[发明专利]铝及其合金表面无铬钝化处理液的添加剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及铝及其合金表面无铬钝化处理液的添加剂及其使用方法。 

背景技术

铝及其合金在涂装前必须经过表面处理，其工艺步骤为：（1）脱脂；（2）水洗；（3）出光；（4）去离子水洗；（5）无铬钝化液处理；（6）干燥。 

通过喷淋或浸泡方式在铝表面形成一层无色的耐腐蚀钝化层，但其工艺要求相当严格，如水温、水质、时间、用气泡搅拌的气流强弱等等，都会对铝表面形成的钝化膜质量产生影响，加之其钝化膜无色，无法用肉眼来判断，给厂家带来不便。 

另外，无铬钝化液主要由聚丙烯酸与氟锆酸组成，聚丙烯酸起分散作用，称为分散剂，氟锆酸起成膜作用，称为成膜剂，这两种物质同时交联作用，在铝表面形成网格状膜层，网格状膜层一面拉油漆，一边拉基板，可提高油漆与基板的结合力。但这种膜的切割端面层没有自动修复功能，切割的端口容易腐蚀，故端面的油漆容易脱落、爆裂。所以一般每天加工能力达500平方米以上的厂家，其操作成本高、转化膜质量难控制，特别是转化膜切割端口没有自动修复功能，最后影响涂装后的成品质量。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝及其合金表面无铬钝化处理液的添加剂及其使用方法，使铝及其合金表面无铬钝化过程中不受外界苛刻的条件的影响，便于无铬钝化液形成纳米级的锆的化合物粒子，改变网格状膜层的密度，增加切割端口的自动修复功能，有利于涂层网络结构的稳定，提高铝合金的耐蚀性。 

本发明提供的铝及其合金表面无铬钝化处理液的添加剂，其组分与作用如下： 

（1）偶联剂：甲基三乙氧基硅烷，化学式：C₇H₁₈O₃Si。

通常的水溶性的有机硅烷，如分子量越小，更容易溶解于水，但防腐蚀性差；如分子量越大，不容易溶解于水，但防腐蚀性好。甲基三乙氧基硅烷，在酸性条件下非常稳定，相于对其它的硅烷它的分子量比较适中，既容易溶解于水，防腐蚀性好。该组分可增加氟锆酸形成网状结构膜的硬度，提高膜与铝基体结合力和铝合金的防腐蚀性能。 

（2）活性剂：烷基硫酸盐，化学通式：ROS0₃M，式中M可以是Na、K、NH₄、NH(CH₂CH₂OH)₃，R中的碳原子数为8～18。烷基硫酸盐的作用可提高转化的膜厚度均匀、光洁。 

（3）稳定剂：苯甲酸钠，化学式：C₆H₅CO₂Na。其作用是能延长槽液的使用期。 

（4）润湿剂：聚乙二醇，化学式：HO(CH₂CH₂O)_nH。其作用是使铝材表面形成亲水的基团，降低表面张力，使网状结构的膜更加柔韧、致密。 

各组分用量按重量百分比计为： 

甲基三乙氧基硅烷： 42~48%；

烷基硫酸盐：22~28%；

苯甲酸钠：13~16%；

聚乙二醇：8~12%；

以上总和满足100%。

本发明添加剂的使用方法如下： 

（一）槽液配制：

聚丙烯酸：11-15升/1000升，氟锆酸：11-13升/1000升，添加剂：4-8升/1000升；

游离酸度：9-11ml；

pH值：2.6-2.9之间；

槽液温度：15-30°C；

（二）表面钝化处理，形成钝化膜，时间：30-300秒（即采用喷淋式时，表面钝化处理时间30-120秒；采用浸入式时，表面钝化处理时间120-300秒）。

用此技术获得的转化膜有较好的耐蚀性，提高与后续的涂层（底漆和面漆）与基板的附着力与自动修复性能。 

使用本发明的添加剂具有如下优点： 

1、可使钝化液性能稳定，提高使用期。不加添加剂的钝化液使用期约2-3个月更换一次槽液，加了添加剂的使用期约4-6个月更换一次（更换一次槽液用水约20-23吨水）。

2、可使钝化液适用性广，温差跨度大，节约能源，工艺操作简单，容易实现规模化生产。不加添加剂的钝化液，一般钝化操作温度在30-40°C，在操作时需要加热；而加添加剂的钝化液，钝化时的操作温度可在15-30°C。