[发明专利]一种金属表面处理工艺

说明书

本发明公开了一种金属表面处理工艺，其包括如下工艺步骤：1)金属基材表面清洁和钝化处理；2)将金属基材浸泡于复合无机化合物溶胶中，经干燥、煅烧处理，得复合无机膜；3)在复合无机膜上涂覆装饰性抗菌溶胶，经干燥、固化处理，形成杂化无机膜，得成品。本发明采用二次溶胶‑凝胶法，在具有大量微孔的复合无机膜上涂覆装饰性抗菌溶胶，形成杂化无机膜，使表面处理后的金属基材具有优异的耐磨性、耐腐蚀性同时带有抗菌和装饰功能。

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，特别涉及一种金属表面处理工艺。

背景技术

金属的电化学腐蚀的主要原因之一是由于表面与电解质溶液或潮湿的大气接触，产生各种腐蚀原电池而产生。而目前金属镀件表面处理常用的方法是采用磷化或铬酸盐转化膜法等方法，由于磷化剂中含大量磷和氮，会给环境带来严重的污染，同理铬酸盐转化膜亦会对环境造成严重污染，因此急需环保的金属表面处理工艺取代传统金属镀件表面防腐。

近年来，出现了一些可取代传统金属镀件表面防腐处理的金属表面处理液，如采用硅烷偶联剂为主要成分的金属表面处理剂，但该类硅烷偶联技术形成的超薄有机膜，机械强度不好，大多不耐高温，抗腐蚀性差，且无抗菌、装饰等功能。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种金属表面处理工艺。

本发明所采取的技术方案是：一种金属表面处理工艺，其包括如下工艺步骤：

1)金属基材表面清洁和钝化处理；

2)将金属基材浸泡于复合无机化合物溶胶中，经干燥、煅烧处理，得复合无机膜；

3)在复合无机膜上涂覆装饰性抗菌溶胶，经干燥、固化处理，形成杂化无机膜，得成品。

具体地，步骤1)的金属表面清洁和钝化处理可采用常规的金属表面除油、钝化处理工艺，如将金属基材置于35％盐酸溶液中浸泡3～5min，取出放入丙酮中超声清洗20～30min，再用去离子水漂洗20～30min，烘干，放入表面活性剂中进行钝化处理。

作为上述方案的进一步改进，步骤2)中所述复合无机化合物溶胶按原料重量份计包括氧化铝溶胶10～30份、硅溶胶10～30份、胶溶剂1～5份。具体地，本发明所述的复合无机化合物溶胶以氧化铝溶胶和硅溶胶混合作为溶胶基体，其兼具氧化铝溶胶和硅溶胶的成膜性能，且成膜后耐腐蚀性、耐磨性和硬度均大幅提高。作为上述方案的进一步改进，所述胶溶剂为盐酸。作为上述方案的进一步改进，所述氧化铝溶胶中固含量为10～15％，颗粒粒径为10～20nm，所述硅溶胶中固含量为10～15％，颗粒粒径为20～30nm。具体地，氧化铝溶胶与硅溶胶的特殊限定使得该溶胶基体具有优异的颗粒分散性和稳定性。

作为上述方案的进一步改进，步骤2)中所述的干燥、煅烧处理为在50～80℃下干燥3～5min后在200～500℃下煅烧20～40min。具体地，所述干燥、煅烧处理可获得具有大量微孔的复合无机膜，为后续的覆膜处理提供理想的表面微观结构。

作为上述方案的进一步改进，步骤3)中所述的装饰性抗菌溶胶按原料重量份计包括硅溶胶30～60份、抗菌剂2～5份、着色剂0.1～1份、分散剂0.5～1份。作为上述方案的进一步改进，所述硅溶胶中固含量为10～15％，颗粒粒径为20～30nm。具体地，本发明的装饰性抗菌溶胶采用与复合无机化合物溶胶基体成分之一相同的硅溶胶作为溶胶基体，使得成膜时装饰性抗菌溶胶中的原料组分部分渗入到复合无机膜中，有效形成具有抗菌和装饰功能的杂化无机膜。

作为上述方案的进一步改进，步骤3)中所述的干燥、固化处理为在50～80℃下干燥10～15min后在100～150℃下固化10～15min。具体地，所述干燥、固化处理可使装饰性抗菌溶胶部分渗入到复合无机膜中，形成力学性能优异、带有装饰和抗菌功能的杂化无机膜。