一種鋁合金無鉻鈍化液及其制備方法
【專利摘要】一種鋁合金無鉻鈍化液及其制備方法，屬于金屬表面處理【技術領域】，鈍化液由以下質量份數的各個組分制備而成：釩酸鹽12-18份、氟鋯酸鹽5-12份、植酸3-7份、三氯化鑭1-5份、硫酸鋁2-6份、草酸鈉2-4份、水性高分子乳液5-8份、交聯劑0.1-0.5份和去離子水15-25份。本發明提供的鋁合金無鉻鈍化液形成的鈍化膜，具有高穩定性和耐蝕性能，且具有一定的抗氧化性能，能夠有效保護鋁合金材料，避免受到外界的腐蝕，有效延長了其使用壽命，是一種可以代替鉻酸鹽鈍化液的優良鈍化液。
【專利說明】一種鋁合金無鉻鈍化液及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于金屬表面處理【技術領域】，特別涉及一種鋁合金無鉻鈍化液及該鈍化液 的制備方法。
【背景技術】
[0002] 鈍化液是一種能使金屬表面呈鈍態的溶液，一般用于鍍鋅、鍍鎘和其他鍍層的鍍 后處理，目的是在鍍層表面形成能阻止金屬正常反應的表面狀態，提高其抗蝕性，并增加產 品美觀。
[0003] 鋁合金具有比重小，良好的導熱和導電性、反光性強、易于加工成型以及優異的物 理化學性能等優點，且價格低廉，已廣泛用于航空航天、交通運輸、輕工建材等部分，是輕合 金中應用最廣、用量最多的合金。然后鋁合金在潮濕、含工業氣體、燃料氣體、鹽分和塵埃大 氣等環境喜愛使用時極易發生點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕和腐蝕疲勞等形式的破壞，影響其 繼續使用。因此，鋁合金表面處理是擴大其應用范圍和延長其使用壽命的有效途徑之一。
[0004] 鉻酸鹽鈍化處理可顯著提高鋁合金表面的耐蝕能力，同時生成的鈍化膜對涂層具 有良好的附著力，且成本低廉，因此曾在多個領域內廣泛使用。然后，鉻酸鹽極毒，對環境和 人們的身體健康造成嚴重傷害。因此，鉻酸的使用受到嚴格限制，研究和開發無毒或者低毒 的鈍化液以替代絡酸鹽鈍化工藝是鈍化液領域的發展趨勢。
[0005] 申請號為201210492364. 7的專利文獻"一種鋁合金表面鈍化液及其處理方法"， 公開了一種鋁合金表面無鉻鈍化液，該鋁合金鈍化液組分包含濃度為0. 1?10. 〇g/L的氟 硅酸鉀；濃度為〇. 1?5. Og/L的氟化鈉；濃度為0. 1?5. Og/L的氟鋯酸鉀；濃度為0. 1? 10. Og/L的硝酸；濃度為0. 1?10. Og/L的植酸。本發明還提供一種鋁合金表面鈍化液處 理方法，該處理方法包括將鋁合金與鈍化液接觸，所述鈍化液為上述的鋁合金表面鈍化液。
[0006] 由此可知，該鈍化液的技術方案中含氟量較高，采用了三種含氟化合物，加之硝酸 和植酸，能夠在鋁合金表面形成一層鈍化膜，雖然含氟量較高，部分鈍化膜的穩定性較好， 但是受到硝酸的影響，其鈍化膜的耐蝕性能并不理想，不是一種理想的鈍化液。
【發明內容】
[0007] 本發明解決的技術問題：針對上述不足，克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提 供一種鋁合金無鉻鈍化液及其制備方法。
[0008] 1、本發明的技術方案：一種鋁合金無鉻鈍化液，由以下質量份數的各個組分制備 而成：釩酸鹽12-18份、氟鋯酸鹽5-12份、植酸3-7份、三氯化鑭1-5份、硫酸鋁2-6份、草 酸鈉2-4份、水性高分子乳液5-8份、交聯劑0. 1-0. 5份和去離子水15-25份。
[0009] 作為優選，所述釩酸鹽為釩酸鋰、正釩酸鈉或偏釩酸鉀的一種。
[0010] 作為優選，所述氟鋯酸鹽為氟鋯酸銨。
[0011] 作為優選，所述水性高分子乳液為聚氨酯彈性樹脂或丙烯酸樹脂。
[0012] 作為優選，所述交聯劑為二乙烯苯或順丁烯二酸酐。
[0013] 作為優選，所述鈍化液由以下質量份數的各個組分制備而成：釩酸鹽13-16份、氟 鋯酸鹽7-11份、植酸5-7份、三氯化鑭2-4份、硫酸鋁2-5份、草酸鈉3-4份、水性高分子乳 液6-8份、交聯劑0. 2-0. 4份和去離子水16-22份。
[0014] 更優地，所述鈍化液由以下質量份數的各個組分制備而成：釩酸鹽15份、氟鋯酸 鹽10份、植酸6份、三氯化鑭3份、硫酸鋁3份、草酸鈉4份、水性高分子乳液7份、交聯劑 0. 3份和去尚子水19份。
[0015] 一種鋁合金無鉻鈍化液的制備方法，制備步驟如下： (1) 將釩酸鹽、氟鋯酸鹽、硫酸鋁和草酸鈉加入到去離子水中，水浴加熱，溫度55-90°C， 不斷攪拌，混合均勻后得到混合溶液； (2) 在混合溶液中加入植酸和三氯化鑭，邊加邊攪拌； (3) 在上述混合液置于室溫下，加入水性高分子乳液和交聯劑，混合均勻，即制備得到 錯合金無鉻鈍化液。
[0016] 有益效果：本發明提供的鋁合金無鉻鈍化液，是利用稀土氯化物和氟鋯酸鹽優良 的穩定性能，提升鈍化液形成鈍化膜之后的穩定性能，同時，利用水性樹脂和交聯劑，將金 屬離子固定在樹脂形成的網格之中，不僅提高了鈍化膜的穩定性和耐候性，也提高了其耐 蝕性和抗氧化性能。因此，本發明提供的鋁合金無鉻鈍化液形成的鈍化膜，具有高穩定性和 耐蝕性能，且具有一定的抗氧化性能，能夠有效保護鋁合金材料，避免受到外界的腐蝕，有 效延長了其使用壽命，是一種可以代替鉻酸鹽鈍化液的優良鈍化液。
【具體實施方式】
[0017] 為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的 限制。
[0018] 實施例1 : 一種鋁合金無鉻鈍化液，由以下質量份數的各個組分制備而成：釩酸鋰12份，氟鋯酸 銨5份、植酸3份、三氯化鑭1份、硫酸鋁2份、草酸鈉2份、聚氨酯彈性樹脂5份、二乙烯苯 0. 1份和去尚子水15份。
[0019] 根據本發明提供的制備方法制備上述鋁合金無鉻鈍化液，制備步驟如下： (1) 將釩酸鋰、氟鋯酸銨、硫酸鋁和草酸鈉加入到去離子水中，水浴加熱，溫度55°C，不 斷攪拌，混合均勻后得到混合溶液； (2) 在混合溶液中加入植酸和三氯化鑭，邊加邊攪拌； (3) 在上述混合液置于室溫下，加入聚氨酯彈性樹脂和二乙烯苯，混合均勻，即制備得 到鋁合金無鉻鈍化液。
[0020] 實施例2 : 一種鋁合金無鉻鈍化液，由以下質量份數的各個組分制備而成：正釩酸鈉18份，氟鋯 酸銨12份、植酸7份、三氯化鑭5份、硫酸鋁6份、草酸鈉4份、丙烯酸樹脂8份、順丁烯二 酸酐0. 5份和去尚子水25份。
[0021] 根據本發明提供的制備方法制備上述鋁合金無鉻鈍化液，制備步驟如下： (1)將正釩酸鈉、氟鋯酸銨、硫酸鋁和草酸鈉加入到去離子水中，水浴加熱，溫度90°C， 不斷攪拌，混合均勻后得到混合溶液； (2) 在混合溶液中加入植酸和三氯化鑭，邊加邊攪拌； (3) 在上述混合液置于室溫下，加入丙烯酸樹脂和順丁烯二酸酐，混合均勻，即制備得 到鋁合金無鉻鈍化液。
[0022] 實施例3 : 一種鋁合金無鉻鈍化液，由以下質量份數的各個組分制備而成：偏釩酸鉀14份，氟鋯 酸銨9份、植酸5份、三氯化鑭2份、硫酸鋁3份、草酸鈉3份、丙烯酸樹脂6份、順丁烯二酸 酐0.2份和去離子水18份。
[0023] 根據本發明提供的制備方法制備上述鋁合金無鉻鈍化液，制備步驟如下： (1) 將偏釩酸鉀、氟鋯酸銨、硫酸鋁和草酸鈉加入到去離子水中，水浴加熱，溫度70°C， 不斷攪拌，混合均勻后得到混合溶液； (2) 在混合溶液中加入植酸和三氯化鑭，邊加邊攪拌； (3) 在上述混合液置于室溫下，加入丙烯酸樹脂和順丁烯二酸酐，混合均勻，即制備得 到鋁合金無鉻鈍化液。
[0024] 實施例4 : 一種鋁合金無鉻鈍化液，由以下質量份數的各個組分制備而成：偏釩酸鉀16份，氟鋯 酸銨11份、植酸6份、三氯化鑭4份、硫酸鋁3份、草酸鈉4份、丙烯酸樹脂7份、順丁烯二 酸酐0. 4份和去尚子水20份。
[0025] 根據本發明提供的制備方法制備上述鋁合金無鉻鈍化液，制備步驟如下： (1) 將偏釩酸鉀、氟鋯酸銨、硫酸鋁和草酸鈉加入到去離子水中，水浴加熱，溫度70°C， 不斷攪拌，混合均勻后得到混合溶液； (2) 在混合溶液中加入植酸和三氯化鑭，邊加邊攪拌； (3) 在上述混合液置于室溫下，加入丙烯酸樹脂和順丁烯二酸酐，混合均勻，即制備得 到鋁合金無鉻鈍化液。
[0026] 實施例5 : 一種鋁合金無鉻鈍化液，由以下質量份數的各個組分制備而成：釩酸鋰15份，氟鋯酸 銨10份、植酸6份、三氯化鑭3份、硫酸鋁3份、草酸鈉4份、聚氨酯彈性樹脂7份、二乙烯 苯0. 3份和去離子水19份。
[0027] 根據本發明提供的制備方法制備上述鋁合金無鉻鈍化液，制備步驟如下： (1) 將釩酸鋰、氟鋯酸銨、硫酸鋁和草酸鈉加入到去離子水中，水浴加熱，溫度70°C，不 斷攪拌，混合均勻后得到混合溶液； (2) 在混合溶液中加入植酸和三氯化鑭，邊加邊攪拌； (3) 在上述混合液置于室溫下，加入聚氨酯彈性樹脂和二乙烯苯，混合均勻，即制備得 到鋁合金無鉻鈍化液。
[0028] 根據申請號為201210492364.7的專利文獻"一種鋁合金表面鈍化液及其處理方 法"公開的技術方案制備無鉻鈍化液，為對照組1，以傳統鉻酸鹽鈍化液為對照組2 ;測定上 述【具體實施方式】和對照組鈍化液的耐蝕性能。
[0029] 對實施例1-5和對照組進行中性鹽霧腐蝕試驗，氯化鈉濃度為1. 0%，鹽水pH為 6. 5,試樣擺放角度為30°，時間96h，結果如表1所不： 表1鈍化液的耐蝕性能測試
【權利要求】
1. 一種鋁合金無鉻鈍化液，其特征在于，由以下質量份數的各個組分制備而成：釩酸 鹽12-18份、氟鋯酸鹽5-12份、植酸3-7份、三氯化鑭1-5份、硫酸鋁2-6份、草酸鈉 2-4份、 水性高分子乳液5-8份、交聯劑0. 1-0. 5份和去離子水15-25份。
2. 根據權利要求1所述的鋁合金無鉻鈍化液，其特征在于：所述釩酸鹽為釩酸鋰、正釩 酸鈉或偏釩酸鉀的一種。
3. 根據權利要求1所述的鋁合金無鉻鈍化液，其特征在于：所述氟鋯酸鹽為氟鋯酸 銨。
4. 根據權利要求1所述的鋁合金無鉻鈍化液，其特征在于：所述水性高分子乳液為聚 氨酯彈性樹脂或丙烯酸樹脂。
5. 根據權利要求1所述的鋁合金無鉻鈍化液，其特征在于：所述交聯劑為二乙烯苯或 順丁烯二酸酐。
6. 根據權利要求1所述的鋁合金無鉻鈍化液，其特征在于，所述鈍化液由以下質量份 數的各個組分制備而成：釩酸鹽13-16份、氟鋯酸鹽7-11份、植酸5-7份、三氯化鑭2-4份、 硫酸鋁2-5份、草酸鈉 3-4份、水性高分子乳液6-8份、交聯劑0. 2-0. 4份和去離子水16-22 份。
7. 根據權利要求6所述的鋁合金無鉻鈍化液，其特征在于，所述鈍化液由以下質量份 數的各個組分制備而成：釩酸鹽15份、氟鋯酸鹽10份、植酸6份、三氯化鑭3份、硫酸鋁3 份、草酸鈉4份、水性高分子乳液7份、交聯劑0. 3份和去離子水19份。
8. -種根據權利要求1所述的鋁合金無鉻鈍化液的制備方法，其特征在于，制備步驟 如下： (1) 將釩酸鹽、氟鋯酸鹽、硫酸鋁和草酸鈉加入到去離子水中，水浴加熱，溫度55-90°C， 不斷攪拌，混合均勻后得到混合溶液； (2) 在混合溶液中加入植酸和三氯化鑭，邊加邊攪拌； (3) 在上述混合液置于室溫下，加入水性高分子乳液和交聯劑，混合均勻，即制備得到 錯合金無鉻鈍化液。
【文檔編號】C23C22/46GK104451643SQ201410646790
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】尤為 申請人:無錫伊佩克科技有限公司