一種新型、環(huán)保高分子陶化液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于金屬表面進(jìn)行陶化處理的陶化劑，特別是該類陶化劑的配方及復(fù)配方法。該發(fā)明公開了一種新型、環(huán)保的高分子陶化液，其組成由下述原料復(fù)配而成：：鈦鋯化合物10-20份，氟化物2-5份，水性高分子樹脂3-10份，二氯氧化鋯（鈦）1-5份，有機(jī)酸2-5份，表面潤濕劑0-2份，水55-75份。通過本工藝配置成的陶化液穩(wěn)定性好、成膜性好，無需用到磷酸鹽、重金屬等物質(zhì)，對環(huán)境更加環(huán)保。該陶化液容易在鋼鐵、鋅和鋁材表面形成一層致密的陶化層，適合于常溫的噴淋和浸泡處理，無需加熱設(shè)備，節(jié)約能源、易于生產(chǎn)。
【專利說明】一種新型、環(huán)保高分子陶化液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于金屬表面進(jìn)行陶化處理的陶化劑，特別是該類陶化劑的配方及復(fù)配方法。
[0002]【背景技術(shù)】
鋼鐵在進(jìn)行涂裝前通常需要進(jìn)行前處理，包括除油、除銹等工藝，化學(xué)前處理方法通常還要在鋼鐵的表面形成一層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，該轉(zhuǎn)化膜既有一定的防腐能力，可以避免零件在噴涂前短暫的時間內(nèi)返銹，也可以增加零件表面的粗糙度，增強(qiáng)涂料與基底的結(jié)合力。目前大部分采用的是磷化工藝，其加入的磷化劑可以在金屬表面形成一層磷化膜。磷化劑中常用的含磷化合物多為磷酸，例如中國專利CN1422980A，CN1434150A, CN1401820A,CN1043962A, CN1144278A等。這些磷化液中主要成分(含磷化合物)會導(dǎo)致水的富營養(yǎng)化，對環(huán)境有較大危害，因此其排放帶來很大問題，如果直接排放，將會嚴(yán)重污染環(huán)境，對水中生物及人類生活產(chǎn)生巨大危害。隨著環(huán)保不斷推進(jìn)，新型無磷轉(zhuǎn)化膜(陶化膜)正在悄然取代傳統(tǒng)的磷化膜。新型陶化液主要分為鋯系、鋯鈦系、硅烷系、鋯硅烷系等無磷金屬表面處理劑，可部分替代磷化液。其主要原料為氟鋯酸鹽，硅烷偶聯(lián)劑等。該新型轉(zhuǎn)化膜是由無定形態(tài)ZrO2組成的，其形成的納米涂層取代傳統(tǒng)的結(jié)晶型磷化保護(hù)層，與金屬表面和隨后的油漆涂層之間有良好的附著力，耐腐蝕性能優(yōu)良。新型陶化液基本滿足工業(yè)化的應(yīng)用要求，但是由于形成的涂層為無機(jī)納米材料，與金屬表面的結(jié)合力較弱。因此，新型陶化液在金屬表面的結(jié)合力、表面成膜性能等方面仍然有改善的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是為了提高陶化液的成膜性、增強(qiáng)涂層與金屬之間的結(jié)合力。提供一種工藝簡單，陶化膜致密，防銹效果好，成膜性強(qiáng)的環(huán)保型陶化液及其制備方法。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種新型、高分子陶化液，其組成由下述原料復(fù)配而成:鈦鋯化合物10-20份，氟化物2-5份，水性高分子樹脂3-10份，二氯氧化鋯(鈦)1_5份，有機(jī)酸2-5份，表面潤濕劑0_2份，水55-75份。
[0005]本發(fā)明還提供一種制備上述陶化液的方法，其步驟如下:
一、按比例稱取各種原料；
二、在其2/3需水量中加入稱取的鈦鋯化合物，攪拌至溶解；
三、在步驟二制得的溶液中加入氟化物攪拌至溶解；
四、在步驟三制得的溶液中加入水性高分子樹脂攪拌至溶解；
五、在步驟四制得的溶液中加入二氯氧化鋯(鈦)至溶解；
六、在步驟五制得的溶液中加入小分子有機(jī)酸，攪拌至溶解；
七、在步驟六制得的溶液中加入表面潤濕劑，攪拌至溶解；
八、 在步驟五制得的溶液中加入剩余的水量，攪拌至溶解均勻。
[0006]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:通過該工藝制備的陶化液穩(wěn)定性好，在鋼鐵、鋅和鋁的表面上形成的陶化層更加均勻；與材料表面的結(jié)合能力更強(qiáng)，不含磷酸鹽等環(huán)境污染物，更加綠色環(huán)保。該技術(shù)方案制備的陶化液適合常溫噴淋和浸泡處理，工藝簡單，易于操作，且成本較低，適于推廣應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0007]—種陶化液，其質(zhì)量組成為:鈦鋯化合物10-20份，氟化物2-5份，水性高分子樹脂3-10份，二氯氧化鋯(鈦)1-5份，小分子有機(jī)酸2-5份，水55-75份。
[0008]該陶化液的最佳組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為:鈦鋯化合物12-16份，氟化物3-4份，水性高分子樹脂3-5份，二氯氧化錯(鈦)1_3份，小分子有機(jī)酸3-4份，非尚子表面活性劑0.1-0.5份，水65-75份。本發(fā)明使用的鈦鋯化合物可以是:氟鋯酸鉀、氟鋯酸鈉、氟鋯酸、氟鈦酸鉀、氟鈦酸鈉、氟鈦酸等中的一種，或者多種；氟化物可以是氫氟酸、氟化鈉、氟化鉀、氟化銨等中的一種或多種；水性高分子樹脂可以是:丙烯酸和馬來酸酐的共聚物、丙烯酸衣康酸的共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉等中的一種或多種；小分子有機(jī)酸可以是甲酸、乙酸、丙酸、馬來酸、丙烯酸、衣康酸等中的一種或多種；表面潤濕劑可以是脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、拉開粉等中的一種或多種。
[0009]制備上述陶化液的方法如下:
一、按比例稱取各種原料；
二、在其2/3需水量中加入稱取的鈦鋯化合物，攪拌至溶解；
三、在步驟二制得的溶液中加入氟化物攪拌至溶解；
四、在步驟三制得的溶液中加入水性高分子樹脂攪拌至溶解；
五、在步驟四制得的溶液中加入二氯氧化鋯(鈦)至溶解；
六、在步驟五制得的溶液中加入小分子有機(jī)酸，攪拌至溶解；
七、在步驟六制得的溶液中加入非離子表面活性劑，攪拌至溶解；
八、在步驟五制得的溶液中加入剩余的水量，攪拌至溶解均勻。
[0010]為了便于熟悉該類陶化液的制備，現(xiàn)結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述:
實施例1
一種陶化液的制備方法，其步驟如下:
1)稱取氟鋯酸7份，氟鋯酸鈉9份，氟化鉀4份，聚丙烯酸6份，二氯氧化鋯3份，甲酸2份，丙烯酸1份，月桂醇聚氧乙烯醚0.2份，水67.8份；
2)在40份水中加入7份氟鋯酸攪拌至充分溶解；
3)在步驟2中加入9份氟鋯酸鈉攪拌至充分溶解；
4)在步驟3中加入4份氟化鉀攪拌至充分溶解；
5)在步驟4中加入2份甲酸、1份丙烯酸攪拌至溶解；
6)在步驟5中加入6份聚丙烯酸攪拌至充分溶解；
7)在步驟6中加入3份二氯氧化鋯攪拌至充分溶解；
8)在步驟7中加入0.2份的月桂醇聚氧乙烯醚攪拌至溶解；
9)在步驟8中加入27 .8份水?dāng)嚢柚粱旌暇鶆蚣纯伞?br> [0011]實施例2
一種陶化液的制備方法，其步驟如下:1)稱取氟鈦酸5份，氟鈦酸鉀10份，氟化鈉4份，聚丙烯酸7份，二氯氧化鋯2份，醋酸3份，水69份；
2)在40份水中加入5份氟鈦酸攪拌至充分溶解；
3)在步驟2中加入10份氟鈦酸鉀攪拌至充分溶解；
4)在步驟3中加入4份氟化鈉攪拌至充分溶解；
5)在步驟4中加入3份醋酸攪拌至溶解；
6)在步驟5中加入7份聚丙烯酸攪拌至充分溶解；
7)在步驟6中加入2份二氯氧化鋯攪拌至充分溶解；
8)在步驟7中加入29份水?dāng)嚢柚粱旌暇鶆蚣纯伞?br> [0012]實施例3
一種陶化液的制備方法，其步驟如下:
I)稱取氟鋯酸12份，氟化銨4份，丙烯酸衣康酸的共聚物6份，二氯氧化鋯3份，烷基酚聚氧乙烯醚0.2份，水74.8份；
2 )在45份水中加入12份氟鋯酸攪拌至充分溶解；
3)在步驟2中加入4份氟化`銨攪拌至充分溶解；
4)在步驟3中加入6份丙烯酸衣康酸的共聚物攪拌至充分溶解；
5)在步驟4中加入3份二氯氧化鋯攪拌至充分溶解；
6)在步驟5中加入0.2份烷基酚聚氧乙烯醚攪拌至充分溶解
7)在步驟6中加入29.8份水?dāng)嚢柚粱旌暇鶆蚣纯伞?br> [0013]實施例4
一種陶化液的制備方法，其步驟如下:
1)稱取氟鈦酸鈉15份，氫氟酸3份，聚丙烯酸鈉7份，二氯氧化鋯2份，馬來酸1份，醋酸2份，丙烯酸2份，水68份；
2)40份水中加入3份氫氟酸攪拌至充分溶解；
3)在步驟2中加入15份氟鈦酸鈉攪拌至充分溶解；
4)在步驟3中加入1份馬來酸、2份醋酸、2份丙烯酸攪拌至溶解；
5)在步驟4中加入7份聚丙烯酸鈉攪拌至充分溶解；
6)在步驟5中加入2份二氯氧化鋯攪拌至充分溶解；
7)在步驟6中加入28份水?dāng)嚢柚粱旌暇鶆蚣纯伞?br> 【權(quán)利要求】
1.一種新型、高分子陶化液，其組成由下述原料復(fù)配而成:鈦鋯化合物10-20份，氟化物2-5份，水性高分子樹脂3-10份，二氯氧化鋯(鈦)1_5份，有機(jī)酸2-5份，表面潤濕劑0_2份，水55-75份。
2.一種制備權(quán)利要求1所述新型、高分子陶化液的方法，其步驟如下: 一、按比例稱取各種原料； 二、在其2/3需水量中加入稱取的鈦鋯化合物，攪拌至溶解； 三、在步驟二制得的溶液中加入氟化物攪拌至溶解； 四、在步驟三制得的溶液中加入水性高分子樹脂攪拌至溶解； 五、在步驟四制得的溶液中加入二氯氧化鋯(鈦)至溶解； 六、在步驟五制得的溶液中加入小分子有機(jī)酸，攪拌至溶解； 七、在步驟六制得的溶液中加入表面潤濕劑，攪拌至溶解； 八、在步驟五制得的溶液中`加入剩余的水量，攪拌至溶解均勻。
【文檔編號】C23C22/34GK103866306SQ201210530451
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月11日
【發(fā)明者】胡磊 申請人:蘇州禾川化工新材料科技有限公司