[发明专利]一种新型铝合金无铬钝化处理液

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，具体来说，是涉及用于铝合金表面钝化的处理液。

背景技术

铝表面处理是一个涉及很多领域的专业技术，包括汽车、摩托车、航天航空、家用电器、电子、建材、通用金属加工。其中，化学转化膜是铝表面处理中最常用的一种技术手段。化学转化膜具有一定的耐腐蚀性和良好的物理吸附能力，可大大提高铝材基体与涂层的结合力，增强铝制品的抗腐蚀能力，其处理速度快、不消耗电能、所需设备简单、处理成本低。目前，较为常见的化学转化膜的方法有三种：

1、铬化，此法于1945年由美国化学涂料公司发明，也称为阿洛丁氧化法，后由英国帝国化学公司推广使用，称阿洛克罗姆法。其主要成分为：以铬酐为氧化剂和成膜剂，加以氟化物等添加剂，成膜为致密的铬酸盐，有良好的耐腐蚀性。但是，这种方法所形成的转化膜，含有六价铬，会对人体造成严重的危害，也会对环境造成严重污染。

2、磷铬化，又称绿铬化，磷铬化早在1945年就开始使用在铝表面处理上，至今，仍在使用中。磷铬化膜源于三价铬，其主要成分为：酸性磷酸盐、酸性或碱性铬酸盐、络合剂、氟化物。这种方法与铬化方法的差别在于磷酸盐替代了铬酸盐，降低了污染，且在工艺上精简了酸性去氧化作用的工序。但是，这种方法中，磷铬化膜耐腐蚀性不如铬化膜，所以使用收到一定的限制，而且，也没有完全脱离六价铬的污染。

3、无色无铬化学转化膜法，是以氟锆酸、硝酸、硼酸为基础配方，相继开发出来的一系列转化膜法。用这种方法处理后的铝或铝合金的表面转化膜，不含铬，不会对人体和环境造成危害，但是，成膜耐腐蚀性较差。

传统的铝合金钝化工艺，一般包括清洗、水清洗、铬化、水清洗、去离子水清洗、水处理、重金属沉渣清理和重金属渣运输处理共8个步骤，传统的工艺流程复杂，工艺流程中使用的含铬化物，不仅会对人体和环境造成危害，而且还会残留在处理槽中，不能直接排放，需要专业的公司来清理和运输，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐腐蚀性强、不含铬、不会对人体和环境造成危害的铝合金处理液。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样：

一种新型铝合金无铬钝化处理液，由下述质量百分比的物质组成：

钛酸钾、钛酸钠和钛酸镁盐的混合物20-30％，锆酸钾、锆酸钠和锆酸镁盐的混合物5-15％，改性有机硅树脂5-15％，以及聚氨酯树脂40-50％。

上述技术方案中，优选由下述质量百分比的物质组成：

钛酸钾、钛酸钠和钛酸镁盐的混合物20-30％，锆酸钾、锆酸钠和锆酸镁盐的混合物5-15％，改性有机硅树脂10-15％，以及聚氨酯树脂45-50％。

上述技术方案中，尤其优选由下述质量百分比的物质组成：

钛酸钾、钛酸钠和钛酸镁盐的混合物30％，锆酸钾、锆酸钠和锆酸镁盐的混合物10％、改性有机硅树脂10％，以及聚氨酯树脂50％。

本发明所述的新型铝合金无铬钝化处理液的制备方法，包括以下步骤：

(1)按质量百分比称取物质：钛酸钾、钛酸钠和钛酸镁盐的混合物20-30％，锆酸钾、锆酸钠和锆酸镁盐的混合物5-15％，改性有机硅树脂5-15％和，以及聚氨酯树脂40-50％；

(2)将上述物质放在特制耐腐蚀的反应器中，以80-120转/分钟的速率搅拌0.5-1小时，过滤即可。

本发明所述的处理液，为酸性液体，能使铝工件轻微溶解，由于在此溶解过程消耗了氢离子，从而使处理液与铝工件界面附近的PH值上升，进而导致锆和钛的氧化物析出，附着在铝工件表面；同时，通过配位化合物的作用，处理液中的改性有机硅树脂和聚氨酯树脂与上述析出物结合，从而附着在铝工件表面上，最后，铝工件的表面形成了一层转化膜。

经实验测定，由本发明所述处理液所形成的转化膜，其厚度为0.1-0.5微米，上漆后能耐1000小时的雾试验。

本发明所述的新型铝合金无铬钝化处理液，专门用于铝及其合金、镁及其合金的表面处理，不但可以提高材质本身的耐腐蚀性，而且会增强材质与其涂层的附着力，具有使用工艺简单、成本低、无污染等优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

按质量百分比称取物质：钛酸钾、钛酸钠和钛酸镁盐的混合物20％，锆酸钾、锆酸钠和锆酸镁盐的混合物15％，改性有机硅树脂15％，以及聚氨酯树脂50％；

将上述物质放在特制耐腐蚀的反应器中，以80转/分钟的速率搅拌0.5小时，过滤，得到本实施例的新型铝合金无铬钝化处理液。