[发明专利]一种适用于铝合金的无铬钝化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种不含铬、锰元素的钝化剂，尤其涉及一种适用于铝合金涂装前的 无铬钝化剂。

背景技术

铝型材或铝轮毂等类型的铝合金工件在涂装前通常需要进行表面处理以增强金 属与涂料间的附着性能，目前，涂装前的铝合金表面处理技术多采用六价铬钝化处理工艺。 但是，该处理方法含六价铬重金属离子，毒性大，环境污染严重，欧盟RoHS环保指令的实施， 对诸如六价铬等有害物质提出了明确的限制要求。因此，近些年来国内外在铝合金表面处 理无铬化技术的研究一直是个热点。

目前作为能替代传统六价铬处理方式的无铬钝化技术，包括锆钛体系，钼酸盐体 系，稀土盐体系和有机硅烷体系等。这些已知的无铬处理技术均能有效的解决六价铬钝化 技术所带来的环境污染等问题。但是这些无铬钝化技术的钝化效果与六价铬技术存在一定 的差距。另外，传统的六价铬钝化剂可在铝合金表面形成的膜层显现一定的颜色，方便操作 人员判断反应的过程，而目前的无铬钝化技术在铝合金表面形成的膜层都为无色的，这给 现场操作人员判断是否形成膜层造成一定的困扰。因此一种既具有良好的钝化性能，同时 形成的膜层又能在铝合金表面显示出颜色的无铬钝化剂的开发很有必要。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于铝合金的无铬钝化剂， 该钝化剂一方面能够增强铝合金表面钝化膜层的厚度和致密度，另外，还能使形成的钝化 膜层在铝合金表面显示出颜色。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种适用于铝合金的无铬钝化剂，对于每L无铬钝化剂，由如下质量的组分组成： 10～300mg的氨基硅烷或/和环氧硅烷、1～100mg的分散性纳米粒子、10～500mg的锆化合物 或/和钛化合物、1～150mg的金属离子、10～150mg的氟化物、1～20mg的络合剂，75～100mg 的有机磷酸以及余量为水；其中，所述有机磷酸为HEDP、HPMA、EDTMP、DTPMP、ATMP和PBTCA中 的至少两种。

进一步优选，所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、 γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-甲基-γ-氨丙基三甲氧基 硅烷、N-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N，N-二 乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-环己基-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅 烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨 丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙 基甲基二乙氧基硅烷、氨乙基氨异丁基甲基二甲氧基硅烷、3-(2-羟乙基氨乙基)-氨丙基甲 基二甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、双[3-(三甲氧基甲硅烷基丙基)] 胺或双[3-(三乙氧基甲硅烷基丙基)]胺中的至少一种。氨基硅烷在钝化剂中的含量低则在 金属表面形成的硅烷膜层不致密，含量高则容易出现不稳定的情况。

进一步优选，所述环氧硅烷为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环 氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧 基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基) 乙基三乙氧基硅烷中的至少一种。环氧硅烷在钝化剂中的含量低则在金属表面形成的硅烷 膜层不致密，含量高则容易出现不稳定的情况。

进一步优选，所述分散性纳米粒子为SiO₂纳米粒子、ZrO₂纳米粒子、HfO₂纳米粒子、 LaO₂纳米粒子、CeO₂纳米粒子、TiO₂粒子、Al₂O₃纳米粒子、MnO₂纳米粒子、MoO₃纳米粒子、CuO 纳米粒子、B₂O₃纳米粒子或Co₂O₃纳米粒子中的任意两种或三种纳米粒子。分散性纳米粒子 在钝化剂中的含量低则不能起到有效成膜的作用，含量高则容易出现不稳定的情况。