[发明专利]一种陶化剂的制备方法

摘要

本发明是关于一种陶化剂的制备方法，由下列重量比例成份组成：硝酸：6.6%‑8.7%、氟锆酸：9.7%‑13.4%、硝酸锆：3.0%‑6.0%、氟化钠：0.5%‑1.0%、钼酸铵：3.7%‑5.9%、柠檬酸：5.0%‑7.0%、酒石酸：4.5%‑7.0%、盐酸羟胺：5.0%‑8.0%、无铬钝化添加剂Albritect CP40：0.1%‑0.2%和去离子水：42.8‑61.9%。本发明为锆系皮膜处理剂，采用本发明处理后的材料，其表面会生成一层纳米级陶瓷转化膜，使其具有优异的涂装密着性、抗腐蚀性、抗冲击能力，经陶化剂处理后的金属材料涂装后可通过百格测试与50KG冲压测试，盐雾测试时间能在500个小时以上，其不含磷、镍、锰等重金属，无渣，符合欧盟WEEE&RoHS指令要求，并可同时处理钢铁、镀锌板、纯铝以及铝合金等金属材料，不需更换槽液，生产成本低，无需加热使用，节能、环保、无污染。

主权项

1.一种陶化剂的制备方法，该陶化剂由下列重量比例成份组成：硝酸：6.6%‑8.7%、氟锆酸：9.7%‑13.4%、硝酸锆：3.0%‑6.0%、氟化钠：0.5%‑1.0%、钼酸铵：3.7%‑5.9%、柠檬酸：5.0%‑7.0%、酒石酸：4.5%‑7.0%、盐酸羟胺：5.0%‑8.0%、无铬钝化添加剂Albritect CP40：0.1%‑0.2%和去离子水：42.8‑61.9%，其特征在于：该陶化剂的制备方法为：步骤一：首先将去离子水倒入搅拌机内，然后再将氟锆酸、硝酸加入到去离子水中，启动搅拌机，控制搅拌速度为30‑40转/min，搅拌时间为15‑20分钟，搅拌至氟锆酸和硝酸完全溶解；步骤二：往搅拌机内加入硝酸锆和氟化钠得到混合物，将搅拌机内的混合物温度加热至55℃，搅拌速度控制为80转/min，搅拌至硝酸锆和氟化钠完全溶解后，待搅拌机内混合物温度降低至30℃、搅拌机在持续搅拌的过程时，依次加入钼酸铵、柠檬酸和酒石酸，当钼酸铵、柠檬酸和酒石酸搅拌至完全溶解后，搅拌机再继续搅拌20分钟；步骤三：继续往搅拌机内投入无铬钝化添加剂Albritect CP40，搅拌速度控制为50‑60转/min，当无铬钝化添加剂Albritect CP40搅拌至完全溶解后，搅拌机继续搅拌15分钟；步骤四：继续往搅拌机内投入盐酸羟胺，搅拌速度控制为50‑60转/min，当盐酸羟胺搅拌至完全溶解后，搅拌机继续搅拌45‑50分钟后制得陶化剂；该陶化剂的使用方法为：步骤A：首先将水倒入到浸泡槽内，其次，开启循环系统，将步骤四制得的陶化剂投入浸泡槽内，然后缓慢添加浓度为10%的碳酸氢铵溶液，接着，调整浸泡槽内的pH值在4‑4.5之间，直至碳酸氢铵溶液完全溶解后，再次往浸泡槽内加入水，得到陶化剂工作液；步骤B：将清洗洁净的待处理工件浸没于陶化剂工作液中，浸泡时间为2‑5分钟，当待处理工件浸泡完毕后再对其进行水洗，处理工件水洗完毕、风干后再根据客户的要求进行下一步处理； 该陶化剂的反应原理为：其以氟锆酸为基础在金属表面生成一层纳米级陶瓷膜，酸的侵蚀使金属表面氢离子浓度降低，反应生成亚铁离子；盐酸羟胺的缓蚀作用使得工件在酸中不会过反应，从而不影响工件尺寸；溶液中游离态的锆离子与酸缓慢反应，生成以活性中间体存在的单质锆，其又以钼酸钠为反应活化体，加快了反应速度，进一步导致金属表面氢离子浓度急剧下降，生成的单质锆成为成膜晶核；氟锆酸的电离方程式：H₂ZrF₆→ZrF₆^2‑+2H⁺，由于表面的氢离子浓度急剧下降，导致氟锆酸根电解平衡向右移动，最终成为氟锆酸根离子；当表面电离出的氟锆酸根离子，与溶液中的亚铁离子达到溶度积Ksp时，就会形成氟锆酸盐沉淀,氟锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质，再以单质锆的成膜晶核为中心不断堆积；随着成膜助剂不断堆积作用，成膜晶核将形成晶粒，成膜物质再不断地堆积覆盖，最终会形成一道均匀致密的转化膜；而柠檬酸，酒石酸与金属离子形成的螯合物比具有相同配位原子的单啮配体形成的络合物要稳定，有效地阻止水中沉淀物的产生，改善了膜层的质量；无铬钝化添加剂Albritect CP40对金属表面润湿能力强，使镀锌钢板、铝板工件经钝化处理后能在表面覆上一层单分子层，从而改善耐盐雾性能，不影响后续涂层的附着力，其盐雾测试时间能在500个小时以上，经其陶化剂处理后的金属材料涂装后能通过百格测试与50KG冲压测试。