[发明专利]一种铝合金无铬钝化液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，特别涉及一种铝合金无铬钝化液及该钝化液的制备方法。

背景技术

钝化液是一种能使金属表面呈钝态的溶液，一般用于镀锌、镀镉和其他镀层的镀后处理，目的是在镀层表面形成能阻止金属正常反应的表面状态，提高其抗蚀性，并增加产品美观。

铝合金具有比重小，良好的导热和导电性、反光性强、易于加工成型以及优异的物理化学性能等优点，且价格低廉，已广泛用于航空航天、交通运输、轻工建材等部分，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。然后铝合金在潮湿、含工业气体、燃料气体、盐分和尘埃大气等环境喜爱使用时极易发生点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等形式的破坏，影响其继续使用。因此，铝合金表面处理是扩大其应用范围和延长其使用寿命的有效途径之一。

铬酸盐钝化处理可显著提高铝合金表面的耐蚀能力，同时生成的钝化膜对涂层具有良好的附着力，且成本低廉，因此曾在多个领域内广泛使用。然后，铬酸盐极毒，对环境和人们的身体健康造成严重伤害。因此，铬酸的使用受到严格限制，研究和开发无毒或者低毒的钝化液以替代络酸盐钝化工艺是钝化液领域的发展趋势。

申请号为201210492364.7 的专利文献“一种铝合金表面钝化液及其处理方法”，公开了一种铝合金表面无铬钝化液，该铝合金钝化液组分包含浓度为0.1～10.0g/L的氟硅酸钾；浓度为0.1～5.0g/L的氟化钠；浓度为0.1～5.0g/L的氟锆酸钾；浓度为0.1～10.0g/L的硝酸；浓度为0.1～10.0g/L的植酸。本发明还提供一种铝合金表面钝化液处理方法，该处理方法包括将铝合金与钝化液接触，所述钝化液为上述的铝合金表面钝化液。

由此可知，该钝化液的技术方案中含氟量较高，采用了三种含氟化合物，加之硝酸和植酸，能够在铝合金表面形成一层钝化膜，虽然含氟量较高，部分钝化膜的稳定性较好，但是受到硝酸的影响，其钝化膜的耐蚀性能并不理想，不是一种理想的钝化液。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种铝合金无铬钝化液及其制备方法。

1、本发明的技术方案：一种铝合金无铬钝化液，由以下质量份数的各个组分制备而成：钒酸盐12-18份、氟锆酸盐5-12份、植酸3-7份、三氯化镧1-5份、硫酸铝2-6份、草酸钠2-4份、水性高分子乳液5-8份、交联剂0.1-0.5份和去离子水15-25份。

作为优选，所述钒酸盐为钒酸锂、正钒酸钠或偏钒酸钾的一种。

作为优选，所述氟锆酸盐为氟锆酸铵。

作为优选，所述水性高分子乳液为聚氨酯弹性树脂或丙烯酸树脂。

作为优选，所述交联剂为二乙烯苯或顺丁烯二酸酐。

作为优选，所述钝化液由以下质量份数的各个组分制备而成：钒酸盐13-16份、氟锆酸盐7-11份、植酸5-7份、三氯化镧2-4份、硫酸铝2-5份、草酸钠3-4份、水性高分子乳液6-8份、交联剂0.2-0.4份和去离子水16-22份。

更优地，所述钝化液由以下质量份数的各个组分制备而成：钒酸盐15份、氟锆酸盐10份、植酸6份、三氯化镧3份、硫酸铝3份、草酸钠4份、水性高分子乳液7份、交联剂0.3份和去离子水19份。

一种铝合金无铬钝化液的制备方法，制备步骤如下：

（1）将钒酸盐、氟锆酸盐、硫酸铝和草酸钠加入到去离子水中，水浴加热，温度55-90℃，不断搅拌，混合均匀后得到混合溶液；

（2）在混合溶液中加入植酸和三氯化镧，边加边搅拌；

（3）将步骤（2）得到的混合溶液置于室温下，加入水性高分子乳液和交联剂，混合均匀，即制备得到铝合金无铬钝化液。

有益效果：本发明提供的铝合金无铬钝化液，是利用稀土氯化物和氟锆酸盐优良的稳定性能，提升钝化液形成钝化膜之后的稳定性能，同时，利用水性树脂和交联剂，将金属离子固定在树脂形成的网格之中，不仅提高了钝化膜的稳定性和耐候性，也提高了其耐蚀性和抗氧化性能。因此，本发明提供的铝合金无铬钝化液形成的钝化膜，具有高稳定性和耐蚀性能，且具有一定的抗氧化性能，能够有效保护铝合金材料，避免受到外界的腐蚀，有效延长了其使用寿命，是一种可以代替铬酸盐钝化液的优良钝化液。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解， 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例 1：