本发明涉及表面处理剂领域，具体涉及一种高浓缩无磷转化剂。
背景技术：
为防止金属材料的腐蚀，一般选择对金属表面加工处理，以降低材料因环境因素所带来影响，如皮膜化成处理、涂装、电镀、热喷涂、气相沉积等，利用这些表面处理程序，于金属表面覆盖一层保护膜，以增加其抗腐蚀的能力。
目前广泛采用磷酸盐、铬酸盐处理工艺。前者虽然具有优异的耐腐蚀性能，但磷元素的排放造成环境富营养化，容易生成大量淤渣于设备中，增加废水处理成本，如授权公告号为cn103820778b和申请公布号为cn104789954a的中国专利就是采用这种磷酸盐处理法，其组成包括水溶性锆化合物、硅化合物、含氟化合物、磷酸化合物以及金属化合物，虽然可于金属本体的表面形成保护膜，但是由于含有磷酸盐，排放会造成环境富营养化。而铬酸盐处理法是在金属材料表面形成一层由六价铬的复合氧化物与氢氧化物所组成的保护膜，虽然具有自我修复的能力和优异的防腐蚀作用，但六价铬具有高毒性与高致癌性，对环境和人身均造成巨大伤害，国际有关组织已经开始限制六价铬处理产品的进口。
也有研究人员采用三价铬转化技术代替六价铬，但三价铬仍有被空气中的氧气氧化成六价铬的可能性，并且还是会形成含铬废水，如授权公告号为cn101184867b的中国专利公开了一种金属用化学转换处理也及处理方法，处理液主要组成为水溶性三价铬化学物、水溶性钛化合物、水溶性锆化合物、氧化剂等，该处理液经加热和涂覆后，在金属表面形成不溶于水的保护层但是以三价铬为主体的氧化液，最终还是存在含铬废水处理问题，所以此法也未能从根本上解决铬危害人体的弊病。
但是，目前所使用的转化剂还存在以下问题：
1、不具浓缩特性，或浓缩程度低，体积大，运输、储存不便；
2、含磷酸盐和铬酸盐，污染环境和危害人体健康，不安全、不环保；
3、处理金属工件表面后，形成的膜层，不均匀、甚至存在空隙，导致耐腐蚀性能差，且与涂层的附着力不强。
基于上述情况，本发明提出了一种高浓缩无磷转化剂，可有效解决以上问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高浓缩无磷转化剂。本发明的高浓缩无磷转化剂通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的氟锆酸铵、氟锆酸、氟钛酸、硝酸铝和去离子水，减少了原材料的使用种类，优化了原料成本，提升产品的质量稳定性，制得的高浓缩无磷转化剂，具有高浓缩特性，浓缩程度高，体积小，运输、储存方便；使用浓度更低，可配制更多的转化剂处理液，处理面积更大，处理能力强；对于相同基材，采用本发明的高浓缩无磷转化剂处理后，相比于现有无磷转化剂，中性盐雾试验的等级更高，耐腐蚀性能更好；对于相同基材，采用本发明的高浓缩无磷转化剂处理后，相比于现有无磷转化剂，与涂层的附着力更强。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种高浓缩无磷转化剂，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵30～50份、
氟锆酸20～30份、
氟钛酸13～18份、
硝酸铝30～50份、
去离子水20～30份。
本发明的高浓缩无磷转化剂通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的氟锆酸铵、氟锆酸、氟钛酸、硝酸铝和去离子水，减少了原材料的使用种类，优化了原料成本，提升产品的质量稳定性，制得的高浓缩无磷转化剂，具有高浓缩特性，浓缩程度高，体积小，运输、储存方便；使用浓度更低，可配制更多的转化剂处理液，处理面积更大，处理能力强；对于相同基材，采用本发明的高浓缩无磷转化剂处理后，相比于现有无磷转化剂，中性盐雾试验的等级更高，耐腐蚀性能更好；对于相同基材，采用本发明的高浓缩无磷转化剂处理后，相比于现有无磷转化剂，与涂层的附着力更强。
本发明的高浓缩无磷转化剂不含磷酸盐和铬酸盐，有效减少了对环境的污染和对人体的危害，安全环保，是传统的磷化剂的一种替代品。
本发明的高浓缩无磷转化剂用于金属的表面处理，能够在金属的表面形成一层致密的转化膜，该转化膜具有良好的致密性及优异的耐蚀效果，并且可与涂层紧密结合，有效地提高了金属表面耐腐蚀性能和与涂层的附着力。
本发明的高浓缩无磷转化剂多种金属材料，如冷轧钢、锌、铁、铝或铝合金等。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵35～46份、
氟锆酸22～29份、
氟钛酸14～17份、
硝酸铝31～38份、
去离子水23～26份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵40份、
氟锆酸26份、
氟钛酸15.5份、
硝酸铝34份、
去离子水24份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵42份、
氟锆酸24份、
氟钛酸16份、
硝酸铝33份、
去离子水25份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂的使用方法，包括以下步骤：
a、无磷脱脂剂清洗；
b水洗；
c、无磷转化剂处理：温度20～30℃，ph为4～5，浸泡或喷淋处理时间4～8min；
d、水洗；
e、烘干：温度为80～95℃，处理时间3～5min，再升温至125～135℃，处理时间5～8min。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的高浓缩无磷转化剂通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的氟锆酸铵、氟锆酸、氟钛酸、硝酸铝和去离子水，减少了原材料的使用种类，优化了原料成本，提升产品的质量稳定性，制得的高浓缩无磷转化剂，具有高浓缩特性，浓缩程度高，体积小，运输、储存方便；使用浓度更低，可配制更多的转化剂处理液，处理面积更大，处理能力强；对于相同基材，采用本发明的高浓缩无磷转化剂处理后，相比于现有无磷转化剂，中性盐雾试验的等级更高，耐腐蚀性能更好；对于相同基材，采用本发明的高浓缩无磷转化剂处理后，相比于现有无磷转化剂，与涂层的附着力更强。
本发明的高浓缩无磷转化剂不含磷酸盐和铬酸盐，有效减少了对环境的污染和对人体的危害，安全环保，是传统的磷化剂的一种替代品。
本发明的高浓缩无磷转化剂用于金属的表面处理，能够在金属的表面形成一层致密的转化膜，该转化膜具有良好的致密性及优异的耐蚀效果，并且可与涂层紧密结合，有效地提高了金属表面耐腐蚀性能和与涂层的附着力。
本发明的高浓缩无磷转化剂多种金属材料，如冷轧钢、锌、铁、铝或铝合金等。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种高浓缩无磷转化剂，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵30～50份、
氟锆酸20～30份、
氟钛酸13～18份、
硝酸铝30～50份、
去离子水20～30份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵35～46份、
氟锆酸22～29份、
氟钛酸14～17份、
硝酸铝31～38份、
去离子水23～26份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵40份、
氟锆酸26份、
氟钛酸15.5份、
硝酸铝34份、
去离子水24份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵42份、
氟锆酸24份、
氟钛酸16份、
硝酸铝33份、
去离子水25份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂的使用方法，包括以下步骤：
a、无磷脱脂剂清洗；
b水洗；
c、无磷转化剂处理：温度20～30℃，ph为4～5，浸泡或喷淋处理时间4～8min；
d、水洗；
e、烘干：温度为80～95℃，处理时间3～5min，再升温至125～135℃，处理时间5～8min。
实施例2：
一种高浓缩无磷转化剂，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵35份、
氟锆酸22份、
氟钛酸13份、
硝酸铝31份、
去离子水23份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂的使用方法，包括以下步骤：
a、无磷脱脂剂清洗；
b水洗；
c、无磷转化剂处理：温度25℃，ph为4.5，浸泡或喷淋处理时间6min；
d、水洗；
e、烘干：温度为87℃，处理时间4min，再升温至130℃，处理时间7min。
实施例3：
一种高浓缩无磷转化剂，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵46份、
氟锆酸29份、
氟钛酸18份、
硝酸铝38份、
去离子水26份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂的使用方法，包括以下步骤：
a、无磷脱脂剂清洗；
b水洗；
c、无磷转化剂处理：温度25℃，ph为4.5，浸泡或喷淋处理时间6min；d、水洗；
e、烘干：温度为87℃，处理时间4min，再升温至130℃，处理时间7min。
实施例4：
一种高浓缩无磷转化剂，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵40份、
氟锆酸26份、
氟钛酸15.5份、
硝酸铝34份、
去离子水24份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂的使用方法，包括以下步骤：
a、无磷脱脂剂清洗；
b水洗；
c、无磷转化剂处理：温度25℃，ph为4.5，浸泡或喷淋处理时间6min；
d、水洗；
e、烘干：温度为87℃，处理时间4min，再升温至130℃，处理时间7min。
实施例5：
一种高浓缩无磷转化剂，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
氟锆酸铵42份、
氟锆酸24份、
氟钛酸16份、
硝酸铝33份、
去离子水25份。
优选的，所述高浓缩无磷转化剂的使用方法，包括以下步骤：
a、无磷脱脂剂清洗；
b水洗；
c、无磷转化剂处理：温度25℃，ph为4.5，浸泡或喷淋处理时间6min；
d、水洗；
e、烘干：温度为87℃，处理时间4min，再升温至130℃，处理时间7min。
对比例：
公告号为cn106544662b的中国专利申请。
下面对本发明实施例2至实施例5高浓缩无磷转化剂以及对比例的无磷转化剂进行性能测试，测试结果如表1所示：
1、中性盐雾试验
将经实施例2至实施例5以及对比例处理后的冷轧钢、铝合金分别按常规喷涂法制成漆膜，用刀具划“×”，使其露出底材，然后按gb/t1771–2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》进行240h中性盐雾试验，并根据gb6461—86《金属覆盖层对底材为阴极覆盖层腐蚀试验后的电镀试样的评级》所规定的方法评定耐蚀性等级。
2、附着力测试
将经实施例2至实施例5以及对比例处理后的冷轧钢、铝合金分别按常规喷涂法制成漆膜，采用划格试验法，按gb/t9286–1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》测定涂膜附着力。
表1
注1：中性盐雾试验中，等级值越小，表示耐腐蚀性越差；附着力测试中，等级值越小，表示附着力越好。
从上表可以看出，与对比例相比，本发明的高浓缩无磷转化剂具有以下优点：对于相同基材，采用本发明的高浓缩无磷转化剂处理后，中性盐雾试验的等级更高，耐腐蚀性能更好；对于相同基材，采用本发明的高浓缩无磷转化剂处理后，与涂层的附着力更强。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。