[发明专利]一种用于锈蚀板材的纳米锆酸盐转化膜工艺

说明书

本发明公开了一种用于锈蚀板材的纳米锆酸盐转化膜工艺，涉及陶化工艺技术领域。本发明纳米锆酸盐转化膜工艺的操作流程依次包括脱脂处理、除锈处理、退膜处理和陶化处理；除锈处理：将脱脂后的锈蚀板材浸入除锈剂中，在锈蚀板材的无锈区域的表面形成缓蚀膜，在锈蚀板材的有锈区域，除锈剂将铁锈溶解后，在有锈区域的表面形成缓蚀膜；除锈剂的原料包括酸和有机硅改性聚氨酯树脂，陶化处理：将退膜干净的锈蚀板材浸泡在陶化液中，在板材的表面形成陶化膜；陶化液由陶化剂和水组成，陶化剂的原料包括氟锆酸、二氧化锆溶胶和有机硅树脂。本发明用于锈蚀板材的纳米锆酸盐转化膜工艺，能够在锈蚀板材的表面生成陶化膜，成功将陶化工艺应用于锈蚀板材。

技术领域

本发明涉及陶化工艺技术领域，尤其涉及一种用于锈蚀板材的纳米锆酸盐转化膜工艺。

背景技术

在五金涂装行业中，对金属表面喷涂涂料前，一般需要进行金属涂装前处理，以提高金属材料表面涂膜的附着力和耐蚀性能，目前，对于金属板材的涂装前处理工艺主要是采用磷化工艺和陶化工艺(也称之为纳米锆酸盐转化膜工艺)，磷化工艺的成本较低，但是磷化过程中会产生大量的磷化渣、废酸、氮氧化合物和重金属离子，对人体和环境均会造成严重的影响；陶化工艺虽然生产成本相对磷化工艺高，但是陶化工艺中使用的陶化剂不含重金属、磷酸盐和任何有机挥发组分，成膜反应过程中几乎不产生沉渣，对环境友好且不会危害人体，因此，现在陶化工艺逐渐替代磷化工艺。

虽然，陶化工艺对环境友好且不会危害人体，但是陶化工艺在冷轧板应用中存在困难，特别是在铁材质的锈蚀板材(指冷轧板)中难以实现陶化，由于锈蚀板件在施行工艺前，需先行除锈，除锈后会将锈蚀板材表面的铁质溶解，杂质在表面富集，而杂质一般为碳、硅、锰、铜等其他元素，这些元素在陶化最佳成膜pH值范围内(pH为5左右)不溶解，无法在杂质富集的微观区域造成pH值升高，导致氟锆酸无法水解形成二氧化锆沉积在板材上，进而不能形成致密的二氧化锆膜(即转化膜)，因此，现有的普通陶化工艺不能应用于锈蚀板材，目前对于锈蚀板材的前处理，主要还是采用磷化工艺。

发明内容

针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种用于锈蚀板材的纳米锆酸盐转化膜工艺，能够在锈蚀板材的表面生成陶化膜，成功将陶化工艺应用于锈蚀板材，解决了现有陶化工艺难以在锈蚀板件形成二氧化锆膜的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于锈蚀板材的纳米锆酸盐转化膜工艺，所述纳米锆酸盐转化膜工艺的操作流程依次包括脱脂处理、除锈处理、退膜处理和陶化处理；

所述除锈处理的操作方法为将脱脂后的锈蚀板材浸入除锈剂中，在锈蚀板材的无锈区域的表面形成缓蚀膜，在锈蚀板材的有锈区域，除锈剂将铁锈溶解后，在有锈区域的表面形成缓蚀膜；

所述除锈剂的原料包括酸和有机硅改性聚氨酯树脂，所述酸为盐酸、氢氟酸、柠檬酸中的任意一种或多种的组合；

所述陶化处理的操作方法为将退膜干净的锈蚀板材浸泡在陶化液中，在板材的表面形成陶化膜；所述陶化液由陶化剂和水组成，所述陶化剂的原料包括氟锆酸、二氧化锆溶胶和有机硅树脂。

进一步的，按质量百分比，所述陶化剂的原料由0.5～1.5％的氟锆酸、1～2％的二氧化锆溶胶和5～7％的有机硅树脂和余量的水组成；

所述氟锆酸的质量浓度为45％。

进一步的，所述陶化剂的制备方法如下：按配方，在水中加入氟锆酸，搅拌均匀后加入二氧化锆溶胶，反应5～30分钟后，在搅拌状态下加入有机硅树脂，反应10～30分钟，补齐余量的水，得到陶化剂。

进一步的，在所述陶化液中，所述陶化剂的质量浓度为2％。

进一步的，按质量百分数，所述除锈剂的原料由0.3％～20％的酸、0.5％～1％的有机硅改性聚氨酯树脂和余量的水组成。