CN111471987B - 一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液及应用 - Google Patents

一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液及应用，所述的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸0.5％～2.5％、氧化锌1.0％～5.0％、钼酸盐0.1％～3.0％、氟盐0.1％～2.0％、氯酸盐0.1％～2.0％、钛盐0.1％～2.0％、硫酸盐0.1％～2.0％，余量为水。本发明提供的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液所含物质种类少，配制简单，采用植酸为主要成膜物质，形成了拥有粗糙表面层状结构的植酸金属配合物膜层。本发明提供的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液应用操作简单、环境友好、不易产生废液排放、节省能源，室温下即可达到转化膜液使用需求。

Description

一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液及应用
技术领域
本发明涉及一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液及应用，属于金属表面预处理技术领域。
背景技术
铝合金是目前应用最多的有色金属材料，因其优异的力学性能广泛应用于航空航天、汽车船舶、机械电子等工业领域。然而铝合金也面临严重的腐蚀问题，自然条件下形成的氧化膜不均匀且抗蚀性差，极易发生点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等。因此铝合金表面需要进行防腐处理，实际应用中还需采用涂装处理对铝合金进行防腐。涂装前预处理不仅能提高铝合金表面的耐腐蚀性能，还能增加铝合金和涂层的结合力，最常见的涂装前处理方法是在铝合金表面制备化学转化膜。
最初，化学转化膜是用铬酸盐钝化铝合金表面进行制备，由于铬酸盐对环境的危害及六价铬的致癌性，目前常用的铬酸盐钝化工艺已经被明令禁止。不含铬的磷化膜因具有较低的毒性，有望成为铬酸盐钝化的替代技术。然而，现有磷化成膜技术存在较多问题：磷酸盐膜层具有许多多孔结构和微裂纹，导致其耐腐蚀能力减弱不能满足现代工业的需求；磷化工艺多为中温或高温，不仅会增加能耗引发环境问题，还会造成磷化膜的均匀性和致密性较差，传统低温磷化的成膜速度慢，生产效率低，废液中的无机磷元素排放会导致水体的富营养化；并且铝合金磷化膜颜色不明显，与漆膜附着力差。例如中国专利文件CN104357824A中公开了一种铝制品表面处理磷化液，所述的工艺参数包含60～65％的磷酸、磷酸二氢锌、草酸、氢氟酸、丙烯酸、钼酸铵、硫酸铬、四盐基铬酸锌、硝酸镍、环烷酸钴、消泡剂、分散剂、蒸馏水。该专利具有磷化液成分复杂，工艺温度高，不适合工业化应用；废液中存在无机磷元素还会导致废液排放、水体富营养化等一系列问题。
中国专利文献CN109280912A公开了一种铝合金表面处理用磷化液及磷化方法。该磷化液各组份浓度为：磷酸二氢锌17～23g/L，硝酸锌45～60g/L，85％磷酸2.5～3.5g/L，硝酸镍6～10g/L，氟化钠2.0～2.5g/L，氯酸钠1.5～2.1g/L，亚硝酸钠2.0～4.0g/L，硝酸胍1.0～1.5g/L，硫酸羟胺2.5～3.5g/L，植酸1.0～1.5g/L，余量为去离子水。该专利中含有毒物质，存在安全隐患，并且无机磷使用量较多，容易导致废液排放带来的水体富营养化问题。
植酸(PA)是从植物中提取的天然水溶性有机化合物，是一种少见的多齿金属螯合剂，由24个氧原子、12个羟基和六个磷酸基组成。由于其独特的分子结构使其和多种金属离子如Fe3+，Al3+，Mg2+，Zn2+，Cu2+，Ca2+等具有极强的螯合能力。植酸基化学转化膜有望成为环境友好，成本低廉的新型有效铝合金表面防腐处理方法。因此，考虑到日益严重的环境问题和实际工业应用的需要，开发新型的环境友好的、处理工艺简单，成本低廉，能耗低，耗时短，与漆膜附着力高的涂装前用化学转化膜替代技术势在必行。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液及应用。该转化膜液主要以植酸为主要成膜物质，室温下即可在铝合金表面构建具有较好的腐蚀防护能力植酸-金属有色化学转化膜，同时具有工作沉渣少，转化膜成膜速度快，绿色环保等优点。
术语说明：
室温，也称为常温或者一般温度，本发明采用的室温范围为25±5℃。
本发明的技术方案如下：
一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸0.5％～2.5％、氧化锌1.0％～5.0％、钼酸盐0.1％～3.0％、氟盐0.1％～2.0％、氯酸盐0.1％～2.0％、钛盐0.1％～2.0％、硫酸盐0.1％～2.0％，余量为水。
根据本发明优选的，所述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸0.5％～2.0％、氧化锌2.5％～3.5％、钼酸盐0.1％～1.5％、氟盐0.1％～1.0％、氯酸盐0.5％～1.0％、钛盐0.5％～1.5％、硫酸盐0.5％～1.5％，余量为水。
根据本发明优选的，所述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸1.0％、氧化锌3.0％、钼酸盐0.5％、氟盐0.5％、氯酸盐1.0％、钛盐0.5％、硫酸盐1.0％，余量为水。
根据本发明优选的，所述的钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵中一种或两种的混合物。
根据本发明优选的，所述的氟盐为氟化钠、氟化钾中一种或两种的混合物。
根据本发明优选的，所述的氯酸盐为氯酸钠、氯酸钾中一种或两种的混合物。
根据本发明优选的，所述的钛盐为硫酸钛、硝酸钛中一种或两种的混合物。
根据本发明优选的，所述的硫酸盐为硫酸铜、硫酸钛、硫酸铁的一种或两种以上混合物。
根据本发明优选的，所述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的pH值为2.0～4.0；进一步优选的pH值为2.0～3.0。
根据本发明，上述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的应用，用于制备铝合金有色化学转化膜。
根据本发明优选的，所述应用包括步骤如下：
将待处理铝合金表面进行清洗处理，得到清洗后铝合金；在室温下，将清洗后铝合金放入高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液中，反应10～15min，然后经水洗后自然晾干或烘干，即完成高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜的制备。
根据本发明优选的，所述的清洗处理为将待处理铝合金表面先进行脱脂处理清洗表面油污，取出后水洗；然后在室温下，继续在碱洗溶液中洗涤3～6min，取出后水洗；接着在室温下，继续在酸洗溶液中洗涤30～60s，取出后水洗，得到清洗后铝合金；进一步优选的，所述碱洗溶液为质量分数5％氢氧化钠和质量分数0.4％碳酸钠的混合溶液；所述酸洗溶液为质量分数10％硝酸和质量分数1％盐酸的混合溶液。
根据本发明优选的，所述的反应时间为10min。
本发明的技术特点：
本发明中使用的植酸是含有6个磷酸基和12个羟基的多功能配体，可以和金属离子以络合的方式组装固定在铝合金表面。在植酸和金属离子混合溶液中，植酸和溶液中的金属离子络合形成植酸-金属纳米颗粒。将铝合金基底浸入本发明提供的转化膜液中，酸性条件下溶解的Al3+和部分植酸络合吸附在铝合金表面形成薄而多孔的底层植酸膜，反应过程中，溶液中的植酸-金属纳米颗粒以Zn2+为桥连物质，使膜在三维方向持续生长，使更多的植酸盐沉积在铝合金表面逐层生长，最终形成了拥有粗糙表面层状结构的植酸金属配合物膜层。该植酸金属配合物膜层一方面可以增加铝合金基底的耐蚀性，另一方面粗糙的表面和大量的羟基基团可以增加和外涂层的结合能力。
本发明中使用的钼酸盐和硫酸盐能够与自组装膜协同作用，增强铝合金表面活性位点的覆盖，作为成膜促进剂，促进成膜过程。氟盐和氯酸盐作为辅助氧化剂，用于提高膜层结合力。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液所含物质种类少，配制简单，采用植酸为主要成膜物质，环境友好、不易产生废液排放、水体富营养化等一系列问题。
(2)本发明提供的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液应用操作简单、节省能源，室温下即可达到转化膜液使用需求，工作沉渣少，可在铝合金表面快速构建具有较好腐蚀防护能力的有色化学转化膜。
(3)本发明提供的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的pH保持值在2.0～4.0之间，使得该转化膜液在使用过程中保持整体溶液呈酸性，并且控制反应时间为10～15min，避免了随着处理的铝合金数量增多，pH值增大，产生成膜不均匀的问题，同时也规避了处理时间过长，使铝合金产生锈蚀的现象。
(4)经过本发明转化膜液处理后铝合金形成的转化膜层粗糙，极大的增强了与漆膜的结合力，百格实验附着力等级可以达到零级，用80N/cm2的力冲击铝合金正面、背面均无放射性裂纹。
附图说明
图1为实施例1中高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液处理后的铝合金外观数码照片。
图2为实施例1中高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液处理后的铝合金有色化学转化膜扫描电子显微镜(SEM)照片。
图3为对比例1中高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液处理后的铝合金外观数码照片。
图4为对比例1中高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液处理后的铝合金有色化学转化膜扫描电子显微镜(SEM)照片。
具体实施方式
以下对本发明做进一步详细说明，但不限于此。
在实施例中所述原料均为常规市购产品。
实施例1
一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸1.0％，氧化锌3.0％，钼酸钠0.5％，氟化钠0.5％，氯酸钠1.0％，硫酸钛0.5％，硫酸铜1.0％，余量为水。
将以上原料按照配比混匀，得到高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，pH值为2.5。
上述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的应用，包括步骤如下：
将待处理铝合金表面先进行脱脂处理清洗表面油污，取出后水洗；然后在室温下，继续在碱洗溶液中洗涤5min，取出后水洗；接着在室温下，继续在酸洗溶液中洗涤60s，取出后水洗，得到清洗后的铝合金；在室温下，将到清洗后的铝合金放入高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液中，反应10min，然后经水洗后自然晾干，即完成高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜的制备。
经本实施例转化膜液处理后的铝合金外观数码照片，如图1所示。从图1可以看出经过处理后的铝合金表面得到有色化学转化膜，转化膜为彩虹色膜。
经本实施例转化膜液处理后的有色化学转化膜的扫描电子显微镜(SEM)照片，如图2所示。由图2可知，经过处理后的铝合金表面覆盖了一层均匀的有色化学转化膜，表面具有较大的粗糙度，能极大的增强和外涂层的结合能力。
实施例2
一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸0.5％，氧化锌2.5％，钼酸铵0.1％，氟化钾1.0％，氯酸钾0.5％，硝酸钛1％，硫酸铁1.5％，余量为水。
将以上原料按照配比混匀，得到高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，pH值为3.0。
上述铝高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的应用，包括步骤如下：
将待处理铝合金表面先进行脱脂处理清洗表面油污，取出后水洗；然后在室温下，继续在碱洗溶液中洗涤4min，取出后水洗；接着在室温下，继续在酸洗溶液中洗涤30s，取出后水洗，得到清洗后的铝合金；在室温下，将到清洗后的铝合金放入高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液中，反应10min，然后经水洗后自然晾干，即完成高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜的制备。
实施例3
一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸1.5％，氧化锌3.5％，钼酸钠1.0％，氟化钾0.1％，氯酸钠1.5％，硝酸钛0.5％，硫酸钛1.0％，余量为水。
将以上原料按照配比混匀，得到高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，pH值为2.5。
上述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的应用，包括步骤如下：
将待处理铝合金表面先进行脱脂处理清洗表面油污，取出后水洗；然后在室温下，继续在碱洗溶液中洗涤6min，取出后水洗；接着在室温下，继续在酸洗溶液中洗涤45s，取出后水洗，得到清洗后的铝合金；在室温下，将到清洗后的铝合金放入高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液中，反应10min，然后经水洗后自然晾干，即完成高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜的制备。
对比例1
一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸3.0％，氧化锌3.5％，钼酸钠1.0％，氟化钠0.5％，氯酸钠1.0％，硫酸钛0.5％，硫酸铜1.0％，余量为水。
将以上原料按照配比混匀，得到高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，pH值为5。
上述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的应用如实施例1所述，不同之处在于，反应时间为20min。
经本对比例中转化膜液处理后的铝合金外观数码照片，如图3所示。从图3可以看出经过处理后的铝合金表面得到化学转化膜膜层为无色。
经本对比例转化膜液处理后的有色化学转化膜的扫描电子显微镜(SEM)照片，如图4所示。由图4可知，本对比例制备的铝合金表面化学转化膜不均匀。
对比例2
一种铝高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸0.1％，氧化锌2.5％，钼酸铵0.1％，氟化钾1.0％，氯酸钠0.5％，硝酸钛1％，硫酸铁1.5％，余量为水。
将以上原料按照配比混匀，得到高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，pH值为3。
上述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的应用同实施例1。
对比例3
一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸1.0％，氧化锌0.5％，钼酸钠0.1％，氟化钾1.0％，氯酸钠0.5％，硫酸钛1％，硫酸铁1.5％，余量为水。
将以上原料按照配比混匀，得到高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，pH值为2。
上述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的应用同实施例1。
由实施例1和对比例1对比可知，实施例1相较于对比例1制备的化学转化膜，色彩丰富且膜层均匀，说明本发明提供的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液保持pH值在2.0～3.0之间，并且控制反应时间为10～15min，可以避免随着处理的铝合金数量增多，pH值逐渐增大，造成成膜不均匀的问题，同时也规避了处理时间过长，使铝合金产生锈蚀的现象。
试验例
对实施例1～3及对比例1～3中表面处理后的铝合金进行性能检测，测试项目及结果如下：
1、电化学阻抗谱实验：
开路时间：1800s；扫描频率：106Hz～50mHz。
缓蚀效率公式：IE％＝(Rct’-Rct)/Rct’。
实验结果：
实施例1：92.6％；实施例2：90.8％；实施例3：90.1％；
对比例1：30.9％；对比例2：19.4％；对比例3：12.6％。
2、漆膜附着力实验：
将实施例1～3及对比例1～3中表面处理后的铝合金进行静电粉末喷涂处理，在185℃下固化20min，然后进行漆膜附着力测试。
百格实验：将实施例1～3处理后的铝合金进行百格实验，附着力等级为零级；将对比例1～3处理后的铝合金进行百格实验，附着力等级为三级。
冲击实验：将实施例1～3处理后的铝合金进行抗冲击实验，使用80N/cm2的力冲击后，正面背面均无放射性裂纹出现；将对比例1～3处理后的铝合金进行抗冲击实验，使用80N/cm2的力冲击后，正面背面均有放射性裂纹出现。
由以上数据可知，使用实施例1～3提供的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液制备的转化膜缓蚀效率均在90％以上，相较于对比例1～3仅仅30％左右的缓蚀效率得到了巨大的提升，说明以植酸为主要成膜物质形成的植酸金属配合物膜层明显增强了铝合金基底的耐蚀性。使用实施例1～3提供的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液制备的转化膜的附着力等级达到零级，使用80N/cm2的力冲击后，正面背面均无放射性裂纹出现；而对比例1～3附着力等级为三级，使用80N/cm2的力冲击后，正面背面均有放射性裂纹出现，漆膜脱落明显。说明实施例1～3的转化膜粗糙的表面可以增加和外涂层的结合能力。

Claims (11)

1.一种高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸0.5％～2.0％、氧化锌2.5％～3.5％、钼酸盐0.1％～1.5％、氟盐0.1％～1.0％、氯酸盐0.5％～1.0％、钛盐0.5％～1.5％、硫酸盐0.5％～1.5％，余量为水。
2.如权利要求1所述的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：以质量百分比100％计，植酸1.0％、氧化锌3.0％、钼酸盐0.5％、氟盐0.5％、氯酸盐1.0％、钛盐0.5％、硫酸盐1.0％，余量为水。
3.如权利要求1所述的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，其特征在于，所述的钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵中一种或两种的混合物；所述的氟盐为氟化钠、氟化钾中一种或两种的混合物。
4.如权利要求1所述的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，其特征在于，所述的氯酸盐为氯酸钠、氯酸钾中一种或两种的混合物；所述的钛盐为硫酸钛、硝酸钛中一种或两种的混合物。
5.如权利要求1所述的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，其特征在于，所述的硫酸盐为硫酸铜。
6.如权利要求1所述的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，其特征在于，所述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的pH值为2.0～4.0。
7.如权利要求1所述的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液，其特征在于，所述高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的pH值为2.0～3.0。
8.权利要求1-7任一项所述的高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液的应用，用于制备铝合金有色化学转化膜。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，包括步骤如下：
将待处理铝合金表面进行清洗处理，得到清洗后铝合金，在室温下，将清洗后铝合金放入高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜液中，反应10～15min，然后经水洗后自然晾干或烘干，即完成高附着力植酸基铝合金表面有色化学转化膜的制备。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的清洗处理为将待处理铝合金表面先进行脱脂处理清洗表面油污，取出后水洗；然后在室温下，继续在碱洗溶液中洗涤3～6min，取出后水洗；接着在室温下，继续在酸洗溶液中洗涤30～60s，取出后水洗，得到清洗完成的铝合金。
11.如权利要求10所述的应用，其特征在于，所述碱洗溶液为质量分数5％氢氧化钠和质量分数0.4％碳酸钠的混合溶液；所述酸洗溶液为质量分数10％硝酸和质量分数1％盐酸的混合溶液。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104498925A (zh) * 2015-01-19 2015-04-08 山东大学 一种基于多官能团烷基磷酸酯的环境友好型金属表面处理液及应用
CN105543823A (zh) * 2016-03-16 2016-05-04 燕山大学 一种在铝合金表面制备钛/硒多彩复合转化膜的方法
CN105925966A (zh) * 2016-05-23 2016-09-07 江苏固格澜栅防护设施有限公司 表面涂覆植酸转化膜层的防护栏及制备方法
WO2017214781A1 (zh) * 2016-06-12 2017-12-21 深圳市恒兆智科技有限公司 无铬免洗皮膜剂、铝材及其表面皮膜化处理方法
WO2019006674A1 (zh) * 2017-07-04 2019-01-10 深圳市长宏泰科技有限公司 镁合金磷化剂、金属件及其表面磷化处理方法
CN109402620A (zh) * 2017-08-17 2019-03-01 中国科学院金属研究所 铝合金表面无铬耐蚀化学转化膜成膜溶液及膜层制备方法
CN111118486A (zh) * 2020-03-06 2020-05-08 上海金头化工有限公司 一种金属材料用表面处理剂

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104498925A (zh) * 2015-01-19 2015-04-08 山东大学 一种基于多官能团烷基磷酸酯的环境友好型金属表面处理液及应用
CN105543823A (zh) * 2016-03-16 2016-05-04 燕山大学 一种在铝合金表面制备钛/硒多彩复合转化膜的方法
CN105925966A (zh) * 2016-05-23 2016-09-07 江苏固格澜栅防护设施有限公司 表面涂覆植酸转化膜层的防护栏及制备方法
WO2017214781A1 (zh) * 2016-06-12 2017-12-21 深圳市恒兆智科技有限公司 无铬免洗皮膜剂、铝材及其表面皮膜化处理方法
WO2019006674A1 (zh) * 2017-07-04 2019-01-10 深圳市长宏泰科技有限公司 镁合金磷化剂、金属件及其表面磷化处理方法
CN109402620A (zh) * 2017-08-17 2019-03-01 中国科学院金属研究所 铝合金表面无铬耐蚀化学转化膜成膜溶液及膜层制备方法
CN111118486A (zh) * 2020-03-06 2020-05-08 上海金头化工有限公司 一种金属材料用表面处理剂

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
铝合金表面钼酸盐改进植酸转化膜的耐蚀性能;林碧兰;《表面技术》;20160320;第45卷(第3期);第115-119页 *
镁、铝及其合金表面植酸转化膜研究;崔秀芳等;《第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集（六）》;20100425;第108-111页 *

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