[发明专利]一种金属表面多功能环保型纳米陶化液及其制备方法和使用方法

说明书

本发明公开了一种金属表面多功能环保型纳米陶化液及其制备方法和使用方法，金属表面多功能环保型纳米陶化液，按重量百分比计，其组分如下：主成膜剂3‑10%、辅助成膜剂1‑10%、水性有机树脂1‑10%、纳米溶胶0.1‑3%、络合剂0.1‑1%、偶联剂0.1‑1%、缓蚀润湿剂0.05‑1%、余量为水；以及制备上述陶化液的制备方法和利用上述陶化液对金属构件进行陶化处理的方法。本发明提供一种具有良好的耐高温性、耐蚀性、疏水性和导电性，适用于所有金属构件的稳定金属表面多功能环保型纳米陶化液，及其制备方法和使用方法。

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体为一种金属表面多功能环保型纳米陶化液及其制备方法和使用方法。

背景技术

为防止钢铁等金属构件在存放、生产过程中表面被氧化而生锈，必须在涂装工艺处理前进行表面处理。传统的表面处理工艺包括铬酸盐转化（简称铬化）、磷酸盐转化（简称磷化）处理。铬化处理过程中会产生六价铬，污染环境且严重危害人体健康而被严格限制使用；而磷化废液中含有磷以及镍、锰等重金属，废液排放后容易引发赤潮、水华等现象。因此，开发新一代表面处理工艺，即陶化处理工艺。

陶化处理能在金属表面形成纳米陶化膜，与传统的结晶型磷化保护层不同，正逐渐替代传统的磷化工艺。陶化液的主要原料为氟锆酸盐，硅烷偶联剂等，常见的体系有锆系、锆钛系、硅烷系、锆硅烷系陶化液。

中国发明专利“一种纳米陶化剂及其制备方法（申请号：201610238833.0）”、“无磷纳米陶化剂、制备方法及其应用（申请号：201410166953.5）”、“一种新型、环保高分子陶化液及其制备方法（申请号：201210530451.7）”中都公开了一种陶化液组成，且所述陶化液可常温下操作，处理时间短，工艺简单，但存在的缺陷是陶化液中都含有氯离子，其易于吸附于金属表面而导致金属构件发生点腐蚀现象。

中国发明专利“一种热镀锌板陶化剂及其制备方法（申请号：201410178117.9）”、“一种无磷金属表面处理剂及其使用方法（申请号：201210021650.5）”公开的陶化液中含有稀土盐及其它重金属离子，并且前者公开的陶化剂只适用于热镀锌板，不能用于碳钢、铸铁、冷轧钢板等其它钢铁构件。

中国发明专利“金属表面陶化剂及其使用方法（申请号：201210263316.0）”虽然公开了一种能在金属表面生产一种内嵌型杂合难溶纳米级陶瓷转化膜，具有优良的抗冲击性能。但所述陶化液中未引入稳定剂，导致膜层的耐蚀性能较差，陶化液使用周期短。

综上所述，现有的陶化方法所制备的陶化膜不致密，耐蚀性能及其与漆层的附着力差，并且形成的陶化膜较薄，不具有耐高温性、疏水性、导电性等功能特性，同时不能应用于所有的金属构件。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供一种具有良好的耐高温性、耐蚀性、疏水性和导电性，适用于所有金属构件的稳定金属表面多功能环保型纳米陶化液及其制备方法和使用方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种金属表面多功能环保型纳米陶化液，按重量百分比计，其组分如下：主成膜剂3-10%、辅助成膜剂1-10%、水性有机树脂1-10%、纳米溶胶0.1-3%、络合剂0.1-1%、偶联剂0.1-1%、缓蚀润湿剂0.05-1%、余量为水。

进一步，所述主成膜剂为氟锆酸、氟锆酸铵中的一种或两种。

进一步，所述主成膜剂还包括氟钛酸、氟钛酸铵、氟硅酸、氟硅酸铵中的一种或多种。

进一步，所述辅助成膜剂为硝酸盐、硼酸盐，钼酸盐、铝酸盐、钒酸盐中的一种或多种，所述硝酸盐、硼酸盐、钼酸盐、铝酸盐、钒酸盐，具体为硝酸铵、硝酸锰、硝酸铝、硼酸钠、过硼酸钠、氟硼酸钠、钼酸铵、钼酸钠、偏铝酸钠、钒酸铵中的一种或多种。