一、锆系无铬处理剂在铝无铬钝化中的应用
背景
2003年2月13日，欧盟委员会颁布了《关于电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》（rohs）以后，欧美各国纷纷出台相关法律、规定，自2006年7月1日起，投放欧盟市场的电子电气产品中不得含铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚等六种有害物质。
禁止使用六价铬是因其毒性和致癌因素对生产者和使用者身体造成伤害，且严重污染环境。在此之前，世界各国的法律中已经对其排放标准有严格规定。
相对于其他五种有害物质而言，禁止使用六价铬对铝及其合金的加工行业影响最大。因为铝及其合金的表面处理中的铬化成膜工艺大量使用了六价铬，而且这种工艺广泛应用于建材、汽车、家电、机电、玩具和食品包装行业。
铬化成膜工艺的发展过程
铝及其合金的铬化成膜工艺，就是金属（铝及其合金）在适当的条件（温度、浓度和时间）下与铬化剂发生化学反应（通常是通过浸泡或喷淋的方式），在金属表面生成与基体有一定结合力的，致密的，不溶性氧化膜的工艺。可直接用作金属保护层或作为粘附丙烯酸聚合膜或氟碳涂层的转化膜应用于涂装工艺的前处理。
以六价铬为主要成份的铬化成膜工艺在20世纪60年代的欧美已经成熟并大量应用，国内则是在90年代才得到广泛的推广。当前仍是世界各国主要的表面处理技术之一。
大约在十年前，欧美各国纷纷意识到六价铬对人体和环境的危害，转而致力于研究开发六价铬处理液的替代品。出现了磷铬化成膜工艺和锆系无铬钝化工艺等新技术。目前应用较为广泛的是以铬酸和磷酸为主要成份的磷铬化处理液。其在金属表面所形成的磷铬盐氧化膜中虽然已经完全消除了六价铬，但由于处理液中仍使用了部分的六价铬盐，对环境仍有一定的影响。 以氟锆酸盐为主要成份的无铬钝化工艺虽然与磷铬化成膜工艺同时出现，但由于技术仍不够成熟，实际使用效果不理想和成本过高而没有马上被广泛应用。直到2003年2月13日，欧盟的rohs指令出台以后，才被重新重视。台山市科美金属表面处理技术有限公司（前台山市科美化学工业有限公司）就是在这段时间里与马来西亚discovery sdn bhd公司一起，对已有的配方进行改良，开发出新型锆系无铬处理剂-- alcoat 103，并且在新加坡和马来西亚多家公司投入使用。
alcoat 103无铬处理剂的工艺流程
alcoat 103可按照要求使用于浸泡式和喷淋式流水生产线（见表1），典型的操作流程如下：
用alkleen 23除油 → 清水冲洗 → 用aletch ac腐蚀 → 清水冲洗 → 用alcoat 103处理 →清水冲洗 → 干燥
表1：操作参数
浓度 温度 时间 压力
浸泡工艺 40-60 g/l 30-45℃ 1-3 min ---
喷淋工艺 20-30 g/l 30-45℃ 1-2 min 1-1.5 kg/cm2
alcoat 103在实际使用中的效果也非常明显，表2是其中的部分检测结果（所有的数据均为广东省台山市金桥铝厂提供）。
表2：检测结果
检测项目 检查结果
失重试验 16-18mg/ ft2 (2 min)
20mg/ ft2 (3 min)
盐雾试验 合格
前冲击试验 合格
后冲击试验 合格
结论
虽然在成本等方面有待进一步改善，但就目前的试验效果和使用效果而言，alcoat 103无铬处理剂完全符合各种生产的需要。不失为应对欧盟rohs指令的好办法之一。