无磷转化膜处理剂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种无磷转化膜处理剂及其制备方法。该无磷转化膜处理剂的配方如下：硝酸铝2.5-5％，45％的氟锆酸水溶液5-10％，47％的硝酸水溶液0.7-1.5％，硝酸钠1.4-2.5％，硅溶胶2-5％，液体硅烷2-5％，去离子水余量；其中，液体硅烷是通过氨基硅烷加入乙酸水溶液水解得到的。该无磷转化膜处理剂的制备方法为：将配方中所有原料混合，加热至40-50℃，搅拌2-3小时，自然冷却即得。本发明的无磷转化膜处理剂能够在清洁金属表面形成一层纳米陶瓷涂层，可以在钢铁、锌和铝表面形成转化膜，能显著提高金属涂层的耐腐蚀性能，延长其受腐蚀时间。
【专利说明】无磷转化膜处理剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发 明属于【技术领域】，涉及一种无磷转化膜处理剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现有的涂装前处理技术主要包括锌系、铁系、锌钙系、锌镍锰三元系等类型的涂装前处理技术。就这些技术本身而言，比较成熟。但随着社会的发展，环境保护和节能减排的要求越来越高，在此背景下，传统的涂装前处理技术，就显露出明显的缺陷。首先，这些表面处理剂配方中含有大量的磷，排放至江、河、湖中会造成严重的富营养化，同时含有锌、镍、锰等重金属，废水处理的负荷非常大。其次，在使用这些产品时都需要加热至一定的温度，能源消耗量大。此外，表面处理时会产生一定的副产物(即沉渣)，喷淋处理时会发生堵喷嘴现象，增加管理成本。
[0003]经过不断探索，寻求工艺改进，无磷处理剂在此背景下应运而生。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能在清洁金属表面形成一层纳米陶瓷涂层，可在钢铁、锌和铝表面形成转化膜，能显著提高金属涂层的耐腐蚀性能，延长其受腐蚀时间的无磷转化膜处理剂及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案:
[0006]一种无磷转化膜处理剂，其中各组分及重量百分比(即配方)如下:
[0007]
硝酸铝2.5-5%
45%的氟锆酸水溶液5-10%
47%的硝酸水溶液0.7-1.5%
硝酸钠1.4-2.5%
硅溶胶2-5%
液体硅烷2-5%
去离子水余量
[0008]其中，所述液体硅烷可自制，通过外购氨基硅烷加入乙酸水溶液水解得到。其它原料均可通过外购得到。
[0009]上述无磷转化膜处理剂，使用时按5%稀释。
[0010]上述无磷转化膜处理剂的制备方法如下:
[0011]将配方中所有原料混合，加热至40_50°C，搅拌2-3小时，自然冷却即得。
[0012]本发明的有益效果:
[0013]本发明的无磷转化膜处理剂是一种基于氟锆酸为基础的表面处理用化学品，它能在清洁的金属表面形成一层纳米陶瓷涂层。
[0014]该无 磷转化膜处理剂是一种反应性的涂装前处理剂，它可以在钢铁、锌和铝表面形成转化膜。
[0015]该无磷转化膜处理剂不含有重金属，无磷酸盐，无任何有机成分。
[0016]该无磷转化膜处理剂能显著提高金属涂层的耐腐蚀性能，延长其受腐蚀时间。
[0017]本发明的无磷转化膜处理剂具有如下特点:
[0018]1、和以往的磷化液不同，它完全不含磷，同时去除了磷化液中含有的锌、镍、锰等重金属，所以大大减轻废水处理的负荷，降低废弃物的产生量，是一种新型环保药剂。
[0019]2、常温使用而无需加热，是真正意义上的常温节能型药剂。
[0020]3、适用性非常广，适用于冷轧板、镀锌板、铝材和锌铝合金等多种金属的混合处理。
[0021]4、表面处理时间非常短，通常在30~120秒。而且不需要做表面调整处理，可以缩短工序。
[0022]5、表面处理几乎没有沉渣，喷淋处理不再发生堵喷嘴现象，减少了管理成本。【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但本发明不限于这些【具体实施方式】。
[0024]实施例1
[0025]一种无磷转化膜处理剂，配方如下
[0026]
硝酸铝5%
45%的氟锆酸水溶液10%
47%的硝酸水溶液1.5%
硝酸钠2.5%
硅溶胶5%
液体硅烷5%
去离子水71%
[0027]其中，液体硅烷是通过在外购的硅烷偶联剂(化学名称为:3-氨基丙基三乙氧基硅烷)中加入浓度为36%的乙酸水溶液，调整溶液PH值至2-3，常温搅拌I小时后得到的水解产物，该水解产物可与本发明的无磷转化膜处理剂配方体系中其它物质互溶。
[0028]上述无磷转化膜处理剂的制备方法如下:
[0029]将配方中所有原料混合，加热至40°C，搅拌3小时，自然冷却即得。
[0030]上述无磷转化膜处理剂的使用效果:
[0031]该无磷转化膜处理剂在钢铁、锌和铝表面形成的转化膜均匀细致，增加了金属涂层在金属表面的附着力(附着力I级)，显著提高了金属涂层的耐腐蚀性能(盐雾试验超过500小时)。[0032]实 施例2
[0033]一种无磷转化膜处理剂，配方如下
[0034]
硝酸铝2.5%
45%的氟锆酸水溶液5%
47%的硝酸水溶液0.7%
硝酸钠1.4%
硅溶胶2%
液体硅烷2%
去离子水86.4%
[0035]其中，液体硅烷是通过在外购的硅烷偶联剂(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)中加入浓度为36%的乙酸水溶液，调整溶液PH值至2-3，常温搅拌I小时后得到的水解产物，该水解产物可与本发明的无磷转化膜处理剂配方体系中其它物质互溶。
[0036]上述无磷转化膜处理剂的制备方法如下:
[0037]将配方中所有原料混合，加热至50°C，搅拌2小时，自然冷却即得。
[0038]上述无磷转化膜处理剂的使用效果:
[0039]该无磷转化膜处理剂在钢铁、锌和铝表面形成的转化膜均匀细致，增加了金属涂层在金属表面的附着力(附着力I级)，显著提高了金属涂层的耐腐蚀性能(盐雾试验超过500小时)。
[0040]实施例3
[0041]一种无磷转化膜处理剂，配方如下
[0042]
硝酸铝4%
45%的氟锆酸水溶液8%
47%的硝酸水溶液1.2%
硝酸钠2%
硅溶胶3.5%
液体硅烷3.5%
去离子水77.8%
[0043]其中，液体硅烷是通过在外购的硅烷偶联剂(3_氛基丙基二乙氧基硅烷)中加入浓度为36%的乙酸水溶液，调整溶液PH值至2-3，常温搅拌I小时后得到的水解产物，该水解产物可与本发明的无磷转化膜处理剂配方体系中其它物质互溶。
[0044]上述无磷转化膜处理剂的制备方法如下:
[0045]将配方中所有原料混合，加热至45°C，搅拌2.5小时，自然冷却即得。
[0046]上述无磷转化膜处理剂的使用效果:
[0047]该无磷转化膜处理剂在钢铁、锌和铝表面形成的转化膜均匀细致，增加了金属涂层在金属表面的附着力(附着力1级)，显著提高了金属涂层的耐腐蚀性能(盐雾试验超过500小时)。
【权利要求】
1.一种无磷转化膜处理剂，其特征在于，其中各组分及重量百分比如下: 硝酸铝2.5-5% 45%的氟锆酸水溶液5-10% 47%的硝酸水溶液0.7-1.5% 硝酸钠1.4-2.5%。硅溶胶 2-5% 液体硅烷2-5%去离子水余量
2.根据权利要求1所述的无磷转化膜处理剂，其特征在于，所述液体硅烷是通过氨基硅烷加入乙酸水溶液水解得到的。
3.一种根据权利要求1-2所述的无磷转化膜处理剂的制备方法，其特征在于，将配方中所有原料混合，加热至40-50°C，搅拌2-3小时，自然冷却即得。
4.根据权利要求3所述的无磷转化膜处理剂的制备方法，其特征在于，所述液体硅烷通过如下方法制得:在硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷中加入浓度为36%的乙酸水溶液，调整溶液PH值至2-3，常温搅拌I小时即得。
【文档编号】C23C22/34GK103911606SQ201210593856
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】罗峰, 罗远, 王振国 申请人:上海妙克化学科技有限公司