CN116619650A - 一种金属表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属表面处理方法，通过在层压膜的金属基体表面形成金属表面处理剂膜层，特别是采用相同组成且金属表面处理剂中的三价铬与化合物B的质量比不同的两层膜层，在进行层压时，第一金属表面处理剂的层膜因金属延展而出现断裂等现象，第二金属表面处理剂形成的层膜填补到断裂处，并且因为两种层膜的组成相同，与金属的结合力相差不大，第二金属表面处理剂的层膜与金属基体的结合实际大于第一金属表面处理剂的层膜，当第二金属表面处理剂的层膜通过断裂处与金属基体结合时，同时平衡了裂口处的应力，并且第二金属表面处理剂的层膜与层压膜的结合力高于第一金属表面处理剂的层膜与层压膜的结合力，避免了层压膜或树脂膜起泡的问题。
Description
技术领域
本发明属于金属防腐蚀技术领域，特别是指一种金属表面处理方法。
背景技术
层压加工是将树脂制膜加热压合于金属材料表面的加工方法，为防止金属材料表面腐蚀所采用的金属材料表面包覆方法之一，已经被广泛应用于各种领域。与通过在金属材料表面涂布树脂组合物并使其干燥来形成树脂防护膜的方法相比，层压加工在干燥时产生的溶剂少，且废气的产生量也少，从环境保护方面考虑其用途已经逐渐扩大，现已经被用于铝薄板材料、钢薄板材料，包装用铝箔或不锈钢箔等为原料等方面。
特别是近年来，电子产品、锂离子电池的外包装材料等，使用质量轻且阻隔性高的铝箔或不锈钢箔等金属箔。对于上述层压加工中使用的层压膜而言，要贴合于金属材料上之后进行加热压合，与涂布树脂组合物并干燥而形成的一般树脂涂膜相比，其具有能够抑制原材料的浪费、针孔少及加工性能优异等优点。
将层压膜层压加工于金属材料表面时，为了提高层压膜与金属表面的密合性及金属表面的耐腐蚀性，在对金属表面进行脱脂洗涤后，通常需要实施磷酸铬酸盐等化学转化处理，导致有包含六价铬的处理液而对环境产生危害。
为此，CN 102741453 A提出了一种金属表面处理剂及金属表面处理方法的技术，在该技术中，在不锈钢制成的基体材料表面形成层压膜或树脂涂膜的基底用金属表面处理剂被膜，并且该金属表面处理剂含有三价铬化合物A和选自具有成膜性的有机化合物及无机化合物中的至少一种化合物，并且含有三价铬化合物A的金属铬换算质量与化合物B的质量比为0.005-1，其使用方法为，将上述金属表面处理剂涂布在由不锈钢制成的基体材料表面，然后于60-250度的温度进行加热干燥来形成表面处理被膜。根据该技术方案可形成能够实现不易在表面处理被膜上产生剥离或龟裂的高密合性，进而在暴露于溶剂、酸中时也能够长期保持稳定的密合性的表面处理被膜。
该技术方案的金属表面处理剂确实提高了不锈钢基体与层压膜或树脂涂膜之间的防剥离性能及耐腐蚀性能，但是在使用过程中，这一技术依然存在一些不足之处，该处理技术在用于不锈钢的基体时，效果较好，但是用于其它的金属材质时，比如铝基体或锌基体等时，因为在层压过程中，延展性的不同，并且该金属表面处理剂中的三价铬与金属表面的结合，该表面处理被膜会有裂纹现象，通常这些裂纹由层压膜或树脂涂膜在层压过程中有所补充，但也因此导致层压膜或树脂涂膜与金属表面处理剂的结合力产生变化，导致出现起泡现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属表面处理方法，以解决现技术的金属表面处理的层压膜或树脂涂膜有起泡现象出现的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种金属表面处理方法，包括以下步骤：
S1、对金属基体表面进行清洗处理；
S2、将清洗过的金属基体涂布第一金属表面处理剂后，常温下自然干燥处理0.5-1小时；
S3、在自然干燥后的第一金属表面处理剂上涂布第二金属表面处理剂，然后于80-220℃的温度进行加热干燥形成表面处理被膜；
所述第一金属表面处理剂与第二金属表面处理剂的组成相同，区别是三价铬的含量不同。
优选的，所述第一金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，其中化合物B具有成膜性的乙烯基树脂；
所述含有三价铬的化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.2-0.25；
所述第二金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，其中化合物B具有成膜性的乙烯基树脂；所述三价铬化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.35-0.8。
优选的，所述第二金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，所述三价铬化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.5-0.8。
优选的，所述金属基体为不锈钢材质、金属铝或铝合金材质。
优选的，在金属基体表面的第一金属表面处理剂的层膜的厚度大于第二金属表面处理剂的层膜的厚度。
优选的，所述第一金属表面处理剂的层膜的厚度与第二金属表面处理剂的层膜的厚度之比为1.2-1.5：1。
本发明的有益效果是：
本技术方案的金属表面处理方法，通过在层压膜的金属基体表面形成金属表面处理剂膜层，特别是采用相同组成且金属表面处理剂中的三价铬与化合物B的质量比不同的两层膜层，不论是针对不锈钢基体，还是在层压时延展性更好的铝金属或铝合金金属，在进行层压时，当第一金属表面处理剂的层膜因金属延展而出现断裂等现象时，因为第一金属表面处理剂所形成的层膜存在延展性的不同，第二金属表面处理剂形成的层膜填补到断裂处，并且因为两种层膜的组成相同，与金属的结合力相差不大，但同时，第二金属表面处理剂的层膜与金属基体的结合实际大于第一金属表面处理剂的层膜，当第二金属表面处理剂的层膜通过断裂处与金属基体结合时，同时平衡了裂口处的应力，并且第二金属表面处理剂的层膜与层压膜的结合力高于第一金属表面处理剂的层膜与层压膜的结合力，避免了层压膜或树脂膜起泡的问题。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释的说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
在本申请的以下实施例中，所涉及的试剂、组分等均能够通过商业途径获得，并不存在需要单独说明的试剂或原料，同样的，使用的设备等也属于本领域的常用设备，在此不进行详细的说明。
实施例1
一种金属表面处理方法，包括以下步骤：
S1、对铝基体表面进行清洗处理，在本步骤的清洗处理为现金属表面处理的常规步骤，使用的清洗剂等也为常规产品，在此不进行特别要求，所有能够用于对金属基体进行清洗的清洗剂均适用，并且本步骤中一定包括使用水清洗工序，另外，本步骤中，不适合使用酸或碱进行清洗处理，因为本技术方案不适用于通过酸或碱的使用对铝基体表面产生一定的微腐蚀，即本技术方案的金属表面处理的铝基体表面是相对光滑的。
S2、将清洗过的铝基体涂布第一金属表面处理剂后，在常温下自然干燥处理1小时，本实施例中使用的第一金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，其中化合物B具有成膜性的乙烯基树脂；含有三价铬的化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.2。在本实施例中，对于乙烯基树脂的确定结构不需要进行明确要求，因为本技术方案的重点在处理方法。
S3、在自然干燥后的第一金属表面处理剂上涂布第二金属表面处理剂，然后于160℃的温度进行加热干燥形成表面处理被膜，本实施例中，第一金属表面处理剂与第二金属表面处理剂的组成相同，区别是三价铬的含量不同。
第二金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，其中化合物B具有成膜性的乙烯基树脂；含有三价铬的化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.65。第一金属表面处理剂的层膜的厚度与第二金属表面处理剂的层膜的厚度之比为1.2：1。
后续的层压加工使用的为现有技术的压力进行处理，与单独使用相同厚度的第一金属表面处理剂或第二金属表面处理剂的金属表面处理层相比，在高倍显微镜下或核磁下均能够得到，采用本技术方案的铝基体表面膜层没有裂纹。
实施例2
一种金属表面处理方法，包括以下步骤：
S1、对不锈钢基体表面进行清洗处理，在本步骤的清洗处理为现金属表面处理的常规步骤，使用的清洗剂等也为常规产品，在此不进行特别要求，所有能够用于对不锈钢基体进行清洗的清洗剂均适用，并且本步骤中一定包括使用水清洗工序，另外，本步骤中，不适合使用酸或碱进行清洗处理，因为本技术方案不适用于通过酸或碱的使用对不锈钢基体表面产生一定的微腐蚀，即本技术方案的金属表面处理的不锈钢基体表面是相对光滑的。
S2、将清洗过的不锈钢基体涂布30nm厚度的第一金属表面处理剂后，在常温下自然干燥处理1小时，本实施例中使用的第一金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，其中化合物B具有成膜性的乙烯基树脂；含有三价铬的化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.25。在本实施例中，对于乙烯基树脂的确定结构不需要进行明确要求，因为本技术方案的重点在处理方法。
S3、在自然干燥后的第一金属表面处理剂上涂布22nm厚度的第二金属表面处理剂，然后于160℃的温度进行加热干燥形成表面处理被膜，本实施例中，第一金属表面处理剂与第二金属表面处理剂的组成相同，区别是三价铬的含量不同。
第二金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，其中化合物B具有成膜性的乙烯基树脂；含有三价铬的化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.8。
后续的层压加工使用的为现有技术的压力进行处理，与单独使用相同厚度的第一金属表面处理剂或第二金属表面处理剂的金属表面处理层相比，在高倍显微镜下或核磁下均能够得到，采用本技术方案的不锈钢基体表面膜层没有裂纹。
实施例3
一种金属表面处理方法，包括以下步骤：
S1、对铝合金基体表面进行清洗处理，在本步骤的清洗处理为现金属表面处理的常规步骤，使用的清洗剂等也为常规产品，在此不进行特别要求，所有能够用于对铝合金基体进行清洗的清洗剂均适用，并且本步骤中一定包括使用水清洗工序，另外，本步骤中，不适合使用酸或碱进行清洗处理，因为本技术方案不适用于通过酸或碱的使用对铝合金基体表面产生一定的微腐蚀，即本技术方案的金属表面处理的铝合金基体表面是相对光滑的。
S2、将清洗过的铝合金基体涂布30nm厚度的第一金属表面处理剂后，在常温下自然干燥处理1小时，本实施例中使用的第一金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，其中化合物B具有成膜性的乙烯基树脂；含有三价铬的化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.25。在本实施例中，对于乙烯基树脂的确定结构不需要进行明确要求，因为本技术方案的重点在处理方法。
S3、在自然干燥后的第一金属表面处理剂上涂布25nm厚度的第二金属表面处理剂，然后于160℃的温度进行加热干燥形成表面处理被膜，本实施例中，第一金属表面处理剂与第二金属表面处理剂的组成相同，区别是三价铬的含量不同。
第二金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，其中化合物B具有成膜性的乙烯基树脂；含有三价铬的化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.8。
后续的层压加工使用的为现有技术的压力进行处理，与单独使用相同厚度的第一金属表面处理剂或第二金属表面处理剂的金属表面处理层相比，在高倍显微镜下或核磁下均能够得到，采用本技术方案的不锈钢基体表面膜层没有裂纹。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
Claims (6)
1.一种金属表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对金属基体表面进行清洗处理；
S2、将清洗过的金属基体涂布第一金属表面处理剂后，常温下自然干燥处理0.5-1小时；
S3、在自然干燥后的第一金属表面处理剂上涂布第二金属表面处理剂，然后于80-220℃的温度进行加热干燥形成表面处理被膜；
所述第一金属表面处理剂与第二金属表面处理剂的组成相同，区别是三价铬的含量不同。
2.根据权利要求1所述的金属表面处理方法，其特征在于，所述第一金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，其中化合物B具有成膜性的乙烯基树脂；
所述含有三价铬的化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.2-0.25；
所述第二金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，其中化合物B具有成膜性的乙烯基树脂；所述三价铬化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.35-0.8。
3.根据权利要求2所述的金属表面处理方法，其特征在于，所述第二金属表面处理剂由含有三价铬的化合物A及化合物B组成，所述三价铬化合物A中的金属铬与乙烯基树脂的质量比为0.5-0.8。
4.根据权利要求1所述的金属表面处理方法，其特征在于，所述金属基体为不锈钢材质、金属铝或铝合金材质。
5.根据权利要求1所述的金属表面处理方法，其特征在于，在金属基体表面的第一金属表面处理剂的层膜的厚度大于第二金属表面处理剂的层膜的厚度。
6.根据权利要求5所述的金属表面处理方法，其特征在于，所述第一金属表面处理剂的层膜的厚度与第二金属表面处理剂的层膜的厚度之比为1.2-1.5：1。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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