【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属表面处理，具体涉及一种用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂及其制备方法。
技术介绍
1、压铸铝及铝合金具有轻质、高强度、导热性能好等优点，被广泛应用于汽车工业、航空航天工业、电子电器行业、建筑工程、运动器材和户外产品等领域。其优异的性能使之成为替代传统材料的理想选择，随着科技的进步和材料技术的不断发展，压铸铝及铝合金的应用领域还将继续扩大。由于金属铝较为活泼，若是将这些铝制品直接置于空气下，则很容易就被氧化，所以铝制品的表面处理尤为重要。在压铸铝及铝合金的表面处理上一层化学钝化涂层(铝钝化剂)，为防腐和装饰奠定了良好的基础。
2、目前，压铸铝及铝合金钝化工艺，仍主要是铬酸盐钝化工艺，铬酸盐钝化膜层具有良好的自修复功能和耐蚀性，几乎适用于所有的压铸铝及铝合金钝化材质。但传统铬酸盐钝化工艺中，钝化槽液的铬酸盐含量通常较高，如20-50g/l，操作温度也常较高，如80-90℃，钝化时间较长，如10-20分钟。此外，铬元素是一种有毒重金属，对人体健康和环境都具有潜在的危害。铬化合物在制备和使用过程中容易释放出六价铬(cr(vi))、三价铬(cr(iii))等有害物质，这些物质具有致癌、致变异和致敏等风险。根据相关环境法规，对含铬钝化剂的使用和排放有严格的限制，开发环保型不含铬等钝化剂是大势所趋。
3、中国专利cn 103320780 a公开了一种高效常温铝合金钝化液及其制备工艺，按100重量份重量计，含有下列物质：0.136～0.707份的重铬酸钾，0.043～0.50份的氟化铵，0.043～0.44
4、中国专利cn 106119825 a公开了一种铝钝化剂，按重量份计由以下组分组成：1～2份氯化钙，8.5份丙二酸，6.5份有机膦酸，1.8份2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷，2.3份羟丙基纤维素，2.1份蓖麻油聚氧乙烯醚，0.7份β-萘胺，1.5份异构十醇聚氧乙烯醚，1.1份乙酰丙酮钛，40份去离子水。这种铝钝化剂虽然在铝合表面能够形成良好的钝化膜，但是其形成的膜会改变原有的颜色，此外其中性盐雾性能较差，对压铸铝工件而言其效果较差，难以达到理想效果。
5、因此，针对现有的压铸铝及铝合金转化膜钝化剂，用于金属的钝化处理，在金属表面形成钝化转化膜，其转化膜的耐腐蚀、防锈、耐磨擦、耐热、耐寒、耐候性能、表面光洁度和该体系需要保留其工件本身的颜色、不含磷及环境污染物是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有技术存在的不足,提供一种用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂及其制备方法，不含有强酸强碱以及铬、磷等有害成分，对环境友好，对基材没有明显的腐蚀及变色，其转化膜的耐腐蚀、防锈、耐磨擦、耐热、耐寒、耐候性能、表面光洁度强，能够保留基材本身的颜色并提升亮度，中性盐雾可达120小时。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂，包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、环戊二烯基二丁氧基氯化钛、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、异辛酸锆、铝偶联剂al-m、去离子水。
4、本专利技术将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、环戊二烯基二丁氧基氯化钛、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、异辛酸锆、铝偶联剂al-m、进行协同配比，γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为一种有机硅化合物，能够与铝表面发生反应，形成一层有机硅氧铝化合物的成膜骨架，为后续形成膜提供附着点。环戊二烯基二丁氧基氯化钛具有良好的螯合性能，异辛酸锆不仅是催化剂，还作为钝化膜重要的组成部分。脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠是一种表面活性剂，具有良好的分散性和乳化性，能够将钝化剂中的组分均匀分散在溶液中，提高钝化效果。在钝化过程中，首先压铸铝及铝合金基材表面先形成含有硅氧铝的成膜骨架，随着γ-氨丙基三乙氧基硅烷、异辛酸锆、环戊二烯基二丁氧基氯化钛的持续反应，该骨架中逐渐引入了ti、zr氧化物，转化膜骨架逐步成型，但此时的骨架附着力差，铝偶联剂al-m的引入，能够与铝表面形成化学键，增强钝化层的附着力，提高钝化效果。为了进一步证明采用该配方的合理性，通过扫描电子显微镜和能谱仪测试对钝化后的压铸铝及铝合金进行测试，研究结果表明钝化膜由在接近金属表面的氧化铝层和接近表面的含有zr和o的化合物层两层组成，当在钝化液中加入聚合物及其衍生物时，会在钝化膜表面形成一层有机膜。研究表明，该膜的厚度很薄。在钝化膜中同时存在zr、ti两种元素，ti、zr元素均匀的分布在基体表面以及活性点周围。
5、本专利技术一种用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂，不含有强酸强碱以及铬、磷等有害成分，对环境友好，其转化膜的耐腐蚀、防锈、耐磨擦、耐热、耐寒、耐候性能、表面光洁度强，能够保留基材本身的颜色并提升亮度，中性盐雾可达120小时。
6、通过上述各原料的引入，其效果如下所示：
7、γ-氨丙基三乙氧基硅烷：主要的成膜骨架，其作为一种有机硅化合物，它能够与铝表面的氧化物反应，形成一层有机硅化合物的保护层。这个保护层可以提高钝化效果，增强铝材料的耐腐蚀性和耐磨损性。
8、环戊二烯基二丁氧基氯化钛：作为一种钛化合物，它具有良好的螯合性能。它能够与铝表面的氧化物反应，形成一层钛化合物的保护层。这个保护层可以增强钝化效果，提高铝材料的耐腐蚀性和耐磨损性。
9、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：作为一种表面活性剂，它具有良好的分散性和乳化性。它能够将钝化剂中的各个组分均匀分散在溶液中，确保钝化剂的均匀性，提高钝化效果。
10、异辛酸锆：作为催化剂和钝化剂，它能够与铝表面的氧化物反应，形成一层有机酸盐的保护层。这个保护层能够增加钝化效果，提高铝材料的耐腐蚀性和耐磨损性。
11、铝偶联剂al-m：作为一种特殊的化合物，它能够与铝表面形成化学键。这个化学键能够增强钝化层与铝表面的附着力，提高钝化效果，确保钝化层的稳定性。
12、优选的，包括如下质量份的组分：
13、所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷：10～15份；
14、所述环戊二烯基二丁氧基氯化钛：0.5～2份；
15、所述脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：0.5～2份；
16、所述异辛酸锆：0.5～2份；
17、所述铝偶联剂al-m：1～5份；
18、去离子水：74～87.5份。
19、优选的，包括如下质量份的组分：
20、所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷：13份；
21、所述环戊二烯基二丁氧基氯化钛：1.5份；
22、所述脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：1.5份；
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【技术保护点】
1.一种用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂，其特征在于，包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、环戊二烯基二丁氧基氯化钛、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、异辛酸锆、铝偶联剂AL-M、去离子水。
2.如权利要求1所述用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂，其特征在于，包括如下质量份的组分：
3.如权利要求2所述用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂，其特征在于，包括如下质量份的组分：
4.一种如权利要求1所述用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤(1)与步骤(4)中去离子水的加入量体积比包括3:4；步骤(1)中，升温至65℃；步骤(3)中，降低温度至室温。
6.一种如权利要求1所述用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂的应用，其特征在于，用于压铸铝及铝合金工件的钝化。
7.如权利要求6所述应用，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述应用，其特征在于，步骤A中，所述表面清洁包括除油、除蜡中的一种或多种；步骤C的操作包括：将所述用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂加去离
9.一种如权利要求6所述应用获得的钝化工件。
...【技术特征摘要】
1.一种用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂，其特征在于，包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、环戊二烯基二丁氧基氯化钛、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、异辛酸锆、铝偶联剂al-m、去离子水。
2.如权利要求1所述用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂，其特征在于，包括如下质量份的组分：
3.如权利要求2所述用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂，其特征在于，包括如下质量份的组分：
4.一种如权利要求1所述用于压铸铝及铝合金转化膜钝化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤(1)与步骤(4)中去离子水的加入量体积比包括3:4；步骤(1)中，升温至65℃；步骤(3)中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖洪，刘宁华，朱平，刘明杰，赖心翘，罗有斌，胡艳婷，
申请(专利权)人：广州三孚新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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