一種鋁、鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑及使用方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于金屬表面處理技術領域，具體涉及一種鋁、鋁合金免水洗鉻化鈍化劑及使用方法。
【背景技術】
[0002]鋁合金材料是工業中的使用量僅次于鋼鐵的第二大類金屬材料。由于鋁的標準電極電位較負，在使用過程中容易發生腐蝕，鋁合金在使用前往往需要經過相應的表面處理以滿足其對環境的適應性和安全性，鋁及其合金表面經過鉻酸鹽鈍化處理后耐腐蝕性能顯著提高，同時對涂層具有優異的附著力。目前鉻酸鹽化處理過程中產生大量含六價鉻廢水排放，產生污染。鑒于環境保護的壓力，目前無鉻環保處理液的使用越來越多，各國研究者都在努力開發更加有效、環保的金屬表面處理液，以減少六價鉻排放和減輕環境污染影響。已有專利成果顯示，工業應用的無鉻化鈍化膜體系大都為鈦系、鋯系、硅烷體系或者稀土體系方向，但目前各方向的研究均沒有獲得令人滿意的研究成果，各方向產品對金屬的防腐蝕保護性能以及與涂層的附著力性能均無法與鉻化鈍化膜相媲美。
【發明內容】
[0003]為解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種鋁、合金免水洗鉻化鈍化劑，該鈍化劑形成以鉻為成膜主鹽的無機鈍化膜，配合含硅納米粒子、氟化物、硫脲、羧酸基羥基有機物、脂肪醇聚氧乙烯醚形成有機鈍化膜，可在鋁及其合金表面形成鉻化鈍化膜，免于水洗，同時不會造成成膜粉化影響鈍化膜性能，該鈍化膜具有優異的裸膜防腐蝕性能，同時與粉末或油漆有極好的附著性能。
[0004]為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為:一種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑，所用原料按照如下組分配比組合而成:
鉻化物0.1-3 mol/L
納米粒子0.1-1 mol/L
氟化物10-5000 ppm
硫脲0.1-1 mol/L
羧酸基類基團有機物 10-1000 ppm 輕基類基團有機物 10-1000 ppm 脂肪醇聚氧乙稀醚類 10-1000 ppm。
[0005]其中，鉻化物為三氧化鉻、三氧化二鉻、硫酸鉻、硝酸鉻、磷酸鉻、氟化鉻、氯化鉻、碳酸鉻、硅酸鉻中的一種或多種的組合。
[0006]其中，納米粒子為納米二氧化錯、納米二氧化鈦、納米二氧化娃、納米二氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化銅中的一種或多種的組合。
[0007]其中，氟化物為氟化氫銨、氟化銨、氫氟酸、氟化鈉、氟化鉀、氟化氫鈉中的一種或多種的組合。
[0008]其中，羧酸基類基團有機物為通式R-C00H、R-(C00H)n或R-(C00)n-R’(其中R，R’為含碳的有機官能團，η=或>1)的有機物及其聚合物、改性分子結構。
[0009]其中，羥基類基團有機物為通式R-OH或R-(0H)n(其中R為含碳的有機官能團，η=或> I)的有機物及其聚合物、改性分子結構。
[0010]其中，脂肪醇聚氧乙烯醚類為C2至C20的脂肪醇聚氧乙烯醚類有機物及其聚合物、改性分子結構。
[0011 ] 一種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑的使用方法，具體按照以下步驟進行使用:
步驟一、將鉻化物、氟化物、納米粒子、氟化物、硫脲、含羧酸基類基團有機物、含羥基類基團有機物、脂肪醇聚氧乙烯醚類聚合物按組分配比加入水中，鈍化劑與水的比例為1:10-1:60,混合均勻，調節鈍化劑pH值，即可得到免水洗鉻化鈍化劑。
[0012]調節鈍化劑PH用酸堿度調節劑，酸堿度調節劑為硝酸、醋酸、硫酸、鹽酸、氫氟酸、
氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸氫銨中的一種或多種的組合。
[0013]作為一種優選的處理方式，將待處理材料經過除油清洗之后浸泡于上述鈍化劑中，取出、烘干或自然晾干即得到表面有免水洗鉻化鈍化膜的材料，浸泡處理時間可根據實際生產中需要調節，優選浸泡時間1-10分鐘。
[0014]作為另一種優選的處理方式，將上述鈍化劑噴淋于待處理材料表面，將待處理材料烘干或自然晾干即得到表面有免水洗鉻化鈍化膜的材料。噴淋處理壓力和時間可根據實際生產中需要調節，優選噴淋壓力0.5-1.5bar，噴淋時間為30-180秒。
[0015]其中，將上述鈍化劑涂覆在待處理材料表面，烘干即得到表面有免水洗鉻化鈍化膜的材料，涂覆方式為本領域常用的涂覆方式，例如滾涂、刮涂、浸涂等，涂覆時間可根據實際生產的需要調節，優選涂覆時間為10-60秒。
[0016]其中，用于稀釋鈍化劑的水可為純水或自來水。
[0017]其中，烘干的溫度小于120°C。
[0018]待處理材料可為金屬材料，鋼鐵、鋅、鋁、銅、鎂及其合金，優選鋁及鋁合金。
[0019]本發明提供一種鋁及鋁合金免水洗鉻化鈍化劑及使用方法，具備傳統鉻化水洗工藝優異的對金屬的防腐蝕保護性能以及涂層的附著力性能，同時解決了無鉻產品對金屬的防腐蝕保護性能以及與涂層的附著力性能不能達到鉻化產品效果的問題。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0021 ] 實施例一
一種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑，所用原料按照如下組分配比組合而成:
鉻化物0.1 mol/L
納米粒子0.1 mol/L
氟化物10 ppm
硫脲0.1 mol/L
羧酸基類基團有機物 10 ppm 輕基類基團有機物 10 ppm 脂肪醇聚氧乙稀醚類 10 ppm。
[0022]鉻化物為三氧化鉻和三氧化二鉻的組合。
[0023]納米粒子為納米二氧化鋯和納米二氧化鈦的組合。
[0024]氟化物為氟化氫銨和氟化銨的組合。
[0025]羧酸基類基團有機物為通式R-C00H。
[0026]羥基類基團有機物為通式R-0H。
[0027]脂肪醇聚氧乙烯醚類為C2。
[0028]—種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑的使用方法，具體按照以下步驟進行使用:
步驟一、將鉻化物、氟化物、納米粒子、氟化物、硫脲、含羧酸基類基團有機物、含羥基類基團有機物、脂肪醇聚氧乙烯醚類聚合物按組分配比加入水中，鈍化劑與純水的比例為1:
10,混合均勻，調節鈍化劑pH值，即可得到免水洗鉻化鈍化劑。
[0029]調節鈍化劑PH用酸堿度調節劑，酸堿度調節劑為硝酸和醋酸的組合。
[0030]將待處理材料經過除油清洗之后浸泡于上述鈍化劑中，將待處理材料取出、烘干或自然晾干，即得到表面有免水洗鉻化鈍化膜的材料，浸泡處理時間可根據實際生產中需要調節，優選浸泡時間2分鐘，烘干的溫度小于120°C。
[0031]待處理材料可為鋁。
[0032]本發明提供一種鋁、鋁合金免水洗鉻化鈍化劑及使用方法，具備傳統鉻化水洗工藝優異的對金屬的防腐蝕保護性能以及涂層的附著力性能，同時解決了無鉻產品對金屬的防腐蝕保護性能以及與涂層的附著力性能不能達到鉻化產品效果的問題。
[0033]實施例二
一種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑，所用原料按照如下組分配比組合而成:
鉻化物3 mol/L
納米粒子I mol/L
氟化物5000 ppm
硫脲I mol/L
羧酸基類基團有機物 1000 ppm 輕基類基團有機物 1000 ppm 脂肪醇聚氧乙稀醚類 1000 ppm。
[0034]鉻化物為三氧化鉻、三氧化二鉻、硫酸鉻、硝酸鉻、磷酸鉻、氟化鉻、氯化鉻、碳酸鉻、硅酸鉻中的組合。
[0035]納米粒子為納米二氧化錯、納米二氧化鈦、納米二氧化娃、納米二氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化銅的組合。
[0036]氟化物為氟化氫銨、氟化銨、氫氟酸、氟化鈉、氟化鉀、氟化氫鈉的組合。
[0037]羧酸基類基團有機物為通式R-(C00H)n(n>1)的有機物。
[0038]羥基類基團有機物為通式R-(0H)n(n>l)的有機物。
[0039]脂肪醇聚氧乙烯醚類為C2的脂肪醇聚氧乙烯醚類有機物。
[0040]—種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑的使用方法，具體按照以下步驟進行使用:
步驟一、將鉻化物、氟化物、納米粒子、氟化物、硫脲、含羧酸基類基團有機物、含羥基類基團有機物、脂肪醇聚氧乙烯醚類聚合物按組分配比加入水中，鈍化劑與自來水的比例為1:60,混合均勻，調節鈍化劑pH值，即可得到免水洗鉻化鈍化劑。
[0041]調節鈍化劑PH用酸堿度調節劑，酸堿度調節劑為硝酸、醋酸、硫酸、鹽酸、氫氟酸、
氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸氫銨中的組合。
[0042]將上述鈍化劑噴淋于待處理材料表面，將待處理材料烘干或自然晾干即得到表面有免水洗鉻化鈍化膜的材料，噴淋處理壓力和時間可根據實際生產中需要調節，優選噴淋壓力Ibar，噴淋時間為160秒。
[0043]烘干的溫度為85°C。
[0044]待處理材料為鋁合金。
[0045]實施例三
一種鋁及鋁合金的免水洗鉻化鈍化劑，所用原料按照如下組分配比組合而成: