[发明专利]一种铝合金无铬钝化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钝化剂，尤其涉及一种铝合金无铬钝化剂及其制备方法。

背景技术

近几十年来，我国一直使用六价铬酸盐钝化，六价铬酸盐钝化处理明显提高了合金的耐腐蚀性，生成的钝化膜具有自我修复作用，并且价格低廉，使用非常广泛，但铬酸盐钝化液中含有六价铬这种剧毒致癌物，严重影响人体健康及污染环境。目前世界各国都开始限制或禁止使用铬酸盐处理方法。因此开发无毒环保、高效、低耗的无六价铬钝化技术，实现高品质、环境友好的钢材表面钝化剂的需求非常迫切。

此外，许多工厂采用三价铬酸盐来替代六价铬酸盐制备钢材表面钝化剂，如中国专利CN101130865A三价铬黑色钝化剂及其制备方法，提供了一种用于金属表面处理的三价铬钝化剂，虽然该钝化剂的处理效果较好，但是三价铬依然具有一定的毒性，工厂对三价铬离子的废水处理较为困难，且成本较高。因此，开发无铬钝化剂越来越受到人们的重视。

对于铝合金工件，因铝在空气中易被氧化而形成致密的氧化膜，而对铝合金内部具有一定的保护作用，但是随着时间的推移和环境的改变，氧化膜容易遭到破坏。从而导致工件腐蚀。因此开发一种能够保护铝制工件、减轻其表面腐蚀、延长使用寿命的铝合金无铬钝化剂尤为迫切。

发明内容

解决的技术问题:

为了提供一种适用于铝合金表面钝化处理，且对环境没有污染的钝化剂，本发明提供了一种铝合金无铬钝化剂及其制备方法。

技术方案：

一种铝合金无铬钝化剂，按以下原料重量份数配比制成：柠檬酸12-35份、柠檬酸钠10-22份、过硫酸钠6-16份、硅酸钠7-22份、磷酸6-18份、硝酸钴2-11份、亚硫酸钠6-20份、丙二酸12-32份、氟化铵2-11份、十二烷基苯磺酸钠1-9份、水25-65份。

作为本发明的一种优选方案，按以下原料重量份数配比制成铝合金无铬钝化剂：柠檬酸15-30份、柠檬酸钠12-20份、过硫酸钠7-15份、硅酸钠9-20份、磷酸8-16份、硝酸钴3-9份、亚硫酸钠8-17份、丙二酸14-30份、氟化铵4-10份、十二烷基苯磺酸钠2-8份、水30-60份。

作为本发明的一种优选方案，按以下原料重量份数配比制成铝合金无铬钝化剂：柠檬酸16-28份、柠檬酸钠14-20份、过硫酸钠8-14份、硅酸钠10-18份、磷酸9-15份、硝酸钴4-8份、亚硫酸钠9-16份、丙二酸15-28份、氟化铵5-9份、十二烷基苯磺酸钠3-7份、水35-60份。

一种铝合金无铬钝化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将柠檬酸、柠檬酸钠、过硫酸钠、硅酸钠、磷酸和水倒入反应釜中，在温度为13-21℃、压强为0.05-0.1MPa条件下搅拌25-40分钟，搅拌器转速为400-550转/分钟，搅拌完成后将pH调至4-6之间；

(2)将硝酸钴、亚硫酸钠、丙二酸加入水中，在温度为40-58℃、压强为0.12-0.24MPa条件下磁力搅拌溶解，完全溶解后待溶液温度降至22-26℃时，向其中加入十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌混匀；

(3)将步骤(2)得到的溶液加入步骤(1)获得的溶液中，流速为0.07-0.32m/s，反应釜内温度为14-22℃，压强为0.05-0.1MPa，边加入边搅拌，搅拌器转速为450-600转/分钟；待将步骤(2)所获得的溶液完全加入步骤(1)获得的溶液中后，搅拌器继续搅拌35-48分钟；

(4)向步骤(3)获得的溶液中加入氟化铵，反应釜内温度为35-50℃，压强为0.05-0.1MPa，边加入边搅拌，搅拌器转速为450-600转/分钟。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤(1)中将柠檬酸、柠檬酸钠、过硫酸钠、硅酸钠、磷酸和水倒入反应釜中，在温度为15-20℃、压强为0.06-0.1MPa条件下搅拌28-40分钟，搅拌器转速为450-550转/分钟，搅拌完成后将pH调至4-6之间。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤(2)中将硝酸钴、亚硫酸钠、丙二酸加入水中，在温度为45-55℃、压强为0.14-0.24MPa条件下磁力搅拌溶解，完全溶解后待溶液温度降至22-26℃时，向其中加入十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌混匀。