[发明专利]适用于航空铝合金表面的防腐材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学氧化层材料及其应用方法，特别涉及一种用于航空铝合金材料表面的防腐氧化层材料及其应用方法。

背景技术

传统的铝合金表面处理技术有阳极氧化、化学氧化、电镀和微弧氧化等技术。其中化学氧化法制备的化学氧化膜具有对铝合金材料的疲劳性能影响小、工艺简单、成本低、生成速度快、附着性良好等优点，常常作为铝合金喷涂底漆及涂料的前处理方法。目前化学氧化法具有代表性的处理方法是铬酸盐化学氧化法，铝合金经铬酸盐处理后，在其表面形成一层金属铬酸盐的高黏附性薄层沉积物，使得其耐蚀性得到显著提高，还能够增强底漆与基体表面的结合力。但是，该方法有许多缺点，如其中的六价铬酸盐为高度致癌物质，对环境的污染极其严重；而且还需要对使用过的工艺废液和清洗废水进行再处理，该处理过程环境代价极大、成本极高，这一切都增加了湿法化学工艺的成本。这就迫切需要研究一种方法简单，工艺操作简便，对设备要求不高，环境友好、污染轻、成本低的表面处理新技术。

经过对目前几个环境友好型化学氧化法热点技术的对比研究发现，稀土盐可以和铝合金发生氧化反应，并可在其表面形成0.5um到10um厚度的沉积层，该涂层可增强铝合金基体的防腐能力也能与随后涂覆的底漆很好地结合。然而由于涂层本身较薄、且存在微孔等结构缺陷，使其本身的耐腐蚀性不够强。

为了改善稀土氧化层的防腐性能，有文献描述采用控制稀土盐浓度、反应温度、促进剂用量等，就可制得具有较好防腐性能的稀土氧化层。但与铬酸盐处理层相比，该涂层在致密性、长时间抵抗侵蚀等方面仍有缺陷。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种用于航空铝合金表面的防腐材料及其应用方法，所述方法通过将稀土盐、稳定剂、促进剂、添加剂和去离子水进行混合并溶解后，通过槽液浸渍方式在铝合金基体表面形成氧化膜；然后通过浸入封孔剂进一步提高氧化层的牢度与耐蚀性；最后经过一定时间陈化，最终实现表面防腐处理并能够在铝合金基材表面形成一层具有致密结构的氧化层，本方法简单、操作简便、对设备要求不高，而且环境友好低污染。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于航空铝合金表面的防腐材料，包括氧化液和封孔剂，所述氧化液包括以下质量百分比的组份：稀土盐0.4％～1.0％，优选0.6％～0.8％；表面活性剂0.10％～0.45％，优选0.20％～0.30％；添加剂0.03％～0.10％，优选0.06％～0.08％；稳定剂0.10％～0.50％，优选0.20％～0.30％；成膜促进剂0.5％～3.0％，优选1.5％～2.0％；其余为去离子水。所述封孔剂包括以下质量百分比的组份：磷酸盐1.0％～2.5％，优选1.5％～1.8％；致密剂0％～1％，优选0.6％～0.7％；增效剂0％～0.001％，优选0.006％～0.001％；其余为去离子水。

本发明中所述稀土盐为三价铈盐、三价镧盐、三价铈盐的水合物或/和三价镧盐的水合物，优选氯化铈、氯化镧、硝酸铈、硝酸镧、硫酸铈、硫酸镧、醋酸铈或/和醋酸镧，更优选氯化铈、氯化亚铈或/和硝酸铈。

本发明所述稳定剂为具有控制促进剂稳定持续作用的物质，优选弱酸性的有机酸，更优选柠檬酸或/和草酸，最优选柠檬酸。

本发明所述添加剂为可以沉积在铝或铝合金的表面或致密氧化层中的在稀土氧化环境中生成的氧化物或/和氢氧化物，优选Ti的盐或/和氧化物，更优选Ti的硫酸盐，例如硫酸钛。

本发明所述表面活性剂为含有多羟基的醇或/和含有多羟基的胺，优选C₂～C₈的含有多羟基的醇或/和C₂～C₈的含有多羟基的胺，更优选C₃～C₆的含有多羟基的醇或/和C₃～C₆的含有多羟基的胺，最优选C₃～C₆的三元醇或/和叔胺结构的三元醇，例如丙三醇和三乙醇胺。

本发明所述促进剂为具有强氧化特性的物质，优选元素处于高化合价时的盐、元素处于高化合价时的氧化物或/和过氧化物，更优选KMO₄、KClO₃、FeCl₃、MnO₂和/或H₂O₂，最优选双氧水。