[发明专利]一种TiO2溶胶改性铝型材无铬钝化处理液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无铬金属表面处理剂技术领域，尤其涉及一种TiO2溶胶改性铝型材无铬钝化处理液及其制备方法。

背景技术

喷涂铝型材在涂装前常采用铬酸盐化学钝化法进行前处理，但铬酸盐处理中六价铬离子对人体具有致癌作用，处理不当会对环境造成严重的污染，因此铬酸盐钝化工艺受到极大的关注，有些国家已限制其使用。近年来国内外对无铬钝化工艺进行了大量研究，开发了稀土、钴盐、硅酸盐、钼酸、钛/锆酸盐等多种钝化液处理体系，具有一定的耐腐蚀性能。目前，采用稀土铈化合物为主要成分的无铬钝化工艺的研究较多，但是稀土铈盐与氧化剂种类繁多，采用硝酸铈和高锰酸钾复合处理剂对铝型材进行钝化处理，得到了较好的成膜效果与外观，但是该处理剂的钝化效果还是存在钝化膜不够均匀，致密性不够，处理速度慢，抗腐蚀性能不够好的缺点，需要改进。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种TiO2溶胶改性铝型材无铬钝化处理液及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种TiO2溶胶改性铝型材无铬钝化处理液，由下列重量份的原料制成：硝酸铈10-10.5、高锰酸钾2-2.2、氟硼酸铵0.3-0.4、双(三乙醇胺)钛酸二异丙酯0.3-0.4、TiO2溶胶0.4-0.5、甲基磺酸0.5-0.6、苯乙烯0.6-0.8、丙烯酰胺0.2-0.3、丙烯酸0.4-0.5、偶氮二异丁腈0.05-0.1、丙烯磺酸钠0.5-0.6、十二烷基硫酸钠0.02-0.03、十六烷0.9-1、硅烷偶联剂KH570表面改性纳米二氧化硅0.3-0.4、硅烷偶联剂KH570表面改性纳米二氧化钛0.3-0.4、去离子水适量。

所述的TiO2溶胶改性铝型材无铬钝化处理液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将十二烷基硫酸钠溶于7-7.5重量份的去离子水中形成水溶液，将十六烷与苯乙烯混合，搅拌至溶解后加入硅烷偶联剂KH570表面改性纳米二氧化硅、硅烷偶联剂KH570表面改性纳米二氧化钛、双(三乙醇胺)钛酸二异丙酯，然后将以上两种液体混合，在超声波细胞粉碎机下超声处理3-4min，得到乳液；将所述乳液和丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯磺酸钠混合，搅拌均匀，通入氮气15-16min，调节pH=8，升温至60-62℃，加入偶氮二异丁腈，继续搅拌反应1-2h，得到成膜剂；

（2）将硝酸铈配制成10-10.5g/L的水溶液，再按2-2.2g/L的浓度加入高锰酸钾配制成溶液，再加入0.9-1.1wt%第（1）步得到的成膜剂以及其他剩余成分，搅拌均匀，在超声波细胞粉碎机下超声处理3-4min，即得。

使用时先将铝型材进行预处理，再将铝型材浸泡在处理液中进行钝化处理，温度为15-45℃，pH值为1.8-4.5，处理20-23min，取出，用水冲洗，烘干，即可。

本发明的优点是：本发明处理液通过使用硝酸铈、高锰酸钾，减少了环境污染；通过使用纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和有机材料制作成膜剂，使得纳米微粒均匀分散与体系中，能够促进钝化成分均匀快速涂覆于铝型材表面，快速形成均匀的氧化膜，而且纳米二氧化硅、纳米二氧化钛具有良好的抗氧化性能，减缓腐蚀速度，提高油漆涂覆性能，同时减少孔隙，使得形成的膜更致密、均匀；通过使用氟硼酸铵、双(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、TiO2溶胶、甲基磺酸，氧化膜具有更好的耐蚀性、抗菌性、自洁性与亲水性等特殊性能，且抗变色能力强。

具体实施方式

一种TiO2溶胶改性铝型材无铬钝化处理液，由下列重量份（公斤）的原料制成：硝酸铈10、高锰酸钾2、氟硼酸铵0.3、双(三乙醇胺)钛酸二异丙酯0.3、TiO2溶胶0.4、甲基磺酸0.5、苯乙烯0.6、丙烯酰胺0.2、丙烯酸0.4、偶氮二异丁腈0.05、丙烯磺酸钠0.5、十二烷基硫酸钠0.02、十六烷0.9、硅烷偶联剂KH570表面改性纳米二氧化硅0.3、硅烷偶联剂KH570表面改性纳米二氧化钛0.3、去离子水适量。

所述的TiO2溶胶改性铝型材无铬钝化处理液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将十二烷基硫酸钠溶于7重量份的去离子水中形成水溶液，将十六烷与苯乙烯混合，搅拌至溶解后加入硅烷偶联剂KH570表面改性纳米二氧化硅、硅烷偶联剂KH570表面改性纳米二氧化钛、双(三乙醇胺)钛酸二异丙酯，然后将以上两种液体混合，在超声波细胞粉碎机下超声处理3min，得到乳液；将所述乳液和丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯磺酸钠混合，搅拌均匀，通入氮气15min，调节pH=8，升温至60℃，加入偶氮二异丁腈，继续搅拌反应1h，得到成膜剂；