一种电解锰用无铬钝化液及电解锰钝化方法
【专利摘要】本发明涉及金属锰防氧化【技术领域】，具体地，本发明涉及一种电解锰用无铬钝化液及电解锰钝化方法。本发明的电解锰用无铬钝化液，配方按重量百分比为：主钝化剂0.01%~1%，助溶剂0.01%~0.5%，缓蚀剂0.05%~1%，光亮剂0.07%~2%，余量为水。本发明的钝化液处理后的金属锰在较好保证原有色泽、具有良好钝化效果的前提下，产品质量符合国家生产标准。该钝化剂无毒无害、操作简单、成本低廉，具有较强的工业推广意义。
【专利说明】一种电解锰用无铬钝化液及电解锰钝化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属锰防氧化【技术领域】，具体地，本发明涉及一种电解锰用无铬钝化液及电解锰钝化方法。
【背景技术】
[0002]新电解生成的锰容易在空气中被氧化变色而影响产品的外观和质量。为了防止电解金属锰片的氧化，工业中常用重铬酸钾对其进行钝化处理。该方法操作简单、成本低廉，处理后的锰具有良好的表面色泽和较强的耐蚀性。然而，铬酸盐钝化过程所产生的废液及钝化形成的钝化膜均含有对危害人体健康和污染环境的Cr (VI)。随着环保意识的增强，许多国家都已严令限制铬酸盐钝化工艺的使用，科技工作者也在积极开发能够替代铬酸盐钝化的新型金属锰用钝化剂。专利申请号为200610018760.0，发明名称为“一种用于电解金属锰表面处理的钝化剂及其制备方法”公开了一种以硅酸盐、助溶剂、缓蚀剂、加速剂和水等原料制备而成的新型无铬无毒用于电解金属锰片的钝化剂。专利申请号为200510086577.X，发明名称为“一种金属锰钝化液及其使用方法”公开了一种以磷酸、碱和水制备而成的金属锰用钝化液。专利申请号为201010174132.8，发明名称为“用于电解金属锰表面处理的无铬钝化剂及其制备方法”公开了含钛(IV)元素的无机盐、助溶剂、缓蚀剂、氯酸钾和水为原料配制的无铬钝化剂。然而在这些钝化剂(液)中，或存在钝化剂(液)不稳定，或因处理后金属锰表面颜色过暗，或因处理后金属锰表面耐蚀性差等原因而无法得到工业推广。迄今为止，还未见一种无铬钝化剂可以有效替代铬酸盐用于金属锰工业生产的报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，未解决上述问题，提供一种简单、高效、成本低廉、环境友好的电解锰用无铬钝化液。
[0004]本发明的另一目的是提供一种上述电解锰用无铬钝化液的制备方法。
[0005]本发明的再一目的是提供一种电解锰钝化方法。
[0006]本发明的电解锰用无铬钝化液，配方按重量百分比为:主钝化剂0.019Tl%，助溶剂0.01%~0.5%，缓蚀剂0.05%~1%，光亮剂0.07%~2%，余量为水。
[0007]根据本发明所述的电解锰用无铬钝化液，优选地，配方按重量百分比为:主钝化剂0.05%~0.5%，助溶剂0.03%~0.2%，缓蚀剂0.1%~0.7%，光亮剂0.15%~?%，余量为水。
[0008]根据本发明所述的电解锰用无铬钝化液，其中，所述主钝化剂为磷酸、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中的一种或几种，各组分可以任意比例混合。优选地，所述主钝化剂为磷酸。
[0009]根据本发明所述的电解锰用无铬钝化液，其中，所述助溶剂为柠檬酸、盐酸、硝酸或醋酸中的一种或几种，各组分可以任意比例混合。优选地，所述主钝化剂为柠檬酸和醋酸的混合物。
[0010]根据本发明所述的电解锰用无铬钝化液，其中，所述缓蚀剂为酒石酸钠、四硼酸钠、柠檬酸钠、钨酸钠、钥酸钠或亚硫酸钠中的一种 或几种，各组分可以任意比例混合。优选地，所述缓蚀剂为酒石酸钠。
[0011]根据本发明所述的电解锰用无铬钝化液，其中，所述光亮剂为硝酸钙、硝酸铝、硫酸锌或硫酸亚锡中的一种或几种，各组分可以任意比例混合。优选地，所述光亮剂为硫酸锌和硝酸钙的混合物。
[0012]本发明的制备上述电解锰用无铬钝化液的方法，是将主钝化剂和助溶剂按重量比加入水中，再向溶液中加入缓蚀剂和光亮剂，搅拌即得本发明的电解锰用无铬钝化液。
[0013]本发明的电解锰钝化方法，包括以下步骤:
[0014]I)将新制得的电解锰阴极板置于15飞(TC的上述电解锰用无铬钝化液中钝化0.1~10分钟后取出；
[0015]2)将步骤I)钝化后的电解锰阴极板用清水充分冲洗、烘干后即得到钝化后的金属猛。
[0016]本发明的电解锰用无铬钝化液的优点在于:该钝化液处理后的金属锰在较好保证原有色泽、具有良好钝化效果的前提下，产品质量符合国家生产标准。该钝化剂无毒无害、操作简单、成本低廉，具有较强的工业推广意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为钝化后的锰；其中，左图为工业试验所得重铬酸钾钝化后的锰，右图为使用本发明的电解锰用无铬钝化液钝化后的锰。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]在500公斤水中，加入2公斤主钝化剂和0.5公斤助溶剂搅拌均匀后，再向其中加入0.3公斤缓蚀剂和0.5公斤光亮剂，搅匀既得钝化液。
[0020]上述主钝化剂为磷酸；助溶剂为柠檬酸；缓蚀剂为酒石酸钠与四硼酸钠按比例I: I混合；光亮剂为硝酸钙与硝酸钙按比例1:1混合。
[0021]将新制金属锰阴极浸入升温至40度的钝化液中10秒，取出后充分水洗、烘干，既得成品。处理后的金属锰表面具有与重铬酸钾钝化后产品类似的明亮金属光泽(见图1)，耐蚀实验结果表明该方法处理的金属锰表面通过CuSO4实验的时间为10s，与重铬酸钾钝化后的金属锰表面通过CuSO4实验的时间为8s相近，说明该方法处理后的金属锰表面具有与重铬酸钾处理后的金属锰相近的耐蚀性能。产品杂质含量检测结果为:P 0.0032%, S 0.020%,C 0.0064%。该结果表明，本发明所述钝化液处理后的金属锰符合国家行业标准。
[0022]实施例2
[0023]在500公斤水中，加入0.25公斤主钝化剂和0.15公斤助溶剂搅拌均匀后，再向其中加入0.5公斤缓蚀剂和0.75公斤光亮剂，搅匀既得钝化液。
[0024]上述主钝化剂为磷酸一氢钠与磷酸二氢钠按比例1:1混合；助溶剂为盐酸；缓蚀剂为柠檬酸钠；光亮剂为硫酸锌。
[0025]将金属锰浸入60度的钝化液中I分钟，取出后充分水洗、烘干，既得成品。处理后的金属锰较实施例1表面色泽略深。耐蚀实验结果表明该方法处理的金属锰表面通过CuSO4实验的时间为6s，虽较重铬酸钾钝化后的金属锰表面耐蚀性能略低，但仍可以满足工业保存要求。产品杂质含量检测结果为=P 0.0028%, S 0.017%, C 0.0070%。该结果表明，本发明所述钝化液处理后的金属锰符合国家行业标准。
[0026]实施例3
[0027]在500公斤水中，加入2.5公斤主钝化剂和1.0公斤助溶剂搅拌均匀后，再向其中加入3.5公斤缓蚀剂和5公斤光亮剂，搅匀既得钝化液。
[0028]上述主钝化剂为磷酸；助溶剂为硝酸和醋酸按比例2:1混合；缓蚀剂为钨酸钠和钥酸钠按比例1:1混合；光亮剂为硫酸亚锡。
[0029]将金属锰浸入室温下(约15度)的钝化液中30秒，取出后充分水洗、烘干，既得成品。处理后的金属锰表面色泽较深。耐蚀实验结果表明该方法处理的金属锰表面通过CuSO4实验的时间为4s。产品杂质含量检测结果为:P 0.0048%, S 0.023%, C 0.0054%。该结果表明，本发明所述钝化液处理后的金属锰符合国家行业标准。
[0030]实施例4
[0031]在500公斤水中，加入0.05公斤主钝化剂和0.05公斤助溶剂搅拌均匀后，再向其中加入0.25公斤缓蚀剂和0.35公斤光亮剂，搅匀既得钝化液。
[0032]上述主钝化剂为磷酸；助溶剂为柠檬酸和醋酸按比例2:1混合；缓蚀剂为酒石酸钠；光亮剂为硫酸锌与硝酸钙按比例2:1混合。
[0033]将金属锰浸入室温下(约15度)的钝化液中30秒，取出后充分水洗、烘干，既得成品。处理后的金属锰表面色泽较深。耐蚀实验结果表明该方法处理的金属锰表面通过CuSO4实验的时间为4s。产品杂质含量检测结果为:P 0.0034%, S 0.027%, C 0.0026%，该结果表明，本发明所述钝化液处理后的金属锰符合国家行业标准。
[0034]实施例5
[0035]在500公斤水中，加入5公斤主钝化剂和2.5公斤助溶剂搅拌均匀后，再向其中加入5公斤缓蚀剂和10公斤光亮剂，搅匀既得钝化液。
[0036]上述主钝化剂为磷酸一氢钠与磷酸二氢钠按比例2:1混合；助溶剂为硝酸和醋酸按比例1:1混合；缓蚀剂为酒石酸钠；光亮剂为硝酸钙。
[0037]将新制金属锰阴 极浸入升温至40度的钝化液中10秒，取出后充分水洗、烘干，既得成品。处理后的金属锰表面具有与重铬酸钾钝化后产品类似的明亮金属光泽，耐蚀实验结果表明该方法处理的金属锰表面通过CuSO4实验的时间为8s，与重铬酸钾钝化后的金属锰表面通过CuSO4实验的时间为8s相近，说明该方法处理后的金属锰表面具有与重铬酸钾处理后的金属锰相近的耐蚀性能。产品杂质含量检测结果为:P 0.0031%, S 0.0034%, C0.0021%。该结果表明，本发明所述钝化液处理后的金属锰符合国家行业标准。
【权利要求】
1.一种电解锰用无铬钝化液，其特征在于，所述无铬钝化液配方按重量百分比为，主钝化剂0.01%~1%，助溶剂0.01%~0.5%，缓蚀剂0.05%~1%，光亮剂0.07%~2%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的电解锰用无铬钝化液，其特征在于，所述无铬钝化液配方按重量百分比为，主钝化剂0.05%~0.5%，助溶剂0.03%~0.2%，缓蚀剂0.1%~0.7%，光亮剂0.15%~?%，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的电解锰用无铬钝化液，其特征在于，所述主钝化剂为磷酸、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的电解锰用无铬钝化液，其特征在于，所述主钝化剂为磷酸。
5.根据权利要求1或2所述的电解锰用无铬钝化液，其特征在于，所述助溶剂为柠檬酸、盐酸、硝酸或醋酸中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的电解锰用无铬钝化液，其特征在于，所述助溶剂为柠檬酸和醋酸的混合物。
7.根据权利要求1或2所述的电解锰用无铬钝化液，其特征在于，所述缓蚀剂为酒石酸钠、四硼酸钠、柠檬酸钠、钨酸钠、钥酸钠或亚硫酸钠中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的电解锰用无铬钝化液，其特征在于，所述缓蚀剂为酒石酸钠。
9.根据权利要求1或2所述的电解锰用无铬钝化液，其特征在于，所述光亮剂为硝酸钙、硝酸铝、硫酸锌或硫酸亚锡中的一种或几种。
10.根据权利要求9所述的电解锰用无铬钝化液，其特征在于，所述光亮剂为硫酸锌和硝酸钙的混合物。
11.一种制备权利要求1 所述电解锰用无铬钝化液的方法，所述方法包括将主钝化剂和助溶剂按重量比加入水中，再向溶液中加入缓蚀剂和光亮剂，搅拌的步骤。
12.一种电解锰钝化方法，所述方法包括以下步骤: O将新制得的电解锰阴极板置于15飞(TC的权利要求1所述的无铬钝化液中钝化0.1~10分钟后取出； 2)将步骤I)钝化后的电解锰阴极 板用清水充分冲洗、烘干后，得到钝化后的金属锰。
【文档编号】C23C22/07GK103805979SQ201210439032
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月6日 优先权日:2012年11月6日
【发明者】段东平, 陈思明, 韩宏亮, 周娥, 李婷 申请人:中国科学院过程工程研究所