本发明专利技术公开了一种铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜的制备方法,包括如下步骤：铝合金表面的预处理、清洗；然后将处理液稀释19-20倍作为工作液，调节工作液的pH值为4.0~6.0，将铝合金置于工作液中进行化学转化膜处理，处理时间3min~10min，处理温度为20℃~50℃；再水洗，干燥，冷却，即得。所述处理液的组分和浓度为：氟钛酸盐2g/L～5g/L，氟锆酸盐1g/L～2.5g/L，硝酸2.5g/L～6g/L，氨水0.5g/L～2g/L，促进剂6g/L～9g/L，多羟基酯化物2g/L～7g/L。本发明专利技术的铝表面无铬处理方法处理温度低，处理时间短，可在铝合金表面形成黄色的复合转化膜；转化膜耐蚀性能优异，与基体金属结合强度高，工艺简单，处理液浓度低，可有效替代铝合金表面铬酸盐处理工艺，使用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工领域，具体是一种，该方法主要作为铝表面铬酸盐处理工艺的替代。
技术介绍
铝是世界上产量和用量都仅次于钢铁的有色金属。铝合金具有质量轻、比强度高、 热导率高、散热性佳等特点。铝合金作为轻型结构材料，质量轻、轻度大，海、陆、空各种运载工具，特别是飞机、导弹、火箭、人造地球卫星等，均使用大量的铝。但是铝具有相当强的电负性，对氧具有强烈的亲和力，在大气中生成较薄氧化膜，这层膜不能满足工业上防护需求，影响产品质量的稳定。铝及铝合金的化学表面处理方法主要为铬酸盐转化膜法，铬酸盐中六价铬对环境污染严重，对人体健康危害极大，其应用受到限制WEES和ROHS指令严格限制了铬酸盐的使用。近年来铝合金无铬表面处理技术相继出现，常用的还有基于氟钛酸氟锆酸的陶瓷化处理，稀土金属盐类转化膜，锰盐转化膜及硅烷处理等。钛锆转化处理膜是目前已经工业化应用的产品之一，如日本的饭野恭朗等专利技术了铝合金表面一种含磷酸盐的含锆、氟的无铬转化法(CN 1123649C),该转化膜无色。郭瑞光专利技术了用于招合金表面的一种含钛盐、娃酸盐和氟化物的处理方法(CN 1683590A)，但转化温度较高，生成的膜层无色，不利于观察。 赵兴利等专利技术了一种铝合金无铬金黄色，含钛盐和有机酸的化学转化膜(CN 1827852A)， 但转化温度较高，生成的膜层无色，不利于观察。熊金平等专利技术了一种铝合金表面化学处理方法(CN 101122017A),由硫酸钛，高锰酸钾，十二烷基苯磺酸钠等组成，该专利技术成膜为金黄色，但转化温度较高，处理液由于含高锰酸钾颜色深，工艺复杂，耐蚀性能也有待提高。 刘常升等专利技术了一种用于铝合金表面处理的，含氟钛酸、氟锆酸和有机磷酸化合物的处理方法(CN 101161861A)，该专利技术转化膜无色，且含有磷，容易对环境造成污染。李文芳等专利技术了一种铝合金表面黄色钝化膜处理液，含氟钛酸、氟锆酸、锰盐、有机酸的处理方法(CN 101967633 A)，其缺点在于含有锰盐，处理液颜色深，且处理时间较长，处理液pH值范围较窄。李文芳等专利技术了一种含公开了一种制备铝合金表面含氟化钾、PH值调节剂以及氟锆酸和/或氟锆酸钾钝化膜的处理液及其处理方法(CN 101985750A)，但是其转化膜为黑灰色。 梁学云专利技术了一种用于铝合金的含磷酸、草酸钛钾、氟锆酸、氟化钠、柠檬酸、硝酸的处理方法(CN 101358341A)，该专利技术含有磷，对水资源有污染。
技术实现思路
针对现有铝合金无铬表面处理技术存在的问题，如处理温度高，处理液颜色深，耐蚀性能低，转化膜无色不利于工人现场监测等，本专利技术要解决的技术问题是提出一种新型的无铬的。该方法可在铝及其合金表面形成黄色的、均匀的复合转化膜，具有良好耐蚀性及和涂料的结合力，可替代铝合金表面铬酸盐处理工艺。本专利技术是一种用于铝合金表面的无铬化学处理方法，处理液的配制方法简单，且处理时间短，处理温度低，无需进行后处理。其中多羟基酯化物采用植物来源的带羧基的有机化合物和处理液为含少量氟化物以及多羟基酯化物的一种无铬化学转化液，该转化液不含有毒的铬及磷酸盐，能在铝合金表面形成具有一定耐腐蚀性能的，黄色的复合转化膜层， 可作为铬酸盐转化膜的一种有效替代物。本专利技术的技术方案是技术方案之一一种铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜处理液，是由氟钛酸盐、氟锆酸盐、硝酸、氨水、促进剂、多羟基酯化物组成的水溶液，各组分的含量如下氟钛酸盐2g/L 5g/L氟错酸盐lg/L 2. 5g/L硝酸2. 5g/L 6g/L氨水O. 5g/L 2g/L促进剂6g/L 9g/L多羟基酯化物2g/L 7g/L所述氟钛酸盐为氟钛酸钾，氟钛酸钠，氟钛酸中的一种或一几种；所述氟锆酸盐为氟锆酸钾，氟锆酸钠，氟锆酸中的一种或几种；所述促进剂为氟硼酸钾，氟硼酸钠，氟硼酸、硼酸钠，硼酸钾，硼酸中的一种或几种； 技术方案之二上述铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜处理液中的多羟基酯化物的制备步骤如下将Imol多羟基羧酸与2mol 6mol烷基多元醇及催化剂在有机溶剂中100 130°C反应I 3小时，其中有机溶剂用量为醇和酸总量的10wt% 50wt%，催化剂的用量为醇和酸总量的O. 2wt% O. 5wt%，然后冷却至室温，待其分层后去掉上层液即得到红棕色水溶性有机添加剂；所述多羟基羧酸为植物来源丹宁酸、没食子酸和抗坏血酸中的一种或几种；所述烷基多元醇为乙二醇、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、山梨醇、聚乙二醇(分子量为400 6000)中的一种或几种；所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、醋酸丁酯中的一种；所述催化剂为对甲基苯磺酸、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、二丁基二月桂酸锡中的一种；所述铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜处理液的方法为先加入氟钛酸盐， 氟锆酸盐，促进剂，再加入硝酸，氨水，最后加入多羟基酯化物，配制上述比例的处理液。技术方案之三用所述处理液制备铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜的方法，包括如下步骤a)铝合金表面的预处理；b)铝合金水洗；c)铝合金化学转化处理将权利要求I所述处理液稀释19-20倍作为工作液，调节工作液的PH值为4. (Γ6. 0，将铝合金置于工作液中进行化学转化膜处理，处理时间为 3mirTl0min，处理温度为 20°C "50°C ；d)将经转化处理的铝合金水洗，烘干、冷却、即得。所述步骤a)所述预处理为采用酸性或碱性清洗剂清洗铝合金表面污物。所述步骤c)所述铝合金化学转化处理优选为为将权利要求I所述处理液稀释 20倍作为工作液，调节工作液的pH值为4. 5^5. 5，将铝合金置于工作液中进行化学转化膜处理，处理时间为4mirT6min，处理温度为20°C 40°C。所述步骤d)所述烘干优选在50°C 100°C下烘烤5mirTl0min。以下是对本专利技术的进一步说明。本专利技术中，铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜所用处理液的pH值为4.(Γ6. 0，最佳值为4. 5^5. 5，因为本专利技术研制者的大量试验表明，当pH > 6. O时，黄色转化膜中稍带黑色，转化速度快，膜层比较疏松。而当pH < 4. O时，转化膜对基体表面覆盖不均匀，防腐性能差。本专利技术转化成膜处理时，处理液的温度最好控制在20°C 40°C，过高的温度会使转化膜成膜速度加快，膜层比较疏松，形成的晶粒粗大，耐腐蚀性能反而下降。本专利技术中，铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜的处理时间为3 10分钟， 最佳值在4飞分钟。转化时间过长，转化膜上会生成新的结晶，膜层耐蚀性变差。本专利技术中，氟钛酸盐与氟锆酸盐的质量比为广3 1，最佳值为2 1，氟锆酸盐太多，形成的膜层呈现无色。本专利技术对铝合金转化膜膜层的相关检测方法包括I.采用WQF-410型傅立叶变换红外光谱仪，对多羟基酯化物进行红外光谱测试。2.电化学测试采用上海辰华设备公司的电化学工作站660D。分别测定不同转化膜的电化学极化曲线，以此判断其耐腐蚀性。3.采用日本PHILIPS公司XL-30型扫描电镜(SEM)观察铝合金表面转化膜微观结构。4.膜重测试参照GB/T9792-1988的失重法测定转化膜膜重；5.沸水附着力试验按照GB/T5237. 4-2008标准测定喷涂有粉末涂层的转化膜层的耐本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘娅莉，惠海军，贾玉玉，吴小松，袁兴，李蔚虹，
申请(专利权)人：佛山市科富科技有限公司，湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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