CN116815171A - 一种铝件无铬钝化剂及铝件无铬钝化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝件钝化技术领域，具体涉及一种铝件无铬钝化剂及铝件无铬钝化处理工艺。钝化剂按质量百分比包括：1~2%的氟锆酸、1~5%的氟钛酸、0.1‑1%的树脂、和余量的水。处理工艺包括：利用上述的铝件无铬钝化剂对铝材进行钝化处理。其不仅对环境、操作工人无害，处理后的效果也不弱于传统的六价铬工艺或三价铬工艺，而且成分简单，便于生产和应用。
Description
技术领域
本发明涉及铝件钝化技术领域，具体而言，涉及一种铝件无铬钝化剂及铝件无铬钝化处理工艺。
背景技术
传统的涂装前的铝件六价铬或三价铬钝化，虽然其涂装后的各项性能均很优秀，但是其药剂在使用过程中会对环境及其操作工人造成严重的伤害。故现国家应严禁使用，故需开发一种对环境、操作工人无害的药剂替代。
有鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种铝件无铬钝化剂，其不仅对环境、操作工人无害，处理后的效果也不弱于传统的六价铬工艺或三价铬工艺，而且成分简单，便于生产和应用。
本发明的第二个目的在于提供一种铝件无铬钝化处理工艺，其在实现环保安全的同时，能够进一步提高铝材的钝化效果，简单实用。
本发明的实施例是这样实现的：
一种铝件无铬钝化剂，其按质量百分比包括如下组分：1~2%的氟锆酸、1~5%的氟钛酸、0.1-1%的树脂、和余量的水。
进一步的，铝件无铬钝化剂按质量百分比包括如下组分：1.5~1.8%的氟锆酸、3~4%的氟钛酸、0.4-0.7%的树脂、和余量的水。
进一步的，树脂包括：水溶性丙烯酸树脂和双酚A型环氧树脂中的至少一者。
进一步的，铝件无铬钝化剂还包括：PH调节剂。PH调节剂的用量根据所需PH值来确定。其中，所需pH值的范围为：2.5~3.8。
一种铝件无铬钝化处理工艺，其包括：利用上述的铝件无铬钝化剂对铝材进行钝化处理。
进一步的，利用铝件无铬钝化剂将铝件钝化后，将铝件表面的残留药剂洗净并干燥，之后在铝件表面喷上双氧水并静置30s，之后干燥。
本发明实施例的技术方案的有益效果包括：
本发明实施例提供的铝件无铬钝化剂对铝材进行钝化处理后，得到的钝化层稳定、可靠。此外，利用在钝化剂处理后再利用双氧水进行处理，可以有效地提高钝化层对湿度和沸水的耐受性。
总体而言，本发明实施例提供的铝件无铬钝化剂不仅对环境、操作工人无害，处理后的效果也不弱于传统的六价铬工艺或三价铬工艺，而且成分简单，便于生产和应用。本发明实施例提供的铝件无铬钝化处理工艺在实现环保安全的同时，能够进一步提高铝材的钝化效果，简单实用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例提供一种铝件无铬钝化剂，其按质量百分比包括如下组分：1~2%的氟锆酸、1~5%的氟钛酸、0.1-1%的树脂、和余量的水。
可选的，铝件无铬钝化剂按质量百分比包括如下组分：1.5~1.8%的氟锆酸、3~4%的氟钛酸、0.4-0.7%的树脂、和余量的水。
其中，树脂包括：水溶性丙烯酸树脂和双酚A型环氧树脂中的至少一者。
铝件无铬钝化剂还包括：pH调节剂。
pH调节剂的用量根据所需pH值来确定。可选的，所需pH值的范围为：2.5~3.8。
本发明实施例提供的铝件无铬钝化剂实现了无铬化，并且明显将钝化剂的组分简化，使铝件无铬钝化剂的生产和使用更加简单。
本发明实施例还提供一种铝件无铬钝化处理工艺，其包括：利用上述的铝件无铬钝化剂对铝材进行钝化处理。
进一步的，利用铝件无铬钝化剂将铝件钝化后，将铝件表面的残留药剂洗净并干燥，之后在铝件表面喷上双氧水并静置30s，之后干燥。
通过该设计，在利用铝件无铬钝化剂对铝材进行钝化处理后，再利用双氧水处理一次，有助于进一步提高铝件的钝化层的稳定性。
本发明中纳米纤维素的制备方法包括以下步骤：
S1、将玉米秸秆压碎成50目的粉末，取10 g 玉米秸秆粉末分散在200ml 9wt.%的氢氧化钠溶液中，在60°C下搅拌1h，然后进行真空过滤；
S2、将步骤S1中得到的材料放入200 ml 亚氯酸钠和乙酸的混合溶液中，在70°C下搅拌1h，再过滤和干燥得到纤维素；
S3、将5克纤维素放入100 ml 64%的硫酸中，在50°C下反应1h，然后加入1000ml去离子水；
S4、将步骤S3中得到的溶液静置分层，然后取下层悬浮液并调节pH至中性；离心得到澄清溶液，再用水定容至1000 ml，得到5 mg/mL的纳米纤维素溶液。
本发明中氮氟掺杂氧化石墨烯的制备方法包括以下步骤：
将50mL 10mg/mL的氧化石墨烯溶液搅拌0.5h；再加入70 mg氟化铵，搅拌并超声0.5h，然后在180°C下反应10h，自然冷却得到氮氟掺杂氧化石墨烯。
本发明中氮氟掺杂氧化石墨烯纳米纤维素复合物的制备方法包括以下步骤：
将50mL 10mg/mL的氧化石墨烯溶液与2 ml 5mg/ml的纳米纤维素溶液混合在一起，搅拌0.5h；再加入70 mg氟化铵，搅拌并超声0.5h，然后在180°C下反应10h，自然冷却得到氮氟掺杂氧化石墨烯纳米纤维素复合物。
下面结合具体实施例对本发明实施例提供的铝件无铬钝化剂和铝件无铬钝化处理工艺进行具体说明。
实施例1
本实施例提供一种铝件无铬钝化剂，其按质量百分比包括如下组分：1.5%的氟锆酸、4%的氟钛酸、0.6%的水溶性丙烯酸树脂、和余量的去离子水。pH值为3。
实施例2
本实施例提供一种铝件无铬钝化剂，其按质量百分比包括如下组分：1.8%的氟锆酸、3.5%的氟钛酸、0.7%的水溶性丙烯酸树脂、和余量的去离子水。pH值为3.5。
实施例3
本实施例提供一种铝件无铬钝化剂，其按质量百分比包括如下组分：1.6%的氟锆酸、3%的氟钛酸、0.4%的双酚A型环氧树脂、和余量的去离子水。pH值为3.8。
实施例4
本实施例提供一种铝件无铬钝化剂，其按质量百分比包括如下组分：1.5%的氟锆酸、3.8%的氟钛酸、0.5%的双酚A型环氧树脂、和余量的去离子水。pH值为2.5。
实施例5
本实施例提供一种铝件无铬钝化剂，其按质量百分比包括如下组分：2%的氟锆酸、5%的氟钛酸、0.1%的双酚A型环氧树脂、和余量的去离子水。pH值为3。
实施例6
本实施例提供一种铝件无铬钝化剂，其按质量百分比包括如下组分：1%的氟锆酸、2%的氟钛酸、1%的双酚A型环氧树脂、和余量的去离子水。pH值为3.5。
实施例7
本实施例提供一种铝件无铬钝化剂，其按质量百分比包括如下组分：1.2%的氟锆酸、1%的氟钛酸、0.2%的水溶性丙烯酸树脂、和余量的去离子水。pH值为2.8。
实施例8
本实施例提供一种铝件无铬钝化剂，其按质量百分比包括如下组分：1.8%的氟锆酸、2.5%的氟钛酸、0.8%的水溶性丙烯酸树脂、和余量的去离子水。pH值为2.5。
实施例9
本实施例提供一种铝件无铬钝化剂，在实施例8的基础上，加入1.0%的氮氟掺杂氧化石墨烯。具体地，其按质量百分比包括如下组分：1.8%的氟锆酸、2.5%的氟钛酸、0.8%的水溶性丙烯酸树脂、1.0%的氮氟掺杂氧化石墨烯和余量的去离子水。pH值为2.5。
实施例10
本实施例提供一种铝件无铬钝化剂，在实施例8的基础上，加入1.0%的氮氟掺杂氧化石墨烯纳米纤维素复合物。具体地，其按质量百分比包括如下组分：1.8%的氟锆酸、2.5%的氟钛酸、0.8%的水溶性丙烯酸树脂、1.0%的氮氟掺杂氧化石墨烯纳米纤维素复合物和余量的去离子水。pH值为2.5。
实验例
分别采用实施例1~10中的铝件无铬钝化剂，对铝材钝化后进行耐乙酸盐雾测试。测试结果如下表所示。
| 耐乙酸盐雾1500h | 耐乙酸盐雾2000h | 耐乙酸盐雾2500h | |
| 实施例1 | 通过 | 不通过 | 不通过 |
| 实施例2 | 通过 | 不通过 | 不通过 |
| 实施例3 | 通过 | 不通过 | 不通过 |
| 实施例4 | 通过 | 不通过 | 不通过 |
| 实施例5 | 通过 | 不通过 | 不通过 |
| 实施例6 | 通过 | 不通过 | 不通过 |
| 实施例7 | 通过 | 不通过 | 不通过 |
| 实施例8 | 通过 | 通过 | 不通过 |
| 实施例9 | 通过 | 通过 | 通过 |
通过对比本发明实施例所提供的钝化剂的测试结果和对比例的测试结果，可以看出，利用本发明实施例所提供的铝件无铬钝化剂对铝材进行钝化处理后，得到的钝化层稳定、可靠。氮氟掺杂氧化石墨烯的加入，推测氮原子能够增加钝化膜和铝件表面金属的结合能力。此外，氧化石墨烯和纤维素组成的复合物能够增强钝化膜的力学性质。
综上所述，本发明实施例提供的铝件无铬钝化剂不仅对环境、操作工人无害，处理后的效果也不弱于传统的六价铬工艺或三价铬工艺，而且成分简单，便于生产和应用。本发明实施例提供的铝件无铬钝化处理工艺在实现环保安全的同时，能够进一步提高铝材的钝化效果，简单实用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种铝件无铬钝化剂，其特征在于，按质量百分比包括如下组分：1~2%的氟锆酸、1~5%的氟钛酸、0.1-1%的树脂、和余量的水。
2.根据权利要求1所述的铝件无铬钝化剂，其特征在于，按质量百分比包括如下组分：1.5~1.8%的所述氟锆酸、3~4%的所述氟钛酸、0.4-0.7%的所述树脂、和余量的所述水。
3.根据权利要求1所述的铝件无铬钝化剂，其特征在于，按质量百分比包括如下组分：1.8%的氟锆酸、2.5%的氟钛酸、0.8%的水溶性丙烯酸树脂、1.0%的氮氟掺杂氧化石墨烯和余量的去离子水，pH值为2.5。
4.根据权利要求1所述的铝件无铬钝化剂，其特征在于，按质量百分比包括如下组分：1.8%的氟锆酸、2.5%的氟钛酸、0.8%的水溶性丙烯酸树脂、1.0%的氮氟掺杂氧化石墨烯纳米纤维素复合物和余量的去离子水，pH值为2.5。
5.根据权利要求3所述的铝件无铬钝化剂，其特征在于，
所述氮氟掺杂氧化石墨烯的制备方法为：将50mL 10mg/mL的氧化石墨烯溶液搅拌0.5h；再加入70 mg氟化铵，搅拌并超声0.5h，然后在180°C下反应10h，自然冷却得到氮氟掺杂氧化石墨烯。
6.根据权利要求4所述的铝件无铬钝化剂，其特征在于，
所述氮氟掺杂氧化石墨烯纳米纤维素复合物的制备方法为：将50mL 10mg/mL的氧化石墨烯溶液与2 ml 5mg/ml的纳米纤维素溶液混合在一起，搅拌0.5h；再加入70 mg氟化铵，搅拌并超声0.5h，然后在180°C下反应10h，自然冷却得到氮氟掺杂氧化石墨烯纳米纤维素复合物。
7.一种铝件无铬钝化处理工艺，其特征在于，包括：利用如权利要求1~6任一项所述的铝件无铬钝化剂对铝材进行钝化处理，利用所述铝件无铬钝化剂将铝件钝化后，将铝件表面的残留药剂洗净并干燥，之后在铝件表面喷上双氧水并静置30s，之后干燥。
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