专利名称：一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种通过化学作用在铝及铝合金表面形成一层金黄色保护膜的化学处理剂，特别是将此膜作为涂装底层，可提高涂覆层的附着力，增强铝及铝合金的抗腐蚀能力，是一种高性能、环保、新型铝及铝合金涂装前处理剂。属精细化工领域。
背景技术：
随着涂装技术在铝及铝合金中的广泛应用，化学转化膜处理作为涂装前处理的一种手段越来越受到重视。化学转化膜具有一定的耐蚀性和良好的物理吸附能力，可大大提高铝材基体与涂层的结合力增强铝制品的抗腐蚀能力。化学转化膜处理速度快、不消耗电能、所需设备简单、处理成本低。化学处理的方法目前国内普遍采用的方法有以下三种1.铬化此法最早于1945年美国化学涂料公司发明也称为阿洛丁氧化法，后由英国帝国化学公司推广使用，称阿洛克罗姆法。其主要成分为以铬酐为氧化剂和成膜剂，加以氟化物等添加剂，成膜为致密的铬酸盐，金黄色，有良好的耐腐蚀性。基本反应过程如下表面侵蚀铬酸盐还原生成涂层
该法的优点成膜性好，成膜的附着力及耐腐蚀性好，色为金黄，操作方便、直观。
该法不足含六价铬，对人体、环境存在严重污染。
2.磷铬化，又称绿铬化磷铬化早在1945年已开始使用在铝表面处理，并使用至今。磷铬化膜源于三价铬，其主要成分为酸性磷酸盐、酸性或碱性铬酸盐、络合剂、氟化物。铬酸盐中的6价被还原成3价铬。
主要化学式该法优点其与铬化的差别在于磷酸盐替代了铬酸盐。降低了污染，且在工艺上精简了酸性去氧化作用的工序。
不足之处磷铬化膜耐腐蚀性不如铬化膜，所以使用受到一定限制，而且其并没有完全脱离六价铬的污染。
3.无色无铬化学转化膜法该法是以氟锆酸、硝酸、硼酸为基础配方，后开发了磷酸锆和磷酸钛涂层，性能有所提高。但存在湿式附着力和耐洗涤剂不过关，由于化学转化膜为无色，故存在操作着色不直观、不方便检验的问题。国外已普遍使用无铬转化处理技术，且在国内所见无铬转化膜均为无色膜，但由于技术封锁其原理尚不清楚。
该法优点此法生产处理的铝及铝合金表面转化膜，不含铬、成膜耐腐蚀性较高、与涂覆层附着力好。
不足之处在具体操作过程中不直观，耐腐蚀性一般。
发明内容
1、发明目的本发明提供了一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂及其制备方法，其目的是解决现在对铝及铝合金表面涂装预处理时，处理后含有六价铬，对人体、环境存在严重污染，无色无铬转化膜的耐腐蚀性有差距且成膜后无色，使用时不方便检验等方面存在的问题。
2、技术方案本发明是通过以下技术方案来实现的一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，其特征在于该处理剂的主要原料按重量计为钛酸盐0.5～10％
锆酸盐0.5～8％有机酸0.5～5％氟化物0.2～10％将以上原料在反应器内加水后制备成转化膜处理剂。
加入的氟化物为氟化钠、氟钛酸、氟硼酸钛、氟化钾中的一种或几种。
使用的钛酸盐为硫酸氧钛、氟钛酸、可溶性碱和碱土金属的钛酸盐中的一种或几种。
所述的锆酸盐为硝酸锆、乙酸锆、锆酸铵、可溶性碱金属的锆酸盐中的一种或几种。
所述的有机酸为植酸、酒石酸、柠檬酸、单宁酸、有机钼酸中的一种或几种。
在制备过程中使用的水为纯水或自来水。
一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂的制备方法，其特征在于按上述原料的比例关系取各原料，将各原料放在特制耐腐蚀反应器中加水后进行搅拌，在搅拌制备过程中加热，加热温度控制在10～50℃，搅拌转速控制在10～120转/分，搅拌时间0.5～4小时，然后经过滤、包装即得。
3、优点及效果通过本发明技术方案的实施，能够很好地解决现在对铝及铝合金表面涂装预处理时，处理后产品和排放物含有六价铬，对人体、环境存在严重污染，且耐腐蚀性不好等方面存在的问题。本发明处理剂在涂装预处理铝及铝合金转化成金黄色的转化膜，彻底消除了六价铬的污染，化学转化膜为非铬酸盐成份、非磷酸盐成份，操作方便，适合上漂洗或不漂洗、着色金黄明了直观。化学转化膜附着力强，抗腐蚀性达到与铬化接近的水平满足生产的需要。故而适合挤压铝制品、卷材及其它需防护处理的铝材涂装前处理的防护底层使用。
具体实施例方式本发明提供了一种以钛酸盐、锆酸盐和有机酸为主要原料，加水制备成双组份体系后形成的化学处理剂，一为初投槽液，一为补充液，加入的原料按重量计为钛酸盐0.5～10％、锆酸盐0.5～8％、有机酸0.5～5％和氟化物0.2～10％，使用的钛酸盐为硫酸氧钛、氟钛酸及碱和碱土金属的钛酸盐中的一种或几种；使用的锆酸盐为硝酸锆、乙酸锆、锆酸铵、碱金属的锆酸盐中的一种或几种；使用的有机酸为植酸、酒石酸、柠檬酸、单宁酸、有机钼酸中的一种或几种；使用的氟化物为氟化钠、氟钛酸、氟硼酸钛、氟化钾中的一种或几种；水使用纯水或自来水，制备时将各原料加入在特制耐腐蚀的反应器中加水后进行搅拌，在搅拌制备过程中加热，加热温度控制在10～50℃，搅拌转速控制在10～120转/分，搅拌时间0.5～4小时，然后经过滤、包装即得，制得的双组份体系处理剂可以通过化学作用在铝及铝合金表面形成一层金黄色的保护膜，化学反应的基本原理典型反应式如下
它是基于钛、锆与氟的络合物在铝合金表面形成膜转化，最终形成金黄色化学转化膜。此膜作为涂装底层，可提高涂覆层的附着力，增强铝及铝合金的抗腐蚀能力，它彻底消除铬污染，是一种高性能、环保、新型铝及铝合金涂装前处理剂。
实施例1本发明一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，该处理剂的主要原料为硫酸氧钛30g硝酸锆 15g植酸18g氟钛酸 25g将上述各种原料放在特制耐腐蚀的反应器中加纯水922g后进行搅拌，在搅拌制备过程中加热，加热温度控制在10～50℃，搅拌转速控制在10～120转/分，搅拌时间0.5～4小时，然后经过滤、包装即得转化膜处理剂。
实施例2本发明一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，该处理剂的主要原料为氟钛酸25g硝酸锆12g植酸 8g氟化钠1.5g氟化钾2g将上述各种原料放在特制耐腐蚀的反应器中加纯水后进行搅拌，在搅拌制备过程中加热，加热温度控制在10～50℃，搅拌转速控制在10～120转/分，搅拌时间0.5～4小时，然后经过滤、包装即得转化膜处理剂。
实施例3本发明一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，该处理剂的主要原料为氟钛酸32g乙酸锆18g酒石酸3g氟化钠25g将上述各种原料放在特制耐腐蚀的反应器中加自来水后进行搅拌，在搅拌制备过程中加热，加热温度控制在10～50℃，搅拌转速控制在10～120转/分，搅拌时间0.5～4小时，然后经过滤、包装即得转化膜处理剂。
实施例4本发明一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，该处理剂的主要原料为氟钛酸25g
锆酸铵20g柠檬酸4g氟硼酸钛 18g将上述各原料放在特制耐腐蚀的反应器中加水后进行搅拌，在搅拌制备过程中加热，加热温度控制在10～50℃，搅拌转速控制在10～120转/分，搅拌时间0.5～4小时，然后经过滤、包装即得转化膜处理剂。
实施例5本发明一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，该处理剂的主要原料为氟钛酸 25g锆酸铵 20g柠檬酸 4g单宁酸 28g氟硼酸钛3g将上述各原料放在特制耐腐蚀的反应器中加水后进行搅拌，在搅拌制备过程中加热，加热温度控制在10～50℃，搅拌转速控制在10～120转/分，搅拌时间0.5～4小时，然后经过滤、包装即得转化膜处理剂。
上述使用的钛酸盐还可以是氟钛酸、可溶性碱和碱土金属的钛酸盐中的一种或几种；使用的锆酸盐也可以选锆酸铵、可溶性碱金属的锆酸盐中的一种或几种；使用的有机酸可用柠檬酸、植酸、酒石酸、单宁酸、有机钼酸中的一种或几种；使用的氟化物选用氟硼酸钛、氟化钠、氟化钾中的一种或几种。在生产过程中也能达到实施目的。
权利要求
1.一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，其特征在于该处理剂的主要原料按重量计为钛酸盐0.5～10％锆酸盐0.5～8％有机酸0.5～5％氟化物0.2～10％将以上原料在反应器内加水后制备成转化膜处理剂。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，其特征在于加入的氟化物为氟化钠、氟钛酸、氟硼酸钛、氟化钾中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，其特征在于使用的钛酸盐为硫酸氧钛、氟钛酸、可溶性碱和碱土金属的钛酸盐中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，其特征在于所述的锆酸盐为硝酸锆、乙酸锆、锆酸铵、可溶性碱金属的锆酸盐中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，其特征在于所述的有机酸为植酸、酒石酸、柠檬酸、单宁酸、有机钼酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂，其特征在于在制备过程中使用的水为纯水或自来水。
7.一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂的制备方法，其特征在于按上述原料的比例关系取各原料，将各原料放在特制耐腐蚀反应器中加水后进行搅拌，在搅拌制备过程中加热，加热温度控制在10～50℃，搅拌转速控制在10～120转/分，搅拌时间0.5～4小时，然后经过滤、包装即得。
全文摘要
本发明涉及一种铝合金无铬金黄色化学转化膜处理剂及其制备方法，该处理剂的主要原料按重量计为取钛酸盐0.5～10％、锆酸盐0.5～8％、有机酸0.5～5％、氟化物0.2～10％为原料，将以上原料在特制反应容器内加水后制备成转化膜处理剂。它的制备方法按上述原料的比例关系取各原料，将各原料放在特制耐腐蚀的反应器中加水后进行搅拌，在搅拌制备过程中加热，加热温度控制在10～50℃，搅拌转速控制在10～120转/分，搅拌时间0.5～4小时，然后经过滤、包装即得。本发明能够很好地解决现在对铝及铝合金表面涂装预处理时，处理后产品或排放物含有六价铬，对人体、环境存在严重污染，且耐腐蚀性不好等方面存在的问题。
文档编号C23C22/05GK1827852SQ20061004629
公开日2006年9月6日 申请日期2006年4月11日 优先权日2006年4月11日
发明者赵兴利, 孙贵楠, 宋震羽, 耿品杰, 曹武 申请人:营口市康如化工有限公司