[发明专利]一种无铬钝化剂及制备方法

说明书

本发明公开一种无铬钝化剂及制备方法，按照重量分数计包括水性硅树脂2‑20份、水性纳米粒子0.1‑3份、缓蚀剂0.05‑0.5份、氧化剂0.1‑1份以及稀土盐0.01‑0.05份；其中所述水性硅树脂至少包括一种含环氧基官能团的水性硅树脂和一种含非亲水性官能团的水性硅树脂。本技术中，含环氧基官能团的水性硅树脂、含非亲水性官能团的水性硅树脂结合使用，能够在金属表面通过共价键的形式形成致密又牢固的硅氧烷聚合物防护层，该防护层可以阻挡腐蚀性物质的侵入，提高了金属的耐蚀性。另外，水分散性纳米粒子均匀的分散在金属表面，使得防护层具有高的致密性及抗离子的渗透性。这样的协同效应可以使得硅烷膜的抗腐蚀性能大大提高，并在一定程度上延长金属的使用寿命。

技术领域

本发明涉及金属表面处理剂技术领域，尤其是一种无铬钝化剂及制备方法。

背景技术

铝合金由于其活性大，容易腐蚀，需要对表面进行防腐蚀处理。常用的方法是在铝合金表面生成一层完整、致密、均匀的钝化层后再喷涂的方法。

传统的铬酸盐钝化技术因所获得的转化膜耐蚀性能优良和操作方便而得到广泛应用。但六价铬毒性高，易致癌严重危害环境。欧盟颁布ROHS、ELV和WEEE法规禁止含六价铬的电子及电器设备投放市场，铬酸盐钝化技术已受到严格控制，开发一种无毒、环保、高耐蚀性能的绿色钝化技术已成共识。目前研究较多的是基于氟锆酸盐、氟钛酸盐、植酸、单宁酸、钼酸盐、稀土盐等处理技术。这些技术都存在一些缺点，主要表现为裸膜耐蚀性较差，中性盐雾性能只有24-48小时。

因此，上述技术问题需要解决。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提出一种无铬钝化剂及制备方法，目的在于解决现有钝化剂对金属表面钝化处理后形成的防锈膜耐蚀性差，中性盐雾性能不足的技术问题。

为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案一方面为:

一种无铬钝化剂，每100份该无铬钝化剂中按照重量分数计包括如下组分：

水性硅树脂2-20份；

水性纳米粒子0.1-3份；

缓蚀剂0.05-0.5份；

氧化剂0.1-1份；以及

稀土盐0.01-0.05份；

其中所述水性硅树脂至少包括一种含环氧基官能团的水性硅树脂和一种含非亲水性官能团的水性硅树脂。本方案中，非亲水性官能团的水性硅树脂、含环氧基官能团的水性硅树脂结合在一起使用，可以与金属表面通过共价键形成致密又牢固的硅氧烷聚合物涂层，这种涂层可以阻挡腐蚀性物质的侵入，提高了金属的耐蚀性。

进一步的，所述含环氧基官能团的水性硅树脂为3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷水解产物中任一种。

进一步的，所述含非亲水性官能团的水性硅树脂为1，2-双(三甲氧基硅基)乙烷、1，2-双(三乙氧基硅基)乙烷、双-(3-(三乙氧基硅烷)-丙基)-四硫化物中水解产物中的任一种。

进一步的，所述水性纳米粒子为二氧化硅纳米粒子、二氧化钛纳米粒子和二氧化锆纳米粒子中的一种。水分散性纳米粒子均匀的分散在金属表面，使得涂层具有高的致密性及抗离子的渗透性。

进一步的，所述水性纳米粒子的直径介于在20-50nm。

进一步的，所述缓蚀剂为山梨醇和葡萄碳酸钠中的一种或两种。

进一步的，所述氧化剂选自硝酸钠、硝酸锰、硝酸钾和硝酸铵中的至少一种。

进一步的，所述稀土盐为硝酸铈、硝酸镧中的一种或两种。