一种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液及制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种三价铬钝化剂，具体为镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，属于金属表面处理领域。
技术背景
[0002]钢铁零件在电镀锌或热镀锌后通常都要进行钝化处理，以防止短时间内产生白锈。随着我国汽车工业的崛起，大型汽车工业对钢板需求量不断增加，同时对板材质量，环保要求也不断增高。这就需要在处理板材时既要保证一定产量又要符合各国的环保要求。传统的六价铬彩色钝化剂对环境造成严重的污染，汽车钢板表面钝化处理越来越多的采用三价铬钝化剂。而现有的三价铬钝化工艺存在产品品质不稳定，钝化液寿命低，钝化过程不易控制，钝化膜的耐蚀性较差等缺陷。生产一款产品质量稳定，能够连续化对镀锌钢板表面进行钝化处理的钝化液成为当务之急，具有广阔的市场前景。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于:提供一种经济适用、耐腐蚀性好、能够连续化对镀锌钢板表面进行钝化处理的环保型三价铬钝化剂。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]—种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，其主体成分及用量包括:硝酸铬5-10份，磷酸二氢铬10-20份，无机酸1-5份，封闭剂酸性硅溶胶5-10份，次磷酸钠0.5-2份，硝酸钴0.5-2份，络合剂有机酸0.1-2份，去离子水50-65份。
[0006]主体成分及用量优选为硝酸铬8份，磷酸二氢铬15份，磷酸4份，封闭剂酸性硅溶胶8份，次磷酸钠I份，硝酸钴I份，马来酸I份，去离子水62份。
[0007]无机酸为硝酸、硫酸、磷酸中的一种或多种，优选为磷酸。络合剂有机酸为苹果酸、柠檬酸、马来酸、葡萄糖酸中的一种或多种，优选为马来酸。
[0008]本发明采用市售的35%磷酸二氢铬水溶液及硝酸铬，为主成膜剂，并加入膜结构改良剂硝酸钴，对形成钝化膜的钝化液有活化作用，提高钝化膜耐蚀性。能在镀锌钢板表面形成致密的保护膜，成膜速度快，成膜均匀，膜结构稳定。
[0009]本发明采用的硅溶胶为市售的酸性硅溶胶，粒度10-30nm，二氧化硅含量29-31%，pH值2.0-4.0。酸性硅溶胶在钝化过程中被填充在钝化膜的骨架中，能够在金属表面与金属离子发生交联，形成新的硅网状结构的保护膜，克服了三价铬钝化无自愈能力的缺点，协同主成膜剂进一步提高镀锌钢板的耐腐蚀性。酸性硅溶胶的引入，还能提高钝化膜的附着力，改善后续的涂装性能。
[0010]本发明采用的无机酸为硝酸、硫酸、磷酸，优选为85%含量的工业磷酸，磷酸能够提供稳定的酸性环境，长时间的保证体系三价铬稳定化。并且在钝化过程中有一定的磷化效果，进一步提高了成膜的稳定性及耐腐蚀性。并和酸性硅溶胶协同提高产品的后续涂装性能。
[0011]本发明引入次磷酸钠，能显著提高钝化膜的耐蚀耐磨性能，使膜层致密均匀，膜层更加牢固。引入有机酸作为络合剂，优选马来酸。控制成膜的速度和钝化液稳定性，使工作液长时间保持良好的钝化效果。
[0012]所述的三价铬钝化剂浓缩液的制备方法，其步骤如下:
[0013]I)取一定量的去离子水，加入无机酸、有机酸充分搅拌得酸性水溶液。
[0014]2)向步骤I)中加入酸性硅溶胶、次磷酸钠、硝酸钴、充分搅拌溶解，得溶液。
[0015]3)向步骤2)中加入磷酸二氢铬、硝酸铬充分混匀，得均一墨绿色三价铬钝化剂浓缩液成品。
[0016]本发明为一种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，与现有市售三价铬相比具有如下显著优点:
[0017]1.本发明钝化剂成膜耐腐蚀性时间长，成膜均匀稳定。
[0018]2.能够用于连续化钝化处理，且体系能保持稳定。
[0019]3.1旲结构稳定，提尚后续涂装能力。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021 ] 一种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，由如下重量份的原料组成，硝酸铬8份，磷酸二氢铬15份，磷酸4份，封闭剂酸性硅溶胶8份，次磷酸钠I份，硝酸钴I份，马来酸I份，去离子水62份。
[0022]实施例2
[0023]—种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，由如下重量份的原料组成，硝酸铬7份，磷酸二氢铬20份，硝酸I份，磷酸3份，封闭剂酸性硅溶胶5份，次磷酸钠0.5份，硝酸钴2份，苹果酸2份，去呙子水61.5份。
[0024]实施例3
[0025]—种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，由如下重量份的原料组成，硝酸铬10份，磷酸二氢铬13份，硫酸4份，封闭剂酸性硅溶胶6份，次磷酸钠0.5份，硝酸钴I份，马来酸I份，柠檬酸I份，去离子水63.5份。
[0026]实施例4
[0027]—种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，由如下重量份的原料组成，硝酸铬5份，磷酸二氢铬20份，硫酸2份，磷酸3份，封闭剂酸性硅溶胶9份，次磷酸钠2份，硝酸钴0.5份，葡萄糖酸2份，去离子水56.5份。
[0028]实施例5
[0029]—种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，由如下重量份的原料组成，硝酸铬6份，磷酸二氢铬19份，硝酸2份，封闭剂酸性硅溶胶10份，次磷酸钠1.5份，硝酸钴1.5份，苹果酸0.5份，马来酸0.5份，去离子水59份.
[0030]上述实施例的制备方法:
[0031]I)取一定量的去离子水，加入无机酸、有机酸充分搅拌得酸性水溶液。
[0032]2)向步骤I)中加入酸性硅溶胶、次磷酸钠、硝酸钴、充分搅拌溶解，得溶液。
[0033]3)向步骤2)中加入磷酸二氢铬、硝酸铬充分混匀，得均一墨绿色三价铬钝化剂浓缩液成品。
[0034]上述实施例的使用方法:
[0035]本发明三价铬钝化液用去离子水配制成5-10%的浓度使用。将需要做钝化处理的钢板进行连续化辊涂喷淋或浸泡到装有钝化液的槽里，加热到20-40 °C，处理时间为30-90秒，待钝化结束后直接进行后续工序即可。
[0036]为了验证本发明的使用效果，现取实施例1进行效果验证，结果如下:
[0037]钝化膜颜色为均一的蓝白色，皮膜厚度一致，中性盐雾试验2120h。后续喷涂牢固。
[0038]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，其特征在于，其主体成分及用量如下:硝酸铬δ-?ο份 ，磷酸二氢铬10-20份，无机酸1-5份，封闭剂酸性硅溶胶5-10份，次磷酸钠0.5-2份，硝酸钴0.5-2份，络合剂有机酸0.1-2份，去离子水50-65份。2.根据权利要求1所述的镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，其特征在于，所述的镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液的主体成分及用量如下:硝酸铬8份，磷酸二氢铬15份，磷酸4份，封闭剂酸性硅溶胶8份，次磷酸钠I份，硝酸钴I份，马来酸I份，去离子水62份。3.根据权利要求1所述的镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液，其特征在于，无机酸为硝酸、硫酸、磷酸及其混合物，优选为磷酸，络合剂有机酸为苹果酸、柠檬酸、马来酸、葡萄糖酸中的一种或多种，优选为马来酸。4.一种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液的制备方法，其特征在于: 1)取一定量的去离子水，加入无机酸、有机酸充分搅拌得酸性水溶液； 2)向步骤I)中加入酸性硅溶胶、次磷酸钠、硝酸钴、充分搅拌溶解，得溶液； 3)向步骤2)中加入磷酸二氢铬、硝酸铬充分混匀，得均一墨绿色三价铬钝化剂浓缩液成品。
【专利摘要】本发明公开了一种镀锌钢板三价铬钝化剂浓缩液。其主体成分及用量包括：硝酸铬5-10份，磷酸二氢铬10-20份，无机酸1-5份，封闭剂酸性硅溶胶5-10份，次磷酸钠0.5-2份，硝酸钴0.5-2份，络合剂有机酸0.1-2份，去离子水50-65份。本发明提供的三价铬钝化剂可在汽车用热镀锌钢板表面连续不断的钝化成膜，钝化反应时间快，膜耐盐雾时间长，适用于汽车热镀锌钢板浸渍、辊涂处理工件。特别适用于连续化钝化工艺。
【IPC分类】C23C22/07, C23C22/08
【公开号】CN105586583
【申请号】CN201610143385
【发明人】李德江, 李永双
【申请人】三峡大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月11日