本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金用硼酸化水性聚氨酯鈍化液的制備方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的表面鈍化工藝以鉻酸鹽為主，由于六價(jià)鉻有致癌性，正逐漸被禁用。目前的無鉻鈍化技術(shù)主要包括硅酸鹽、鉬酸鹽等無機(jī)鈍化，植酸、單寧酸等有機(jī)鈍化。然而，單純的無機(jī)膜或有機(jī)膜的耐蝕性能仍無法取代鉻酸鹽。而有機(jī)/無機(jī)復(fù)合鈍化液具有協(xié)同作用可提高鈍化膜的耐蝕性，如將水性環(huán)氧樹脂、鎳鹽、雙氧水及有機(jī)酸等配制成復(fù)合鈍化液，所得鈍化膜的耐蝕性較好，但由于其固化劑為反應(yīng)型，復(fù)合后鈍化液的存儲(chǔ)、施工都很麻煩；水溶性丙烯酸樹脂中加入少量鉬酸鹽和磷酸鹽得到復(fù)合鈍化液，所得鈍化膜可推遲鍍鋅層出現(xiàn)白銹的時(shí)間，但附著力和韌性差，且有裂紋，常用的聚丙烯酸酯膜抗粘連性差，容易出現(xiàn)熱黏冷脆的現(xiàn)象，因此為了不斷提高鋁合金的鈍化效果，需要研究一種新的環(huán)保性好、附著力高、成膜性好、防腐蝕性好的高品質(zhì)鈍化液。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種環(huán)保性好、附著力高、成膜性好、防腐蝕性好的鋁合金用硼酸化水性聚氨酯鈍化液的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鋁合金用硼酸化水性聚氨酯鈍化液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)取石油磺酸鋇，加入到其重量30-40倍的無水乙醇中，攪拌均勻；

(2)取正硅酸乙酯，加入到其重量60-100倍的去離子水中，攪拌均勻，滴加濃度為10-15％的氨水，調(diào)節(jié)ph為11-12，攪拌1-2小時(shí)，加入上述石油磺酸鋇的乙醇溶液，升高溫度為70-76℃，保溫?cái)嚢?0-60分鐘，得硅溶膠；

(3)取2，2-二溴-3-氰基丙酰胺，加入到其重量20-30倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述硅溶膠混合，超聲3-5分鐘，得酰胺溶膠分散液；

(4)取上述硼酸、2,2-二甲基丙醇混合，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)猓?0-110℃下保溫反應(yīng)100-120分鐘，加入二月桂酸二丁基錫，繼續(xù)升高溫度為150-160℃，保溫反應(yīng)6-8小時(shí)，出料冷卻，真空40-50℃下干燥1-2小時(shí)，得硼酸化聚酯多元醇；

(5)取聚丙二醇ppg1000，在110-120℃下真空脫水2-3小時(shí)，降低溫度至55-60℃，與上述硼酸化聚酯多元醇混合，攪拌均勻，加入異佛爾酮二異氰酸酯，在55-60℃下保溫?cái)嚢?0-30分鐘，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，加入辛酸亞錫，升高溫度為80-85℃，保溫反應(yīng)5-6小時(shí)，加入1.4丁二醇，攪拌至常溫，冷卻出料，得磷化溶膠聚氨酯預(yù)聚體；

(6)取羧甲基纖維素鈉、硅酸鈉混合，加入到上述酰胺溶膠分散液中，升高溫度為60-70℃，加入上述磷化溶膠聚氨酯預(yù)聚體，1800-2000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-30分鐘，加入二甲基硅油，攪拌至常溫，得所述鋁合金用硼酸化水性聚氨酯鈍化液。

所述的石油磺酸鋇、正硅酸乙酯、2，2-二溴-3-氰基丙酰胺、硼酸、2,2-二甲基丙醇、二月桂酸二丁基錫、聚丙二醇ppg1000、異佛爾酮二異氰酸酯、辛酸亞錫、1.4丁二醇、羧甲基纖維素鈉、硅酸鈉、二甲基硅油的重量比為3-4：15-20：1-2：10-14：15-20：0.4-0.6：80-90：100-110：2-3：4-5：1-2：10-12：1-3。

本發(fā)明鈍化液在使用時(shí)還可以加入適量的水調(diào)稀，將鋁合金基材脫脂除油，反復(fù)水洗，在本發(fā)明的鈍化液中浸泡處理，時(shí)間為3-20分鐘，出料后將鋁合金基材進(jìn)行烘干，烘干溫度為60-70℃，干燥時(shí)間為20-40分鐘，即可。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明首先采用防腐蝕劑石油磺酸鋇分散到乙醇中，之后將得到的醇分散液參與到以正硅酸乙酯為前驅(qū)體的水解反應(yīng)中，得到具有抗銹性的硅溶膠，然后再通過酰胺分散，與無機(jī)防銹劑硅酸鈉混合，進(jìn)一步提高溶膠分散液的抗銹性能，然后采用硼酸為酸性單體，二月桂酸二丁基錫為催化劑，得到硼酸化聚酯多元醇，再與聚丙二醇ppg1000單體混合，參與到聚氨酯的反應(yīng)中，在反應(yīng)結(jié)束時(shí)，引入1.4丁二醇作為擴(kuò)鏈劑，得到可以在水中有效分散的聚合物，最后將該聚合物分散到具有抗銹功能的溶膠分散液中，得到最終產(chǎn)物——硼酸化水性聚氨酯鈍化液，不僅可以在鋁合金基材表面形成均勻穩(wěn)定的潤滑膜，還可以通過加入硅溶膠增強(qiáng)涂膜與基材的附著力，提高表面強(qiáng)度，對鋁合金起到長久的保護(hù)，本發(fā)明采用聚氨酯為主要成膜物質(zhì)，其形成的涂膜粘接牢固、柔韌性及彈性好、可以更有效地阻止腐蝕介質(zhì)對鋁層侵蝕，提高鋁板的耐蝕性，具有長期優(yōu)異的防銹、防刮擦性能，且本發(fā)明為無鉻鈍化液，使用安全，環(huán)保性好。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種鋁合金用硼酸化水性聚氨酯鈍化液的制備方法，包括以下步驟：

(1)取石油磺酸鋇，加入到其重量40倍的無水乙醇中，攪拌均勻；

(2)取正硅酸乙酯，加入到其重量100倍的去離子水中，攪拌均勻，滴加濃度為15％的氨水，調(diào)節(jié)ph為12，攪拌1-2小時(shí)，加入上述石油磺酸鋇的乙醇溶液，升高溫度為70-76℃，保溫?cái)嚢?0分鐘，得硅溶膠；

(3)取2，2-二溴-3-氰基丙酰胺，加入到其重量30倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述硅溶膠混合，超聲5分鐘，得酰胺溶膠分散液；

(4)取上述硼酸、2,2-二甲基丙醇混合，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，?10℃下保溫反應(yīng)120分鐘，加入二月桂酸二丁基錫，繼續(xù)升高溫度為160℃，保溫反應(yīng)8小時(shí)，出料冷卻，真空50℃下干燥2小時(shí)，得硼酸化聚酯多元醇；

(5)取聚丙二醇ppg1000，在120℃下真空脫水3小時(shí)，降低溫度至55-60℃，與上述硼酸化聚酯多元醇混合，攪拌均勻，加入異佛爾酮二異氰酸酯，在60℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)猓尤胄了醽嗗a，升高溫度為85℃，保溫反應(yīng)6小時(shí)，加入1.4丁二醇，攪拌至常溫，冷卻出料，得磷化溶膠聚氨酯預(yù)聚體；

(6)取羧甲基纖維素鈉、硅酸鈉混合，加入到上述酰胺溶膠分散液中，升高溫度為70℃，加入上述磷化溶膠聚氨酯預(yù)聚體，2000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘，加入二甲基硅油，攪拌至常溫，得所述鋁合金用硼酸化水性聚氨酯鈍化液。

所述的石油磺酸鋇、正硅酸乙酯、2，2-二溴-3-氰基丙酰胺、硼酸、2,2-二甲基丙醇、二月桂酸二丁基錫、聚丙二醇ppg1000、異佛爾酮二異氰酸酯、辛酸亞錫、1.4丁二醇、羧甲基纖維素鈉、硅酸鈉、二甲基硅油的重量比為4：20：1：14：20：0.6：90：110：3：5：2：12：3。

性能測試：

取鋁合金試片，脫脂除油，反復(fù)水洗，在本發(fā)明的鈍化液中浸泡處理，時(shí)間為10分鐘，出料后將鋁合金試片進(jìn)行烘干，烘干溫度為60℃，干燥時(shí)間為17分鐘，對其進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)24小時(shí)，腐蝕面積為1.1％。

實(shí)施例2

一種鋁合金用硼酸化水性聚氨酯鈍化液的制備方法，包括以下步驟：

(1)取石油磺酸鋇，加入到其重量30倍的無水乙醇中，攪拌均勻；

(2)取正硅酸乙酯，加入到其重量60倍的去離子水中，攪拌均勻，滴加濃度為10％的氨水，調(diào)節(jié)ph為11，攪拌1小時(shí)，加入上述石油磺酸鋇的乙醇溶液，升高溫度為70℃，保溫?cái)嚢?0分鐘，得硅溶膠；

(3)取2，2-二溴-3-氰基丙酰胺，加入到其重量20-30倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述硅溶膠混合，超聲3分鐘，得酰胺溶膠分散液；

(4)取上述硼酸、2,2-二甲基丙醇混合，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，?0℃下保溫反應(yīng)100分鐘，加入二月桂酸二丁基錫，繼續(xù)升高溫度為150℃，保溫反應(yīng)6小時(shí)，出料冷卻，真空40℃下干燥1小時(shí)，得硼酸化聚酯多元醇；

(5)取聚丙二醇ppg1000，在110℃下真空脫水2小時(shí)，降低溫度至55-60℃，與上述硼酸化聚酯多元醇混合，攪拌均勻，加入異佛爾酮二異氰酸酯，在55℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，加入辛酸亞錫，升高溫度為80℃，保溫反應(yīng)5小時(shí)，加入1.4丁二醇，攪拌至常溫，冷卻出料，得磷化溶膠聚氨酯預(yù)聚體；

(6)取羧甲基纖維素鈉、硅酸鈉混合，加入到上述酰胺溶膠分散液中，升高溫度為60℃，加入上述磷化溶膠聚氨酯預(yù)聚體，1800轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘，加入二甲基硅油，攪拌至常溫，得所述鋁合金用硼酸化水性聚氨酯鈍化液。

所述的石油磺酸鋇、正硅酸乙酯、2，2-二溴-3-氰基丙酰胺、硼酸、2,2-二甲基丙醇、二月桂酸二丁基錫、聚丙二醇ppg1000、異佛爾酮二異氰酸酯、辛酸亞錫、1.4丁二醇、羧甲基纖維素鈉、硅酸鈉、二甲基硅油的重量比為3：15：1：10：15：0.4：80：100：2：4-1：10：1。

性能測試：

取鋁合金試片，脫脂除油，反復(fù)水洗，在本發(fā)明的鈍化液中浸泡處理，時(shí)間為10分鐘，出料后將鋁合金試片進(jìn)行烘干，烘干溫度為60℃，干燥時(shí)間為17分鐘，對其進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)24小時(shí)，腐蝕面積為0.8％；

可以看出，本發(fā)明的鈍化液具有很好的耐腐蝕性能。