[发明专利]一种用于镁合金表面处理的专用表面处理剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种以羧基化合物为主要成份的用于镁合金表面处理的专用表面处理剂。

背景技术

镁是地壳中含量最丰富的元素之一，其丰度居第八位，约占地壳组成的2.5％，主要以白云石、菱镁矿的形式存在，此外，海水中含镁约0.13％，可谓取之不尽，用之不竭；镁及镁合金具有比重小，比强度和比刚度高，导热导电性能好，可回收再利用等特点，被誉为21世纪的“绿色工程材料”，但其化学活性较高，在工作环境中经常发生严重的腐蚀而使得其应用范围受到局限。

镁合金的腐蚀方式通常有两种情况：一是在一般环境中的腐蚀，称“一般腐蚀”或“环境腐蚀”，也称“化学腐蚀”，二是在腐蚀原电池条件下产生的“电化学腐蚀”。这是镁合金腐蚀的主要方式，为了扩大镁合金的应用范围，就必须采取良好的表面处理保护措施避免腐蚀最简单的方法是在镁合金上涂层防止与环境接触，即表面涂镀层技术，而化学转化处理在目前是一种即方便、经济、又有效的表面处理技术，并为其后的其它防护方法如涂层、化学镀等提供了良好基底。通过化学反应后，在镁合金表面形成一层致密的金属复合盐转化膜或氧化膜保护层，这层化学转化膜是在基体金属上直接生成的，与基体形成一个整体的结构，以达到增强镁合金的耐蚀性和与其它涂镀层材料的附着力。

镁合金的化学转化膜的防蚀能力优于自然氧化膜，可为镁合金提供较好的涂装基底，且膜层很薄，含有大量的显微网状裂纹，便于涂装过程中涂料的渗入，实现转化膜与涂层良好的结合，从而提高涂装层的附着力。转化膜的致密性和非活性，能阻隔镁和镁合金与外界环境形成腐蚀微电池，从而增强涂装层的耐蚀性。目前主要采用的化学转化工艺方法有：铬酸盐处理法、磷酸盐/高锰酸盐法、氟锆酸盐法、锡酸盐法、铈盐等稀土盐法工艺。

镁合金表面需要依次进行预处理(清理、脱脂、酸洗等)、镀膜、涂装(喷漆、喷塑、镀金属等)等处理，通常所说的镁合金压铸件的表面处理指的是镀膜这道工艺，其主要作用是在镁合金表面形成与涂料、塑料或金属附着性能好的具有耐腐蚀性的保护膜层。目前，在镁合金压铸领域中主要采用的是浸湿法表面处理方法，也就是使用处理溶液进行的表面处理方法。

化学成膜技术主要是指将镁合金工件放置在化学溶液中、利用工件与化学处理液之间的化学反应在工件表面形成保护膜层的一类表面处理技术。

日本帕卡濑精株式会社、丰田自动车株式会社、大发工业株式会的石仓和弘、黑泽道郎、中山隆臣、佐藤裕之、松下忠、冈田荣作、吉田文也、盐田克博发明的用于铝或镁金属表面处理的表面处理溶液以及表面处理方法(专利专利申请号：02828477)，提供了一种可用于铝、铝合金、镁或镁合金表面处理的组合物以及稀释至理想浓度的处理溶液。该发明所述的组合物含有(1)化合物A，它含有至少一种选自Hf(IV)、Ti(IV)和Zr(IV)的金属元素，(2)足量的含氟化合物，以使组合物中存在的氟的摩尔浓度至少是上述化合物A中所含金属总摩尔浓度的5倍，(3)至少一种选自碱土金属的金属离子B，(4)至少一种选自Al、Zn、Mg、Mn和Cu的金属离子C，以及(5)硝酸根离子，并且以Hf(IV)、Ti(IV)和Zr(IV)的金属元素计，化合物A的摩尔浓度是0.1-50mmol/L。通过施加本发明的处理溶液的处理方法处理的金属对各种腐蚀环境均具有优良的耐腐蚀性。

日本帕卡濑精株式会社、丰田自动车株式会社、大发工业株式会社的中山隆臣、佐藤裕之、相岛敏行、冈田荣作、吉田文也、盐田克博发明的金属表面处理用处理液和表面处理方法(专利专利申请号：200380105947)，提供了不含有对环境有害的成分，不产生成为废弃物的淤渣，在金属表面可以析出涂装后的耐腐蚀性优良的表面处理被膜的表面处理用处理液和表面处理方法。该发明提供金属表面处理用处理液，该处理液是用于对选自铁系材料、锌系材料、铝系材料以及镁系材料的金属材料分别单独或2种以上同时进行表面处理的水系表面处理液，其含有5～5000ppm选自锆化合物和钛化合物的1种以上化合物的上述金属元素，还含有0.1～100ppm游离氟离子，且pH为2～6。进而在该处理液中也可以含有钙化合物、镁化合物或锶化合物、硝酸根、含氧酸和/或含氧酸盐、高分子化合物、表面活性剂。使金属材料与上述处理液接触，或在上述处理液中进行电解处理，形成被膜。

发明内容

为了全面提高镁合金表面外观质量及耐腐蚀性能，同时，又能做到工艺简单、绿色环保、综合成本低，本发明提供一种羧基化合物为主要成膜物质的用于镁合金表面处理的专用表面处理剂。

本发明专用表面处理剂由下列重量配比的原料组成：