[发明专利]一种无铬钝化剂及对铝或铝合金表面进行钝化的方法

说明书

本发明提供了一种无铬钝化剂，包括如下重量百分含量的组分：水77.3～93.8％，水溶性树脂5.0～20.0％，偶联剂0.1～1.0％，纳米无机材料0.2～0.5％，络合剂0.5～1.0％，促进剂0.1～0.5％。本发明提供的无铬钝化剂应用于铝及铝合金表面的钝化，得到的钝化膜耐腐蚀性优良，与基材表面的漆膜及粉末涂料具有优异的结合能力。实验结果表明，使用本发明的无铬钝化剂处理后的的铝及铝合金表面防腐蚀性能提高，钝化膜耐盐雾72小时以上，漆膜的湿膜附着力提高，耐压力锅水煮2小时以上，且成膜质量不易受环境因素的影响，操作简单，适合现场使用。

技术领域

本发明涉及一种金属表面处理技术领域，特别涉及一种无铬钝化剂及对铝或铝合金表面进行钝化的方法。

背景技术

铝及其合金具有低密度、低成本、高机械强度、导热性能优良、导电性强、易加工和易回收等特点，在各个行业中得到广泛的应用，但是，铝及其合金长期受恶劣条件影响时，其耐腐蚀能力会明显降低。在金属进行钝化处理可以在其表面形成一层组织细密的薄膜，可以大大提高金属的抗腐蚀性。

在铝及铝合金表面处理措施中，六价铬酸盐处理技术已被广泛应用，利用铬酸根的强氧化性在铝及其合金表面形成氧化物和铬酸盐构成的钝化膜，该膜层与基体有良好的结合力，能显著提高铝合金的耐腐蚀性。但是铬酸盐转化处理液中含有对人体和环境极为有害的六价铬离子，不仅处理过程中会产生污染，而且转化膜中的六价铬还将导致处理产品在日后使用及废弃时对环境造成二次污染，因此随着人们环保意识和对六价铬离子毒害性的认识的提高，六价铬化学转化处理技术的使用越来越受严格限制。

基于此，目前国内外在铝及铝合金表面处理行业中积极寻找新的出路—无铬金属表面处理剂。近年来，得到公认且在市场中已经应用的无铬表面处理剂有锆钛类无铬钝化剂、锰系类无铬钝化剂及纯硅烷处理剂等。然而，这些无铬钝化剂效果并不理想，所形成的钝化膜往往质量较差，漆膜附着力较低。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种环境友好、形成的钝化膜耐腐蚀性优良无铬钝化剂，且成膜因素不因环境中酸度和温度的变化而受到影响，操作简单方便，适合现场使用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种无铬钝化剂，包括如下重量百分含量的组分：水77.3～93.8％，水溶性树脂5～20％，偶联剂0.1～1％，纳米无机材料0.2～0.5％，络合剂0.5～1％，促进剂0.1～0.5％；

优选的，所述水溶性树脂为羟基丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、环氧基改性丙烯酸树脂和水性聚氨酯中的一种或几种的混合物。

优选的，所述水溶性树脂的固含量为20～30wt％；所述水溶性树脂的重均分子质量为10000～30000。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

优选的，所述硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物。

优选的，所述纳米无机材料为纳米硅溶胶、纳米晶硅、纳米二氧化铈和纳米二氧化钛中的一种或几种的混合物。

优选的，所述纳米无机材料的粒径为20～80nm。

优选的，所述络合剂为植酸、羧基硫代丁二酸和羟基乙叉二磷酸中的一种或几种的混合物。

优选的，所述促进剂为乙酸和/或硝酸。

本发明提供了一种利用上述方案所述无铬钝化剂对铝或铝合金表面进行钝化的方法，包括以下步骤：

将铝或铝合金进行脱脂处理；

将所述脱脂后的铝或铝合金依次进行第一道水洗、第二道水洗和第三道水洗；