專利名稱：一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過化學(xué)作用在鋁及鋁合金表面形成一層金黃色保護(hù)膜的化學(xué)處理劑，特別是將此膜作為涂裝底層，可提高涂覆層的附著力，增強(qiáng)鋁及鋁合金的抗腐蝕能力，是一種高性能、環(huán)保、新型鋁及鋁合金涂裝前處理劑。屬精細(xì)化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著涂裝技術(shù)在鋁及鋁合金中的廣泛應(yīng)用，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理作為涂裝前處理的一種手段越來越受到重視?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜具有一定的耐蝕性和良好的物理吸附能力，可大大提高鋁材基體與涂層的結(jié)合力增強(qiáng)鋁制品的抗腐蝕能力?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜處理速度快、不消耗電能、所需設(shè)備簡單、處理成本低。化學(xué)處理的方法目前國內(nèi)普遍采用的方法有以下三種1.鉻化此法最早于1945年美國化學(xué)涂料公司發(fā)明也稱為阿洛丁氧化法，后由英國帝國化學(xué)公司推廣使用，稱阿洛克羅姆法。其主要成分為以鉻酐為氧化劑和成膜劑，加以氟化物等添加劑，成膜為致密的鉻酸鹽，金黃色，有良好的耐腐蝕性?；痉磻?yīng)過程如下表面侵蝕鉻酸鹽還原生成涂層
該法的優(yōu)點(diǎn)成膜性好，成膜的附著力及耐腐蝕性好，色為金黃，操作方便、直觀。
該法不足含六價鉻，對人體、環(huán)境存在嚴(yán)重污染。
2.磷鉻化，又稱綠鉻化磷鉻化早在1945年已開始使用在鋁表面處理，并使用至今。磷鉻化膜源于三價鉻，其主要成分為酸性磷酸鹽、酸性或堿性鉻酸鹽、絡(luò)合劑、氟化物。鉻酸鹽中的6價被還原成3價鉻。
主要化學(xué)式該法優(yōu)點(diǎn)其與鉻化的差別在于磷酸鹽替代了鉻酸鹽。降低了污染，且在工藝上精簡了酸性去氧化作用的工序。
不足之處磷鉻化膜耐腐蝕性不如鉻化膜，所以使用受到一定限制，而且其并沒有完全脫離六價鉻的污染。
3.無色無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜法該法是以氟鋯酸、硝酸、硼酸為基礎(chǔ)配方，后開發(fā)了磷酸鋯和磷酸鈦涂層，性能有所提高。但存在濕式附著力和耐洗滌劑不過關(guān)，由于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜為無色，故存在操作著色不直觀、不方便檢驗(yàn)的問題。國外已普遍使用無鉻轉(zhuǎn)化處理技術(shù)，且在國內(nèi)所見無鉻轉(zhuǎn)化膜均為無色膜，但由于技術(shù)封鎖其原理尚不清楚。
該法優(yōu)點(diǎn)此法生產(chǎn)處理的鋁及鋁合金表面轉(zhuǎn)化膜，不含鉻、成膜耐腐蝕性較高、與涂覆層附著力好。
不足之處在具體操作過程中不直觀，耐腐蝕性一般。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明提供了一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑及其制備方法，其目的是解決現(xiàn)在對鋁及鋁合金表面涂裝預(yù)處理時，處理后含有六價鉻，對人體、環(huán)境存在嚴(yán)重污染，無色無鉻轉(zhuǎn)化膜的耐腐蝕性有差距且成膜后無色，使用時不方便檢驗(yàn)等方面存在的問題。
2、技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于該處理劑的主要原料按重量計為鈦酸鹽0.5～10％
鋯酸鹽0.5～8％有機(jī)酸0.5～5％氟化物0.2～10％將以上原料在反應(yīng)器內(nèi)加水后制備成轉(zhuǎn)化膜處理劑。
加入的氟化物為氟化鈉、氟鈦酸、氟硼酸鈦、氟化鉀中的一種或幾種。
使用的鈦酸鹽為硫酸氧鈦、氟鈦酸、可溶性堿和堿土金屬的鈦酸鹽中的一種或幾種。
所述的鋯酸鹽為硝酸鋯、乙酸鋯、鋯酸銨、可溶性堿金屬的鋯酸鹽中的一種或幾種。
所述的有機(jī)酸為植酸、酒石酸、檸檬酸、單寧酸、有機(jī)鉬酸中的一種或幾種。
在制備過程中使用的水為純水或自來水。
一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑的制備方法，其特征在于按上述原料的比例關(guān)系取各原料，將各原料放在特制耐腐蝕反應(yīng)器中加水后進(jìn)行攪拌，在攪拌制備過程中加熱，加熱溫度控制在10～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在10～120轉(zhuǎn)/分，攪拌時間0.5～4小時，然后經(jīng)過濾、包裝即得。
3、優(yōu)點(diǎn)及效果通過本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施，能夠很好地解決現(xiàn)在對鋁及鋁合金表面涂裝預(yù)處理時，處理后產(chǎn)品和排放物含有六價鉻，對人體、環(huán)境存在嚴(yán)重污染，且耐腐蝕性不好等方面存在的問題。本發(fā)明處理劑在涂裝預(yù)處理鋁及鋁合金轉(zhuǎn)化成金黃色的轉(zhuǎn)化膜，徹底消除了六價鉻的污染，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜為非鉻酸鹽成份、非磷酸鹽成份，操作方便，適合上漂洗或不漂洗、著色金黃明了直觀?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜附著力強(qiáng)，抗腐蝕性達(dá)到與鉻化接近的水平滿足生產(chǎn)的需要。故而適合擠壓鋁制品、卷材及其它需防護(hù)處理的鋁材涂裝前處理的防護(hù)底層使用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種以鈦酸鹽、鋯酸鹽和有機(jī)酸為主要原料，加水制備成雙組份體系后形成的化學(xué)處理劑，一為初投槽液，一為補(bǔ)充液，加入的原料按重量計為鈦酸鹽0.5～10％、鋯酸鹽0.5～8％、有機(jī)酸0.5～5％和氟化物0.2～10％，使用的鈦酸鹽為硫酸氧鈦、氟鈦酸及堿和堿土金屬的鈦酸鹽中的一種或幾種；使用的鋯酸鹽為硝酸鋯、乙酸鋯、鋯酸銨、堿金屬的鋯酸鹽中的一種或幾種；使用的有機(jī)酸為植酸、酒石酸、檸檬酸、單寧酸、有機(jī)鉬酸中的一種或幾種；使用的氟化物為氟化鈉、氟鈦酸、氟硼酸鈦、氟化鉀中的一種或幾種；水使用純水或自來水，制備時將各原料加入在特制耐腐蝕的反應(yīng)器中加水后進(jìn)行攪拌，在攪拌制備過程中加熱，加熱溫度控制在10～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在10～120轉(zhuǎn)/分，攪拌時間0.5～4小時，然后經(jīng)過濾、包裝即得，制得的雙組份體系處理劑可以通過化學(xué)作用在鋁及鋁合金表面形成一層金黃色的保護(hù)膜，化學(xué)反應(yīng)的基本原理典型反應(yīng)式如下
它是基于鈦、鋯與氟的絡(luò)合物在鋁合金表面形成膜轉(zhuǎn)化，最終形成金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。此膜作為涂裝底層，可提高涂覆層的附著力，增強(qiáng)鋁及鋁合金的抗腐蝕能力，它徹底消除鉻污染，是一種高性能、環(huán)保、新型鋁及鋁合金涂裝前處理劑。
實(shí)施例1本發(fā)明一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，該處理劑的主要原料為硫酸氧鈦30g硝酸鋯 15g植酸18g氟鈦酸 25g將上述各種原料放在特制耐腐蝕的反應(yīng)器中加純水922g后進(jìn)行攪拌，在攪拌制備過程中加熱，加熱溫度控制在10～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在10～120轉(zhuǎn)/分，攪拌時間0.5～4小時，然后經(jīng)過濾、包裝即得轉(zhuǎn)化膜處理劑。
實(shí)施例2本發(fā)明一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，該處理劑的主要原料為氟鈦酸25g硝酸鋯12g植酸 8g氟化鈉1.5g氟化鉀2g將上述各種原料放在特制耐腐蝕的反應(yīng)器中加純水后進(jìn)行攪拌，在攪拌制備過程中加熱，加熱溫度控制在10～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在10～120轉(zhuǎn)/分，攪拌時間0.5～4小時，然后經(jīng)過濾、包裝即得轉(zhuǎn)化膜處理劑。
實(shí)施例3本發(fā)明一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，該處理劑的主要原料為氟鈦酸32g乙酸鋯18g酒石酸3g氟化鈉25g將上述各種原料放在特制耐腐蝕的反應(yīng)器中加自來水后進(jìn)行攪拌，在攪拌制備過程中加熱，加熱溫度控制在10～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在10～120轉(zhuǎn)/分，攪拌時間0.5～4小時，然后經(jīng)過濾、包裝即得轉(zhuǎn)化膜處理劑。
實(shí)施例4本發(fā)明一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，該處理劑的主要原料為氟鈦酸25g
鋯酸銨20g檸檬酸4g氟硼酸鈦 18g將上述各原料放在特制耐腐蝕的反應(yīng)器中加水后進(jìn)行攪拌，在攪拌制備過程中加熱，加熱溫度控制在10～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在10～120轉(zhuǎn)/分，攪拌時間0.5～4小時，然后經(jīng)過濾、包裝即得轉(zhuǎn)化膜處理劑。
實(shí)施例5本發(fā)明一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，該處理劑的主要原料為氟鈦酸 25g鋯酸銨 20g檸檬酸 4g單寧酸 28g氟硼酸鈦3g將上述各原料放在特制耐腐蝕的反應(yīng)器中加水后進(jìn)行攪拌，在攪拌制備過程中加熱，加熱溫度控制在10～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在10～120轉(zhuǎn)/分，攪拌時間0.5～4小時，然后經(jīng)過濾、包裝即得轉(zhuǎn)化膜處理劑。
上述使用的鈦酸鹽還可以是氟鈦酸、可溶性堿和堿土金屬的鈦酸鹽中的一種或幾種；使用的鋯酸鹽也可以選鋯酸銨、可溶性堿金屬的鋯酸鹽中的一種或幾種；使用的有機(jī)酸可用檸檬酸、植酸、酒石酸、單寧酸、有機(jī)鉬酸中的一種或幾種；使用的氟化物選用氟硼酸鈦、氟化鈉、氟化鉀中的一種或幾種。在生產(chǎn)過程中也能達(dá)到實(shí)施目的。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于該處理劑的主要原料按重量計為鈦酸鹽0.5～10％鋯酸鹽0.5～8％有機(jī)酸0.5～5％氟化物0.2～10％將以上原料在反應(yīng)器內(nèi)加水后制備成轉(zhuǎn)化膜處理劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于加入的氟化物為氟化鈉、氟鈦酸、氟硼酸鈦、氟化鉀中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于使用的鈦酸鹽為硫酸氧鈦、氟鈦酸、可溶性堿和堿土金屬的鈦酸鹽中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于所述的鋯酸鹽為硝酸鋯、乙酸鋯、鋯酸銨、可溶性堿金屬的鋯酸鹽中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于所述的有機(jī)酸為植酸、酒石酸、檸檬酸、單寧酸、有機(jī)鉬酸中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于在制備過程中使用的水為純水或自來水。
7.一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑的制備方法，其特征在于按上述原料的比例關(guān)系取各原料，將各原料放在特制耐腐蝕反應(yīng)器中加水后進(jìn)行攪拌，在攪拌制備過程中加熱，加熱溫度控制在10～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在10～120轉(zhuǎn)/分，攪拌時間0.5～4小時，然后經(jīng)過濾、包裝即得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁合金無鉻金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑及其制備方法，該處理劑的主要原料按重量計為取鈦酸鹽0.5～10％、鋯酸鹽0.5～8％、有機(jī)酸0.5～5％、氟化物0.2～10％為原料，將以上原料在特制反應(yīng)容器內(nèi)加水后制備成轉(zhuǎn)化膜處理劑。它的制備方法按上述原料的比例關(guān)系取各原料，將各原料放在特制耐腐蝕的反應(yīng)器中加水后進(jìn)行攪拌，在攪拌制備過程中加熱，加熱溫度控制在10～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在10～120轉(zhuǎn)/分，攪拌時間0.5～4小時，然后經(jīng)過濾、包裝即得。本發(fā)明能夠很好地解決現(xiàn)在對鋁及鋁合金表面涂裝預(yù)處理時，處理后產(chǎn)品或排放物含有六價鉻，對人體、環(huán)境存在嚴(yán)重污染，且耐腐蝕性不好等方面存在的問題。
文檔編號C23C22/05GK1827852SQ20061004629
公開日2006年9月6日 申請日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月11日
發(fā)明者趙興利, 孫貴楠, 宋震羽, 耿品杰, 曹武 申請人:營口市康如化工有限公司