[发明专利]铝的非铬酸盐防锈剂、防锈方法和防锈铝制品

说明书

本发明涉及铝的非铬酸盐防锈剂，更具体的说，涉及适合用于处理卷材形式铝片的非铬酸盐防锈剂，防锈方法和防锈铝制品。

至今，铝或铝合金的防锈都是通过喷雾或浸渍活性铬酸盐或磷酸盐铬酸盐试剂或涂料型铬酸盐处理剂。在这种铬酸盐处理剂领域中，已通过一些发明如减少膜的重量或用毒性低的三价铬来替代有毒的六价铬，开发了那些对环境相对良性的铬酸盐处理试剂。但也不能说废料处理时对环境的污染可能性为零。

另一方面，从非铬酸盐活性类型的处理试剂和涂料类型的处理试剂来看，例如日本公布公报昭-55-38997公开了一种酸性清洗剂，其包括聚丙烯酸树脂和氟化锆，及其他成分。另外，日本公开公报平-4-232281公开了一种酸性水溶液，其包括阴离子丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、氟化铵氧锆和硝酸。日本公开公报平-11-106954公开了一种酸性处理组合物，其包括水溶性酚醛树脂、含锆或其他金属的化合物、硅烷偶联剂、和氢氟酸、磷酸和/或醋酸。

但上述专利公报公开的非铬酸盐类型处理试剂的耐腐蚀性与铬酸盐类型处理试剂的耐腐蚀性相比要差，不能满足实际需要。本发明的目的是提供一种铝的非铬酸盐防锈剂，尽管是非铬酸盐类型，但却具有充分的耐腐蚀性，例如甚至施涂在换热器的翅片材料上也不会长白锈。另一目的是提供一种防锈的方法和防锈铝制品。

本发明的铝的非铬酸盐防锈试剂包括锆化合物、氟离子、水溶性树脂和铝盐，所述的锆化合物的浓度以锆离子计为100-100000ppm，所述的氟离子的浓度为125-125000ppm，以非挥发物计所述的水溶性树脂的浓度为100-100000ppm，所述的铝盐的浓度以铝离子计为10-10000ppm。

当将氟锆化合物作为所述的锆化合物使用时，氟离子的浓度为氟化物的氟离子浓度和氟锆化合物的氟离子浓度的总和。

对所述的锆化合物而言，可用氟锆酸和/或氟锆酸铵。

另外，所述的水溶性树脂较佳地具有成膜时能与所述的锆化合物和/或铝结合的官能团。

本发明的非铬酸盐防锈方法包括用所述的防锈剂处理铝底材，形成以锆计重量范围为10-1000mg/m²的膜。

本发明的防锈铝制品可通过用所述的防锈剂进行非铬酸盐防锈处理而得到。

现在详细描述本发明。

如上所述，本发明的非铬酸盐防锈剂包括锆化合物、氟离子、水溶性树脂和铝盐。

上述锆化合物是主要成分，它能结合于被氟离子浸蚀的铝(包括铝合金，下文中运用到)表面，形成防锈层，并同时结合于水溶性树脂并将其固化，以确保形成强韧树脂膜。这种锆化合物的例子可以是氟锆酸、氟锆酸锂、钠、钾和铵盐、硫酸锆、硫酸氧锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氟化锆和碳酸锆等。这些锆化合物可单独使用，或两种或多种组合使用。防锈剂中锆化合物的优选浓度为100-100000ppm锆离子，较佳的是1000-10000ppm。当锆离子的浓度低于100ppm时，与用于换热器翅片的亲水涂膜的粘合性和耐腐蚀性降低。相反，锆化合物高于100000ppm的制剂并不能进一步改善其性能，却增加了生产的成本。

上述氟离子可用如下物质提供：氢氟酸、氟化铵、氟化氢铵、氟化钠、氟化氢钠等。当将含氟的锆化合物(如氟锆酸和氟锆酸钠)作为锆离子供体时，这种化合物也提供部分氟离子。防锈剂氟离子的浓度优选为125-125000ppm，较佳的是1250-12500ppm。上述的氟离子浓度在防锈剂溶液中以游离态存在、且可用带氟离子电极的装置测定。当氟离子的浓度低于125ppm时，铝表面浸蚀的程度不足，从而不能构建合适的防锈膜。超过125000ppm并不能进一步改善其性能，却增加了产品的成本。锆-氟的重量比例(Zr/F)较佳的是0.5到0.9，更佳的是0.6到0.8。高于或低于该范围，不能得到充分的耐腐蚀性。