氟锆酸的制备和应用

发布日期:2020/10/20 9:12:51

背景及概述

含锆溶液代替铬酸盐用于基体表面的预处理已被人们所接受，尤其适合于涂装前的化学转化处理，可以增加涂层与基体的结合力，提高耐蚀性。德国汉高公司开发了商品名为TecTalis的含锆盐处理技术，据称此TecTalis技术可用于铁、铝、锌等金属部件的防腐。氟锆酸为无色透明液体，呈酸性，比重约为1.48。常温下，当浓度超过42%时，有氟锆酸析出。氟锆酸常以氟锆酸盐形式使用，用作锆化合原料，镁铝合金，催化剂，钢及有色金属合金，以及原子能工业和高级电器材料，耐火材料，电真空技术材料，光学玻璃原料，烟火，陶瓷，搪瓷和玻璃的生产等。

结构

制备

氟锆酸制备如下：用纯水将二氧化锆ZrO2粉末配制为20％的悬浊液，搅拌该悬浊液，向悬浊液中滴加65％的氢氟酸，制得透明的氟锆酸H2ZrF6溶液。

应用

1）氟锆酸用于六氟锆酸锂：步，用纯水将二氧化锆ZrO2粉末配制为20％的悬浊液，搅拌该悬浊液，向悬浊液中滴加65％的氢氟酸，制得透明的氟锆酸H2ZrF6溶液；第二步，用纯水将碳酸锂粉末配制为25％的碳酸锂悬浊液，搅拌该悬浊液，向悬浊液中滴加65％的氢氟酸，制得氟化锂悬浊液；过滤氟化锂悬浊液，滤饼用纯水洗涤后，取滤饼即氟化锂，用纯水将氟化锂配制为25％的氟化锂悬浊液；第三步，将第二步配制得到的氟化锂悬浊液，滴加到步配制得到的透明的氟锆酸溶液中，配制得到白浊的六氟锆酸锂悬浊液；第四步，搅拌加热第三步制得的六氟锆酸锂悬浊液，使六氟锆酸锂悬浊液中的水分蒸发浓缩，待悬浊液充分白浊后过滤，用纯水洗涤滤饼结晶，其中，结晶条件为：将滤饼放置到离心管中，向离心管中加入纯水；25℃离心0.8h，静置7小时，析出结晶；其中，滤饼与纯水的质量比为12∶1；然后将结晶放置于PTFE板上加热烘干，其中，加热烘干条件为：首先加热至60度烘干2小时，然后再加热至110度烘干2小时；自然冷却后研磨粉碎，即得到六氟锆酸锂粉末。上述方法制备得到的六氟锆酸锂粉末的纯度为97.8％。

2）采用氟锆酸工艺在铝合金上制备了无色的氧化锆转化膜，此膜层主要由Zr、Al的氧化物组成。结果表明，氧化锆转化膜能够作为铝合金漆前预处理，提高涂层的耐盐雾腐蚀性能。研究钒锆复合膜层的自愈性能，讨论钒锆氧化物可能存在的结合模型。在6063铝合金上获得了淡黄色且连续均匀的钛锆转化膜层，研究发现其腐蚀电位较裸6063铝合金明显降低，阴极腐蚀过程抑制明显，氧的还原反应受阻，阻碍电化学腐蚀反应的进行。采用有机硅烷协同氟锆酸在冷轧钢板上获得了复合膜层，该膜层与聚氨酯漆和环氧漆均有极好的结合力，涂层体系可通过504h的盐雾试验，具有良好的市场前。在铜基体上获得了厚度为20-30nm的氧化锆膜层。在pH值为4，温度为25℃，处理时间为90s的工艺条件下制备了耐蚀性的纳米陶瓷与金属氧化物颗粒增强的氟锆酸转化膜。此外，探究铝合金上不同预处理环氧涂层的粘附性和耐蚀性，实验结果表明聚丙烯酸与氟锆酸之间粘附性，耐蚀性。