一種鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑的製作方法
2023-11-30 22:50:16 1
一種鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑，它主要由氨基磺酸、磷酸、絡合劑、緩蝕劑、催化劑復配而成。其中氨基磺酸的重量比是2～5％，磷酸的重量比是5～10％、氟化氫銨的重量比是0～2％、絡合劑的重量比是0.5～2％、緩蝕劑的重量比是0.2～1％、催化劑的重量比是0.1～0.3％，餘量為水。本發明的鋁合金催化活化劑預處理具有使用工藝簡單、無汙染、生產效率高、成本低等優勢。經本發明工藝對鋁合金預處理可顯著提高功能鍍層與鋁合金基體之間的結合力，該發明可用於取代目前鋁合金鍍前採用二次浸鋅的預處理工藝，環境及經濟效益明顯。
【專利說明】一種鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑
【技術領域】
[0001]本發明屬於金屬材料表面處理領域，具體涉及一種鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑。
【背景技術】
[0002]鋁及其合金密度低，強度高，可塑性好，具有優良的導電性、導熱性，工業上使用廣泛，使用量僅次於鋼。基於鋁合金本身的優勢，再利用表面工程技術，通過電鍍或化學鍍的方法在鋁合金表面鍍覆N1、N1-P-X (X為合金元素)、Cu等功能性鍍層，能夠顯著提高鋁合金的耐蝕性、硬度和耐磨性，改善其焊接和電磁屏蔽性能，進而滿足其在航空、航天、機械、車輛、船舶、家庭用具、電子設備等各個方面上的應用要求。
[0003]鍍層與鋁合金基體之間的結合力是決定功能鍍層質量好壞的關鍵指標。影響其結合力的原因主要是由於鋁合金化學性質活潑所導致的，進一步可歸納為:(I)鋁合金在進入鍍液之前極易在其表面重新形成一層氧化膜；(2)由於鍍液通常為酸性或鹼性，在施鍍初期鋁合金極易與鍍液發生酸蝕或鹼蝕反應，進而影響鍍層的結合力。故不難看出，解決鋁合金表面功能鍍層結合力的關鍵在於鍍前預處理工藝。為了防止鋁合金件進入鍍液前在其表面重新生成一層氧化膜，通過二次浸鋅、浸錫等方法在其表面形成一薄層均勻穩定的金屬過渡層是目前工業上通常採用的鍍前預處理工藝。但該工藝工序多而繁雜、增加成本、並且易造成環境汙染。也有嘗試利用簡單的絡合劑預處理方法防止鋁合金件進入鍍液前在其表面重新生成一層氧化膜的研究與應用，但實際使用效果並不理想，鍍層結合力不穩定。因此，開發一種配方環保、工藝簡單穩定、生產效率高、降低生產成本的鋁合金鍍前預處理劑及其工藝具有重要的工程意義和社會、經濟價值。
【發明內容】
[0004]本發明主要針對【背景技術】的不足，提供一種環保、簡單、高效的鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑。本發明思路是在工件進入鍍液之前，採用酸蝕處理，一方面通過在酸蝕液中加入緩蝕劑，儘可能減少酸蝕過程中鋁基體與酸發生反應，保證工件表面質量；另一方面，在酸蝕液中復配鋁絡合劑，利用絡合劑與鋁之間的強絡合作用防止鋁合金進入鍍液前表面二次轉化成氧化膜；此外，在酸蝕液中復配催化劑，利用催化劑加速鋁合金在鍍液中的初始鍍速，減少施鍍初期鋁基體與鍍液發生酸蝕或鹼蝕反應，從而提高鍍層結合力。
[0005]為達到上述目的，一種鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑，採用以下技術方案:
[0006](I)按重量比預先配置催化劑溶液。
[0007](2)在容器中加入一定量的去離子水，加入氨基磺酸、磷酸、氟化氫銨，然後在常溫條件下分別加入絡合劑組分、緩蝕劑組分，全部溶解完全後加入預先配製好的催化劑組分，攪拌分散均勻，即可得到本發明的鋁合金鍍前催化活化預處理劑。
[0008]所述的各組分的以重量百分比為氨基磺酸2?5%，磷酸5?10%、氟化氫銨O?2 %、絡合劑0.5?2 %、緩蝕劑0.2?I %、催化劑溶液0.1?0.3 %，餘量為水。
[0009]所述的絡合劑由檸檬酸、檸檬酸鈉、海藻酸鈉、酒石酸、酒石酸鈉、酒石酸鉀鈉、葡萄糖酸鈉、硼砂中的二至四種組成。
[0010]所述的緩蝕劑由烏洛託品、十二胺、十六烷基三甲基溴化銨、二炔丙基硫醚、硫脲等中的一至二種組成。
[0011]所述的催化劑，為鹽基膠體鈀催化劑或稀土 La3+，Ce3+中的一種。
[0012]所述的催化劑為膠體鈀催化劑時，其配製方法如下:先將0.15g PdCl2溶於5mL濃HCl和5mL蒸餾水的混合溶液中，向其中加入6g SnCl2，攪拌溶解；另取80gNaCl溶於500mL蒸餾水中，將上述二種溶液在不斷攪拌下的條件下混合均勻，然後加熱至40?60°C保溫2?4h，即得鹽基膠體鈀溶液。
[0013]本發明的有益效果在於:
[0014](I)工藝簡單，鋁合金鍍前處理中只需在普通鹼蝕後水洗，然後在本發明催化活化預處理液中常溫浸潰I一2分鐘即可，相比較於目前工業生產中普遍採用的二次浸鋅工藝，本發明工藝工序非常簡單。(2)鍍層質量好，研究表明，按本本發明技術生產的功能性鍍層，質量好、批次穩定性優，劃格法及高低溫衝擊實驗測試表明，鍍層不起泡、起皮、脫落，結合力符合要求。(3)環境、經濟效益明顯，本配方工段基本上無廢水排放，不會造成環境汙染，並且相比現有工藝，能夠提高生產效率，節約成本，故環境、經濟效益突出。
【具體實施方式】
[0015]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0016]實施例1
[0017]由下列重量比的原材料配製而成:氨基磺酸3%、磷酸3%、氟化氫銨1%烏洛託品
0.5%、十六烷基三甲基溴化銨0.3%、檸檬酸鈉0.5%、海藻酸鈉0.8%、Ce3+0.1 %、水餘量。
[0018]將所述重量份的氨基磺酸、磷酸、氟化氫銨加入水中攪拌混合均勻，然後依次加入檸檬酸鈉、海藻酸鈉、烏洛託品、十六烷基三甲基溴化銨，邊加邊攪拌，直至完全溶解，最後加預先配置好的催化劑Ce (NO3) 3溶液，並補充水至規定量，得到鋁合金催化活化預處理劑。
[0019]實施例2
[0020]由下列重量比的原材料配製而成:氨基磺酸3%、磷酸3%、氟化氫銨1%烏洛託品
0.5%、十六烷基三甲基溴化銨0.3%、檸檬酸鈉0.5%、海藻酸鈉0.8%、La3+0.1 %、水餘量。
[0021]將所述重量份的氨基磺酸、磷酸、氟化氫銨加入水中攪拌混合均勻，然後依次加入檸檬酸鈉、海藻酸鈉、烏洛託品、十六烷基三甲基溴化銨，邊加邊攪拌，直至完全溶解，最後加預先配置好的催化劑La (NO3) 3溶液，並補充水至規定量，得到鋁合金催化活化預處理劑。
[0022]實施例3
[0023]由下列重量比的原材料配製而成:氨基磺酸3 %、磷酸3%、烏洛託品0.5 %、二炔丙基硫醚0.3 %、檸檬酸鈉0.5 %、葡萄糖酸鈉0.3 %、海藻酸鈉0.5%, Ce3+0.1 %、水餘量。
[0024]將所述重量份的氨基磺酸、磷酸加入水中攪拌混合均勻，然後依次加入檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉、海藻酸鈉、烏洛託品、二炔丙基硫醚，邊加邊攪拌，直至完全溶解，最後加預先配置好的催化劑Ce (NO3) 3溶液，並補充水至規定量，得到鋁合金催化活化預處理劑。
【權利要求】
1.一種鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑，其特徵在於，以重量百分比計包括:氨基磺酸2?5%，磷酸5?10%、氟化氫銨O?2%、絡合劑0.5?2%、緩蝕劑0.2?I %、催化劑0.1?0.3%，餘量為水。
2.根據權利要求1所述的鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑，其特徵在於，其中絡合劑由檸檬酸、檸檬酸鈉、海藻酸鈉、酒石酸、酒石酸鈉、酒石酸鉀鈉、葡萄糖酸鈉、硼砂中的2?4種組成。
3.根據權利要求1所述的鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑，其特徵在於，其中緩蝕劑由烏洛託品、十二胺、十六烷基三甲基溴化銨、二炔丙基硫醚、硫脲等中的I?2種組成。
4.根據權利要求1所述的鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑，其特徵在於，其中催化齊U，為鹽基膠體鈀催化劑或稀土 La3+，Ce3+中的任I種。
5.根據權利要求1?4所述的鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑，其特徵在於，其製備方法如下:首先配製膠體鈀催化劑，先將0.15g PdCl2溶於5mL濃HCl和5mL蒸餾水的混合溶液中，向其中加入6g SnCl2，攪拌溶解；另取80g NaCl溶於500mL蒸餾水中，將上述二種溶液在不斷攪拌下的條件下混合均勻，然後加熱至40?60°C保溫2?4h，即得鹽基膠體鈀溶液，待用。預處理劑的配製，按規定重量比分別在去離子水中加入酸、然後在攪拌條件下依次加入絡合劑組分、緩蝕劑組分，全部溶解完全後加入預先配製好的催化劑組分，即可得到本發明的一種鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑。
6.根據權利要求1?5所述的鋁及其合金鍍前催化活化預處理劑，其特徵在於，其使用方法如下:將經過除油及鹼蝕的鋁及其合金件浸入上述預處理劑中，常溫反應I 一 2分鐘，取出水洗，放入鍍液中施鍍即可。
【文檔編號】C25D5/44GK104264135SQ201410497897
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】唐群力, 陳小華, 胡愛平, 範澤夫 申請人:湖南大學