102534595A (zh) | 一种金属表面防护处理液的配制工艺 | |
| CN109722661A (zh) | 一种用于金属表面处理的碱性硅烷稀土掺杂处理剂及其制备方法和应用 | |
| CN104532226A (zh) | 一种环保型有机-无机杂化铝合金底漆及其制备方法 | |
| CN107435144A (zh) | 硅烷陶化剂、陶化工作液和制备硅烷陶化剂的方法 | |
| CN106085076A (zh) | 一种耐低温抗裂城市铸铜雕塑用涂料及其制备方法 | |
| CN106521471A (zh) | 一种铝合金表面环保型成膜剂及其制备方法 | |
| CN106435547B (zh) | 一种取代铬酸钝化的环保工艺 | |
| CN106702361A (zh) | 一种纳米陶化剂及其制备方法 | |
| CN116083892A (zh) | 一种无磷无氮的涂装前转化剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |