一种铝合金制品化学转化处理工艺及有色无铬成膜剂的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够获得良好耐腐蚀性的化学转化膜的成膜剂，不含六价铬和重金属，废水处理简单不会对环境造成污染。所述铝合金有色无铬成膜剂含有水溶性钛化合物或水溶性锆化合物的至少一种，含量在0.05—3.0g/L(以金属离子计)，有机羧酸含量是0.1—1.0g/L。所述本发明还包括促进剂0.1—1.0g/L、封闭剂0.02—5.0g/L。
【专利说明】一种铝合金制品化学转化处理工艺及有色无铬成膜剂
【技术领域】
[0001]本发明属于添加剂【技术领域】，更具体是涉及一种铝合金制品化学转化处理工艺及有色无铬成膜剂。
【背景技术】
[0002]铝合金制品暴露在环境中抗腐蚀能力很差，表面很容易受到各种因素而发送腐蚀，所以必须要进行化学转化处理，形成转化膜以增强耐腐蚀性及涂层的密合性。
[0003]现在我国主要用铬化剂进行化学转化处理，其中含六价铬和三价铬，它们对生物都是剧毒物质，有很强的致癌性，所以国际上很多国家已经限制铬化剂的使用。目前我国对于现在环境污染严重地区废水中总铬的要求为不大于0.5mg/L，六价铬不大于0.lmg/L。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种可以消除六价铬对环境的严重污染的铝合金制品化学转化处理工艺。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种能获得密合性和耐腐蚀性的优良的化学转化膜、且可以大规模的应用于工业化生产的有色无铬成膜剂。
[0006]为达到上述目的，本发明采取了如下的技术方案:
[0007]一种铝合金制品化学转化处理工艺，包括如下技术步骤:
[0008]A、将铝合金制品浸入到水洗槽浸泡1-2分钟，去除各种无机污染物及表面的铝末；自来水水洗二次；
[0009]B、将经A步骤处理得铝合金制品置于3 — 7%重量浓度的酸洗溶液中，在常温下反应5-10分钟，去除表面油污及自然氧化膜，自来水水洗二次后再用去离子水洗一次；
[0010]C、将经B处理的铝合金制品置于含l-10g/L的无铬成膜剂的水溶液中，在20—40°C温度下处理3?10分钟；自来水水洗二次后再用去离子水洗一次；
[0011]D、将经C处理的铝合金制品置于60— 100°C的温度下干燥20— 40分钟即可得成品O
[0012]一种有色无铬成膜剂，含有水溶性钛化合物或水溶性锆化合物的至少一种，含量在0.05—5.0g/L(以金属离子计)，有机羧酸含量是0.1 — 1.0g/L，还包括促进剂0.1—1.0g/L及封闭剂0.02—5.0g/L，其余为去离子水。
[0013]所述的有机羧酸是I分子中含有I一3个羟基、I一3个羧基的有机物；这样的有机物为柠檬酸、葡萄糖酸、丹宁酸、酒石酸、没食子酸等中的至少一种。
[0014]所述的水溶性钛化合物或水溶性锆化合物为它的硫酸盐、氟化盐、有机盐，具体为硫酸钛、硫酸钛铵、乙酰丙酮钛、氟钛酸、氟钛酸铵、硫酸锆、硫酸钛铵、乙酸锆、氟锆酸、氟锆酸铵等中的至少一种。
[0015]所述的促进剂是氟化物，具体为氢氟酸、氟化钠、氟化钾、氟化铵、氟化氢铵、氟硅酸、氟硅酸铵、氟硼酸、氟硼酸钠、氟硼酸铵等中的至少一种。
[0016]所述的封闭剂是二氧化硅、有机硅烷、水溶性有机聚合物，具体为胶态硅溶胶、纳米二氧化娃、Y _氛丙基二乙氧基娃烧、N-β-(氛乙基)-γ -氛丙基甲基二甲氧基娃烧、N- β -(氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷、Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y -缩水甘油醚氧丙基二乙氧基娃烧、Y ~疏丙基二甲氧基娃烧、Y ~疏丙基二乙氧基娃烧、Y ~服丙基三甲氧基硅烷、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、二(乙酰丙酮)钛酸二异丙酯、双(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等中的至少一种。
[0017]与现有技术相比，本发明对环境无污染，能获得密合性和耐腐蚀性优良的化学转化膜，且可以大规模的应用于工业化生产。
【具体实施方式】
[0018]以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。
[0019]实施例1
[0020]有色无铬成膜剂组成:
[0021]硫酸钛(以金属离子计):0.lg/L，柠檬酸:0.3g/L，
[0022]氟硼酸:0.3g/L，丙烯酸树脂:1.0g/L,
[0023]纳米二氧化硅:0.lg/L，去离子水:余量。
[0024]工艺条件:PH(用醋酸或氨水调节)5.0，温度35°C。
[0025]按上述经过A、B处理的铝合金制品，放入上述封闭液中10分钟。取出自来水水洗二次后再用去离子水洗一次，置于60°C的温度下干燥40分钟。
[0026]检查试样表面形成淡蓝色的转化膜。
[0027]实施例2
[0028]有色无铬成膜剂组成:
[0029]硫酸错(以金属离子计):1.0g/L,葡萄糖酸:0.5g/L,
[0030]氟化钠:1.0g/L,环氧树脂:0.5g/L，
[0031]y -氨丙基三乙氧基硅烷:0.2g/L去离子水:余量。
[0032]工艺条件:PH(用醋酸或氨水调节)4.5，温度30°C。
[0033]按上述经过A、B处理的铝合金制品，放入上述封闭液中6分钟。取出自来水水洗二次后再用去离子水洗一次，置于80°C的温度下干燥30分钟。
[0034]检查试样表面形成淡蓝色的转化膜。
[0035]实施例3
[0036]有色无铬成膜剂组成:
[0037]氟钛酸(以金属离子计)'2.0g/L,氟化铵:0.2g/L，
[0038]丹宁酸:1.0g/L,聚氨酯树脂:0.5g/L，
[0039]Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷:0.2g/L，去离子水:余量。
[0040]工艺条件:PH(用醋酸或氨水调节)4.0，温度20°C。
[0041]按上述经过A、B处理的铝合金制品，放入上述封闭液中4分钟。取出自来水水洗二次后再用去离子水洗一次，置于90°C的温度下干燥20分钟。
[0042]检查试样表面形成淡黄色的转化膜。
[0043]以上实施例对本发明进行说明，但本发明并不仅限于在此所述的实施例，可以通过追加、变更、删除等改变方式发挥本发明的作用效果的，也包含在本发明的范围里。
【权利要求】
1.一种铝合金制品化学转化处理工艺，其特征在于，包括如下技术步骤: A、将铝合金制品浸入到水洗槽浸泡1-2分钟，去除各种无机污染物及表面的铝末；自来水水洗二次； B、将经A步骤处理得铝合金制品置于3— 7%重量浓度的酸洗溶液中，在常温下反应5-10分钟，去除表面油污及自然氧化膜，自来水水洗二次后再用去离子水洗一次； C、将经B处理的铝合金制品置于含l-10g/L的无铬成膜剂的水溶液中，在20—40°C温度下处理3?10分钟；自来水水洗二次后再用去离子水洗一次； D、将经C处理的铝合金制品置于60—100°C的温度下干燥20— 40分钟即可得成品。
2.一种有色无铬成膜剂，其特征在于，组成如下: 含有水溶性钛化合物或水溶性锆化合物的至少一种，以金属离子计，含量在0.05—5.0g/L ;有机羧酸含量是0.1—1.0g/L，还包括促进剂0.1—1.0g/L及封闭剂0.02—5.0g/L,其余为去离子水。
3.根据权利要求2所述的一种有色无铬成膜剂，其特征在于，所述的有机羧酸是1分子中含有1一 3个羟基、1一 3个羧基的有机物。
4.根据权利要求3所述的一种有色无铬成膜剂，其特征在于，所述的有机物为柠檬酸、葡萄糖酸、丹宁酸、酒石酸、没食子酸等中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种有色无铬成膜剂，其特征在于，所述的水溶性钛化合物或水溶性锆化合物为它的硫酸盐、氟化盐或有机盐。
6.根据权利要求5所述的一种有色无铬成膜剂，其特征在于，所述的水溶性钛化合物或水溶性锆化合物为硫酸钛、硫酸钛铵、乙酰丙酮钛、氟钛酸、氟钛酸铵、硫酸锆、硫酸钛铵、乙酸锆、氟锆酸、或氟锆酸铵中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的一种有色无铬成膜剂，其特征在于，所述的促进剂是氟化物。
8.根据权利要求7所述的一种有色无铬成膜剂，其特征在于，所述的促进剂为氢氟酸、氟化钠、氟化钾、氟化铵、氟化氢铵、氟硅酸、氟硅酸铵、氟硼酸、氟硼酸钠或氟硼酸铵中的至少一种。
9.根据权利要求2所述的一种有色无铬成膜剂，其特征在于，所述的封闭剂是二氧化硅、有机硅烷、水溶性有机聚合物。
10.根据权利要求9所述的一种有色无铬成膜剂，其特征在于，所述的封闭剂是胶态娃溶13父、纳米二氧化娃、y -氨丙基二乙氧基娃烧、N- β -(氨乙基)-γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷、Ν- β -(氨乙基)-Υ -氨丙基三甲氧基硅烷、、-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Υ _缩水甘油醚氧丙基二乙氧基娃烧、疏丙基二甲氧基娃烧、疏丙基二乙氧基娃烧、 脲丙基三甲氧基硅烷、脲丙基三乙氧基硅烷、二(乙酰丙酮)钛酸二异丙酯、双(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、或聚氨酯树脂中的至少一种。
【文档编号】C23C22/73GK104264144SQ201410603549
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】周国新, 顾志山 申请人:湖州织里天荣铝材添加剂厂