一种铝合金用复合钝化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及金属添加剂技术领域，尤其涉及一种铝合金用钝化剂及其制备方法。所述复合钝化剂由以下重量百分比的原料组成：丙烯酸树脂35～45wt％、3

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金用复合钝化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属添加剂
，尤其涉及一种铝合金用钝化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]硅烷偶联剂的分子式RSiX3通常是指含有两种及以上不同的反应基团的有机硅单体。其中X为水解性官能团，通常可以与甲氧基、乙氧基、玻璃、二氧化硅等无机材料发生偶联。R为有机官能团，通常可以与乙烯基、乙氧基、各种树脂、橡胶等发生偶联反应。所以硅烷偶联剂通常是作为有机物质和无机物质间的“分子桥”存在，从而使制备的新材料同时具有有机物性质和无机物性质。左轲等人在铝合金表面制备了铈
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硅烷
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氧化锆膜层，结果表明膜层的孔隙度和微裂缝明显随着耐腐蚀性的提高而降低。胡吉明等人通过电沉积的方式在铝合金表面沉积了硅烷膜层，结果表明硅烷与铝合金以
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SiOAl键结合，使铝合金的耐蚀性有明显的提升。
[0003]近年来，硅烷和无机物的复合钝化受到研究者的越来越多的关注，并且有许多相关的文献。不过对成膜机理的认识还不够深入，目前制备的硅烷复合钝化膜还是有缺陷，缺点比如耐热性不好、金属离子浓度过高导致附着力下降等。无机和有机树脂的复合钝化就是生成有机聚合物和无铬物质在涂层上，混合物涂层的组织结构是由连续相也就是凝胶相形成的有机聚合物组成的；也包括在整个连续相中的分散相。凝胶是有机聚合物，有水溶性聚合物和也有无水溶剂的聚合物。在钝化过程中，有机聚合物会在涂层上形成连续相。通常，丙烯酸类聚合物，环氧树脂，酚醛树脂和氨树脂等树脂当作有机成膜聚合物时。分散相一般为无铬盐混合物。如碱金属的矾酸盐(如钠盐或钙盐)；碱金属的硼酸盐，如硼酸钡等物质。
[0004]基于上述情况，本专利技术提出了一种铝合金用复合钝化剂及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供了一种铝合金用复合钝化剂及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种铝合金用复合钝化剂，所述复合钝化剂由以下重量百分比的原料组成：丙烯酸树脂35～45wt％、硅烷偶联剂4～8wt％，稀土添加剂1～3wt％，成膜促进剂9～15wt％、表面活性剂1～2wt％、配位剂0.5～2％wt％、磷化剂1～2、余量为水。
[0007]优选地，所述稀土添加剂为含稀土金属的硝酸盐，在其中一个实施例中，所述含稀土金属的硝酸盐为硝酸镧。
[0008]优选地，所述成膜促进剂为醇酯类成膜促进剂，在其中一个实施例中，所述醇酯类成膜促进剂为2,2,4
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三甲基
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1,3
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戊二醇单异丁酸酯。
[0009]优选地，所述表面活性剂为含氟的锆酸盐，在其中一个实施例中，所述含氟的锆酸为氟锆酸钾。
[0010]优选地，所述配位剂为依地酸的钠盐或酒石酸的钠/钾盐，在其中一个实施例中，
所述配位剂为依地酸二钠。
[0011]优选地，所述磷化剂为磷酸二氢铝。
[0012]优选地，所述硅烷偶联剂为含异氰酸酯基的硅烷偶联剂，在其中一个实施例中，所述含异氰酸酯基的硅烷偶联剂为3
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异氰酸基丙基三乙氧基硅烷。
[0013]优选地，所述复合钝化剂由以下重量百分比的原料组成：丙烯酸树脂35～45wt％、3
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异氰酸基丙基三乙氧基硅烷4～8wt％，硝酸镧1～3wt％，2,2,4
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三甲基
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1,3
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戊二醇单异丁酸酯9～15wt％、氟锆酸钾1～2wt％、依地酸二钠0.5～2％wt％、磷酸二氢铝1～2wt％、余量为水。
[0014]本专利技术还提供一种铝合金用复合钝化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0015](1)将的硅烷偶联剂与丙烯酸树脂混合，以500～550rpm在40～45℃搅拌30～40min，得到溶液a。
[0016](2)将稀土添加剂、成膜促进剂溶、表面活性剂、配位剂、磷化剂加入到配方量的水中，以150～200rpm搅拌15～20min，得到溶液b。
[0017](3)将溶液a以500～550rpm搅拌的同时，以5～6滴/每秒的速度将溶液b滴加到溶液a中，滴加完毕后在55～60℃继续搅拌50～60min，常温静置24h，即得。
[0018]本专利技术还提供一种铝合金的钝化方法，所述钝化方法为：将依次经脱脂、除锈、碱蚀、酸蚀处理过的铝合金，将铝合金浸没在所述铝合金用钝化液中，调节钝化液的pH为5～6，在温度38～40℃钝化4～6min。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020]1.本专利技术通过加入表面活性剂氟锆酸钾，能够有效降低铝合金表面张力，活化合金表面，促进丙烯酸树脂
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硅烷偶联剂与铝合金基体充分反应以形成均匀致密薄膜，提高其耐蚀性能。本专利技术通过选择合适的硅烷偶联剂，可以有效提高复合膜承载的游离镧的容量，从而能有效解决由于复合膜过载金属元素导致的附着力下降的问题。同时，含有异氰酸酯基的硅烷偶联剂由于含有C＝O基以及C＝N基，可以与锆元素分别形成ZrN以及ZrO2，从而与镧元素协同提高复合膜的抗侵蚀能力。
[0021]2.本专利技术原材料在国内充足，价格适宜，使其规模化生产没有太高的成本限制；同时，制备方法简单，总体生产成本不高，有利于工业的大规模生产。
具体实施方式
[0022]实施例1
[0023]按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
[0024](1)将的硅烷偶联剂与丙烯酸树脂混合，以500rpm在45℃搅拌30min，得到溶液a。
[0025](2)将稀土添加剂、成膜促进剂溶、表面活性剂、配位剂、磷化剂加入到配方量的水中，以150rpm搅拌20min，得到溶液b。
[0026](3)将溶液a以500rpm搅拌的同时，以5滴/每秒的速度将溶液b滴加到溶液a中，滴加完毕后在55℃继续搅拌60min，常温静置24h，即得。
[0027](4)将依次经脱脂、除锈、碱蚀、酸蚀处理过的铝合金，将铝合金浸没在步骤(3)制备的铝合金用钝化液中，调节钝化液的pH为5，在温度38℃钝化6min。
[0028]实施例2
[0029]按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
[0030](1)将的硅烷偶联剂与丙烯酸树脂混合，以550rpm在45℃搅拌30min，得到溶液a。
[0031](2)将稀土添加剂、成膜促进剂溶、表面活性剂、配位剂、磷化剂加入到配方量的水中，以200rpm搅拌15min，得到溶液b。
[0032](3)将溶液a以550rpm搅拌的同时，以6滴/每秒的速度将溶液b滴加到溶液a中，滴加完毕后在60℃继续搅拌50min，常温静置24h，即得。
[0033](4)将依次经脱脂、除锈、碱蚀、酸蚀处理过的铝合金，将铝合金浸没在步骤(3)制备的铝合金用钝化液中，调节钝化液的pH为6，在温度40℃钝化4min。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金用复合钝化剂，其特征在于，所述铝合金用复合钝化剂由以下重量百分比的原料组成：丙烯酸树脂35～45wt％、硅烷偶联剂4～8wt％，稀土添加剂1～3wt％，成膜促进剂9～15wt％、表面活性剂1～2wt％、配位剂0.5～2％wt％、磷化剂1～2、余量为水。2.根据权利要求1所述的铝合金用复合钝化剂，其特征在于，所述稀土添加剂为含稀土金属的硝酸盐，所述含稀土金属的硝酸盐为硝酸镧。3.根据权利要求1所述的铝合金用复合钝化剂，其特征在于，所述成膜促进剂为醇酯类成膜促进剂，所述醇酯类成膜促进剂为2,2,4
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三甲基
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1,3
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戊二醇单异丁酸酯。4.根据权利要求1所述的铝合金用复合钝化剂，其特征在于，所述表面活性剂为含氟的锆酸盐，所述含氟的锆酸为氟锆酸钾。5.根据权利要求1所述的铝合金用复合钝化剂，其特征在于，所述配位剂为依地酸的钠盐或酒石酸的钠/钾盐。6.根据权利要求1所述的铝合金用复合钝化剂，其特征在于，所述磷化剂为磷酸二氢铝。7.根据权利要求1所述的铝合金用复合钝化剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为含异氰酸酯基的硅烷偶联剂，所述含异氰酸酯基的硅烷偶联剂为3
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异氰酸基丙基三乙氧基硅烷。8.一种铝合金用复合钝化剂，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔立新，赵晓光，吴胜利，高尚辉，焦培勇，崔雷，吕涛，辛文侠，许庆彬，李成，成凯，李明壮，王志伟，李芳，杨国强，李明，许英杰，王环宇，
申请(专利权)人：山东创新合金研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：