本發(fā)明屬于金屬無鉻鈍化技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鋁材無鉻鈍化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
為了減少對環(huán)境和人體的危害，近年來人們開始尋找能夠代替鉻酸鹽鈍化的無鉻鈍化技術(shù)。目前國內(nèi)外已經(jīng)對無鉻鈍化技術(shù)做了廣泛的研究，并且逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，而國內(nèi)對無鉻鈍化的研究開始了自主創(chuàng)新，替代進(jìn)口的路。現(xiàn)有的無鉻鈍化工藝分為兩大類，有機(jī)物鈍化和無機(jī)物鈍化，其中無機(jī)類鈍化所用到的原料主要是Ti、Zr、Hf、V、Si、Mo、W、Mn、La、Ce等元素的氧化物或無機(jī)鹽以及添加一些有機(jī)物。
20世紀(jì)70年代就已開發(fā)無鉻轉(zhuǎn)化處理，以氟鋯酸、硝酸和硼酸為基礎(chǔ)的配方，可以提供鋁罐涂料的附著性，但是還不能滿足建筑業(yè)的其他市場對于耐蝕性和附著力的需要。
20世紀(jì)80年代，美國Amchem Products inc、德國Henkel和日本Parkerizing等公司開發(fā)了磷酸鋯膜和磷酸鈦膜，性能有所提高。
20世紀(jì)90年代，由于環(huán)境保護(hù)的需要，鈦、鋯鹽鈍化技術(shù)得到了較快發(fā)展并實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。據(jù)國外相關(guān)報道，在20世紀(jì)90年代中期歐洲鋁罐工業(yè)已經(jīng)100％實現(xiàn)了無鉻轉(zhuǎn)化處理，而擠壓鋁型材只占了不到25％。盡管無鉻轉(zhuǎn)化技術(shù)在過去lO年中研發(fā)出許多工藝，但是大生產(chǎn)應(yīng)用，目前基本上是含鈦和鋯的化合物的無鉻處理。實踐證明，無鉻處理膜的性能更取決于整個化學(xué)預(yù)處理工藝過程，而不僅僅是化學(xué)轉(zhuǎn)化步驟，這種依賴關(guān)系要比鉻化嚴(yán)重得多。為彌補(bǔ)我國在鋁型材處理工藝相對落后，適應(yīng)鋁材表面處理的質(zhì)量與環(huán)保要求，提高鋯或(和)鈦系轉(zhuǎn)化膜的性能，往往在處理液中加入不同的有機(jī)聚合物。如丙烯酸聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚酯或聚乙烯吡咯烷酮.己內(nèi)酰胺聚合物、含羧基或羥基的氨基樹脂、含有氨基，環(huán)氧基，乙烯基或氫硫基等親水基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑、水溶性的殼聚糖或其衍生物、N.甲基葡糖胺與聚乙烯基苯酚反應(yīng)物等。但在實際的使用過程中，還存在鈍化膜附著力差，耐蝕性能不夠理想的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋁材無鉻鈍化劑，加工后的鋁材，其無鉻鈍化膜與鋁基體、噴涂涂層的附著性能和耐蝕性能大大提高。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種鋁材無鉻鈍化劑，溶液中各原料組分及其含量為：硅氧烷低聚物60-150ppm，氟鋯酸200-500ppm，硝酸鋯60-120ppm，水性納米二氧化硅10-50ppm，氨水10-100ppm，水性丙烯酸樹脂100-400ppm，其余為去離子水。
進(jìn)一步的，所述的鋁材無鉻鈍化劑，其特征在于：溶液中各原料組分及其含量為：硅氧烷低聚物90-120ppm，氟鋯酸300-400ppm，硝酸鋯80-100ppm，水性納米二氧化硅25-35ppm，氨水40-60ppm，水性丙烯酸樹脂200-300ppm，其余為去離子水。
進(jìn)一步的，所述的鋁材無鉻鈍化劑，其特征在于：溶液中各原料組分及其含量為：硅氧烷低聚物105ppm，氟鋯酸350ppm，硝酸鋯90ppm，水性納米二氧化硅30ppm，氨水50ppm，水性丙烯酸樹脂250ppm，其余為去離子水。
本發(fā)明所提供一種上述的鋁材無鉻鈍化劑的制備方法，包括以下步驟：配備相應(yīng)重量份的原料，在轉(zhuǎn)速50r/min攪拌下，先加入硅氧烷低聚物，攪拌3-5分鐘加入氟鋯酸和硝酸鋯，攪拌3-5分鐘后加入水性納米二氧化硅、氨水和水性丙烯酸樹脂，3-5分鐘后加余量的去離子水混合均勻，用氨水調(diào)整PH值至2-4之間，上述所述氨水的量，需要根據(jù)溶液的PH值來定。
本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明無鉻鈍化劑是在鋯系處理劑的基礎(chǔ)上加入高分子有機(jī)樹脂和硅烷偶聯(lián)劑，獲得了無機(jī)物和有機(jī)物兩種鹽類的各自優(yōu)勢，大大提高了鈍化膜的附著力，同時還兼具了鋯系工藝控制簡便和聚合物系耐腐蝕性能高的優(yōu)點，比單獨無機(jī)鋯系、鈦系、錳系及有機(jī)聚合物處理具有更優(yōu)越的綜合性能，其機(jī)主要機(jī)理有二個方面，一是無機(jī)物鋯系與鋁基體上的鋁離子發(fā)生反應(yīng)生成氟鋁化合物、鋯鹽、鋁氧化物薄膜，并結(jié)合形成網(wǎng)狀交聯(lián)無機(jī)納米陶瓷層離子鏈鍵，沉積在鋁合金表面，形成穩(wěn)定、不連續(xù)的氧化膜覆蓋鋁合金表層；二是有機(jī)物高分子樹脂、硅烷偶聯(lián)劑上羥基、羧基與鋁離子、鋯離子發(fā)生雜化交聯(lián)鏈鍵，形成膠體聚合物防護(hù)薄膜，進(jìn)一步填充原氟鋁化合物、鋯鹽、鋁氧化物薄膜的縫隙，形成無機(jī)與有機(jī)完整連續(xù)的膜層，氟鋁化合物、鋯鹽、鋁氧化物鑲嵌于有機(jī)聚合物中，最終形成膠體致密的無鉻鈍化膜層，大大提高了無鉻鈍化膜與鋁基體、噴涂涂層的附著性能和耐蝕性能。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：
實施例1：一種鋁材無鉻鈍化劑，溶液中各原料組分及其含量為：硅氧烷低聚物60ppm，氟鋯酸200ppm，硝酸鋯60ppm，水性納米二氧化硅10ppm，氨水10ppm，水性丙烯酸樹脂100ppm，其余為去離子水，配備相應(yīng)重量份的原料，在轉(zhuǎn)速50r/min攪拌下，先加入硅氧烷低聚物，攪拌3-5分鐘加入氟鋯酸和硝酸鋯，攪拌3-5分鐘后加入水性納米二氧化硅、氨水和水性丙烯酸樹脂，3-5分鐘后加余量的去離子水混合均勻，用氨水調(diào)整PH值至2-4之間，氨水的量根據(jù)PH值來定。
實施例2：一種鋁材無鉻鈍化劑，溶液中各原料組分及其含量為：硅氧烷低聚物150ppm，氟鋯酸500ppm，硝酸鋯120ppm，水性納米二氧化硅50ppm，氨水100ppm，水性丙烯酸樹脂400ppm，其余為去離子水，配備相應(yīng)重量份的原料，在轉(zhuǎn)速50r/min攪拌下，先加入硅氧烷低聚物，攪拌3-5分鐘加入氟鋯酸和硝酸鋯，攪拌3-5分鐘后加入水性納米二氧化硅、氨水和水性丙烯酸樹脂，3-5分鐘后加余量的去離子水混合均勻，用氨水調(diào)整PH值至2-4之間，氨水的量根據(jù)溶液的PH值來定。
實施例3：一種鋁材無鉻鈍化劑，溶液中各原料組分及其含量為：硅氧烷低聚物90ppm，氟鋯酸300ppm，硝酸鋯80ppm，水性納米二氧化硅25ppm，氨水40ppm，水性丙烯酸樹脂200ppm，其余為去離子水。配備相應(yīng)重量份的原料，在轉(zhuǎn)速50r/min攪拌下，先加入硅氧烷低聚物，攪拌3-5分鐘加入氟鋯酸和硝酸鋯，攪拌3-5分鐘后加入水性納米二氧化硅、氨水和水性丙烯酸樹脂，3-5分鐘后加余量的去離子水混合均勻，用氨水調(diào)整PH值至2-4之間，氨水的量根據(jù)PH值來定。
實施例4：一種鋁材無鉻鈍化劑，溶液中各原料組分及其含量為：硅氧烷低聚物120ppm，氟鋯酸400ppm，硝酸鋯100ppm，水性納米二氧化硅35ppm，氨水60ppm，水性丙烯酸樹脂300ppm，其余為去離子水。配備相應(yīng)重量份的原料，在轉(zhuǎn)速50r/min攪拌下，先加入硅氧烷低聚物，攪拌3-5分鐘加入氟鋯酸和硝酸鋯，攪拌3-5分鐘后加入水性納米二氧化硅、氨水和水性丙烯酸樹脂，3-5分鐘后加余量的去離子水混合均勻，用氨水調(diào)整PH值至2-4之間，氨水的量根據(jù)PH值來定。
實施例5：一種鋁材無鉻鈍化劑，溶液中各原料組分及其含量為：硅氧烷低聚物105ppm，氟鋯酸350ppm，硝酸鋯90ppm，水性納米二氧化硅30ppm，氨水50ppm，水性丙烯酸樹脂250ppm，其余為去離子水。按所述無鉻鈍化劑的各組份備料，在轉(zhuǎn)速50r/min攪拌下，先加入硅氧烷低聚物，攪拌3-5分鐘加入氟鋯酸和硝酸鋯，攪拌3-5分鐘后加入水性納米二氧化硅、氨水和水性丙烯酸樹脂，3-5分鐘后加余量的去離子水混合均勻，用氨水調(diào)整PH值至2-4之間，氨水的量根據(jù)PH值來定。
以上實施例所述的鋁材無鉻鈍化劑加工后的產(chǎn)品，其主要性能測試(按GB5237.4-2008標(biāo)準(zhǔn))：
高壓水煮測試：2小時通過；
銅加速腐蝕鹽霧測試：240小時通過。
本發(fā)明提供的鋁材無鉻鈍化劑，可以大大提高了無鉻鈍化膜與鋁基體、噴涂涂層的附著性能和耐蝕性能。
以上所述之實施例子只為本發(fā)明之較佳實施例，并非以此限制本發(fā)明的實施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。