[发明专利]一种铝材防锈处理剂

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种铝材防锈处理剂。

背景技术

铝是使用量大、应用范围最广的有色金属之一。它具有质轻、机械性能高、导热导电性能好、在大气中耐蚀等特点，广泛用于石油、航空以及轻工等领域。由于铝的性质比较活泼，在成型过程中外加高温使其表面形成一层致密的氧化铝膜，同时铝合金型材在运输和保存过程中会沾染很多油污、灰尘等污染物，然而氧化膜和油污的存在会阻碍融化金属之间良好的结合，形成夹杂，同时吸收空气中的水分破坏金属的连续性和均匀性，从而在焊接处产生气孔，影响换热设备的气密性，传统的碱性清洗在去除表面氧化铝膜的同时，在样品表面形成“挂灰”，最后需要在酸液中“出光”处理，工业过程复杂且成本高，不适用现代工业化生产。硅烷偶联剂既含有能水解的硅氧烷又含有能与其他材料结合的有机官能团，具有独特的结构特征，最初被用作粘结剂、密封剂和表面处理剂。从20世纪90年代起，就有人把它用在金属表面防护方面，发现硅烷偶联剂有较好的金属防护作用，但是硅烷超疏水膜均匀致密，可以有效的阻止腐蚀介质的入侵，但是此类膜层耐久性较差，一旦遭到破坏整个膜层会迅速失效，稀土转化膜作为阴极缓蚀剂具有结合强度高，耐持久性好等优点，但是容易产生裂纹，影响耐蚀性能，本发明采用稀土和硅氧烷复合膜实现优势的互补，为铝的腐蚀防护提供切实有效而又高效环保的工艺方法。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种铝材防锈处理剂。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种铝材防锈处理剂，由以下重量份的原料制备制成：苯并三氮唑0.5-1、硝酸亚铈5-6、氟化钠1-2、过氧化氢1.5-2、乙烯基三乙氧硅烷20-24、聚乙烯醇1-2、纳米二氧化钛1-2、纳米氧化铝2-3、水性聚氨酯5-6、硫脲0.6-1、硫酸钾铝0.4-0.6、聚丙烯酰胺1-2、二丙二醇丁醚1-1.4、蛭石粉0.5-0.7、尼泊金甲酯0.2-0.3、去离子水100-130。

所述一种铝材防锈处理剂，由下列具体步骤制备制成：

（1）将乙烯基三乙氧硅烷、去离子水和无水乙醇按照体积比5:5:90混合均匀，再滴入乙酸调节PH值至6.5，在室温下搅拌水解48h备用；

（2）将聚乙烯醇用5倍量去离子水溶解后加入纳米二氧化钛和纳米氧化铝超声分散15-20min，之后加到乙烯基三乙氧硅烷水解液中，在室温下不断搅拌备用；

（3）将聚丙烯酰胺加入4-5倍量的去离子水溶解，搅拌均匀后加入蛭石粉超声分散10-20min，然后加到水性聚氨酯（固含量为15%）中快速搅拌0.5-1h；

（4）将苯并三氮唑、硝酸亚铈和氟化钠用剩余的去离子水溶解，再加入过氧化氢后搅拌均匀，再加入步骤（2）、步骤（3）制备的产物及其余剩余物质，搅拌混合后即可得到。

本发明的优点是：本发明采用硅烷水解反应生成硅醇，其端机官能团和稀土硝酸亚铈连接，形成网状结构膜层，该膜层具有较好的剥离强度，致密性，结合强度高，不易产生细纹，并且加入纳米二氧化钛和纳米氧化铝提高了膜的超疏水性、阻隔性能、耐蚀性，添加的聚丙烯酰胺和蛭石粉增强了成膜性，并且提高了膜层的防腐性、防锈性，且膜层与铝材结合紧密，本发明制备的处理剂成膜速率快，具有高韧性、与铝合金元件表面结合力强，其防锈防腐性能优异，值得推广。

具体实施方式

一种铝材防锈处理剂，由以下重量份（公斤）的原料制备制成：苯并三氮唑0.5、硝酸亚铈5、氟化钠1、过氧化氢1.5、乙烯基三乙氧硅烷20、聚乙烯醇1、纳米二氧化钛1、纳米氧化铝2、水性聚氨酯5、硫脲0.6、硫酸钾铝0.4、聚丙烯酰胺1、二丙二醇丁醚1、蛭石粉0.5、尼泊金甲酯0.2、去离子水100。

所述一种铝材防锈处理剂，由下列具体步骤制备制成：

（1）将乙烯基三乙氧硅烷、去离子水和无水乙醇按照体积比5:5:90混合均匀，再滴入乙酸调节PH值至6.5，在室温下搅拌水解48h备用；

（2）将聚乙烯醇用5倍量去离子水溶解后加入纳米二氧化钛和纳米氧化铝超声分散15min，之后加到乙烯基三乙氧硅烷水解液中，在室温下不断搅拌备用；

（3）将聚丙烯酰胺加入4倍量的去离子水溶解，搅拌均匀后加入蛭石粉超声分散10min，然后加到水性聚氨酯（固含量为15%）中快速搅拌0.5h；

（4）将苯并三氮唑、硝酸亚铈和氟化钠用剩余的去离子水溶解，再加入过氧化氢后搅拌均匀，再加入步骤（2）、步骤（3）制备的产物及其余剩余物质，搅拌混合后即可得到。

按照实施例制备的处理液处理铝合金板材做实验，在其表面喷洒试验，耐盐性试验：将该板材浸泡在浓度为5%的氯化钠溶液中，浸泡300小时，材料表面基本无变化，浸泡300小时，无锈斑出现；耐酸性试验：将该板材用温度为23℃的0.05mol/l硫酸进行喷淋实验，实验时间20小时，用清水洗净，在室内放置2小时，漆膜表面无变化，无起泡、无脱落、无破损；抗剥离性试验：将该板材表面涂上一层2-3mm的浆糊，放到温度为50°C，相对湿度为90-96%的密封箱中，实验时间24小时，取出后用清水洗净，漆膜表面无起泡、无脱落、无破损。