一种金属表面无铬钝化液及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种金属表面无铬钝化液及其制备方法，所述无铬钝化液组成如下：水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、水性硅烷、有机酸、过氧化氢溶液、钼酸盐、钨酸盐、二氨基二氮杂茂、磷酸、及余量的水。制备方法：将计算量的水性硅烷、钼酸盐和钨酸盐加入到一半计算量的水中，搅拌至完全溶解，备用；将计算量的水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂及二氨基二氮杂茂加入剩下一半计算量的水中，搅拌均匀，备用；将两种溶液混合，加入有机酸、过氧化氢溶液及磷酸，继续搅拌，即得金属表面无铬钝化液。本发明制得的金属表面无铬钝化液降低了对环境的污染，耐腐蚀性能优良，且还具备耐高温、耐指纹的优点。
【专利说明】一种金属表面无铬钝化液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种钝化液，具体涉及一种金属表面无铬钝化液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 金属表面处理可以有效地提高钢铁的防腐效果，但由于环境潮湿，处理层容易被 空气氧化而腐蚀，导致金属表面出现锈迹，生成腐蚀物，或金属表面变成暗灰色，影响其表 面光泽，故对金属进行钝化很有必要。目前在金属防腐中应用最广泛的是铬酸盐钝化处理。 其最显著的优点是：生产工艺简单，经济成本低，抗蚀性能优等。用铬酸盐处理后的氧化物 膜层主要是铬/基体金属的混合，膜层中铬的形态以Cr6+和Cr3+为主。目前市场上三价铬 钝化，也被称为是无铬钝化。实际上三价铬钝化液及钝化产品中亦有危害，这是因为三价铬 离子会进一步被氧化成六价铬离子，六价铬有毒，而且致癌；此外，三价铬离子本身也有一 定毒性。因此，开发低毒、环保的铬酸盐钝化液的替代品刻不容缓。
[0003] 中国专利CN 101353792 B公开了一种无铬钝化液，用有效含量为35?40g的有 机酸、20?25g无机盐、0. 8?Ig表面处理剂、4?5g氧化剂以及余量的水和无机酸配制成 1升pH值为2?5的钝化液。该技术方案制得的钝化液虽然耐腐蚀性较好，但存在不耐高 温、不耐指纹的缺陷。
[0004] 中国专利CN 102337532 B公开了一种镀锌层表面的无铬钝化液，每升所述的无 铬钝化液组成如下：20?IOOg由金属元素形成的盐、5?50g水性硅烷、2?IOg配位剂、 10?120g纳米填料、1?5g氧化剂、5?50g成膜助剂以及余量的水。该技术方案制得的 无铬钝化液虽然耐高温、耐指纹，但耐腐蚀性较差。
【发明内容】
[0005] 基于上述信息，本发明的目的在于提供一种环保无毒，耐腐蚀性好且耐高温、耐指 纹的金属表面无铬钝化液及其制备方法。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] -种金属表面无铬钝化液，每升所述的无铬钝化液组成如下：水溶性环氧树脂 15?20g，水溶性丙烯酸树脂10?15g，水性硅烷5?10g，有机酸10?20g，过氧化氢溶 液3?5g，钥酸盐2?8g，鹤酸盐2?8g，二氨基二氮杂茂0? 5?Ig,磷酸0? 5?Ig及余 量的水。
[0008] 所述水性娃烧为氣基娃烧、环氧基娃烧、疏丙基娃烧或乙稀基娃烧中的一种或两 种以上的混合物。
[0009] 所述有机酸为柠檬酸、植酸或单宁酸中的一种或两种以上的混合物。
[0010] 所述有机酸是有柠檬酸、植酸及单宁酸按质量比为3?6 :1 :1组成的混合物。
[0011] 所述过氧化氢溶液的浓度为20?50wt%。
[0012] 所述钥酸盐为磷钥酸铵或钥酸钠。
[0013] 所述钨酸盐为钨酸钠或钨酸钙。
[0014] 所述无铬钝化液的pH值为1?3。
[0015] 一种金属表面无铬钝化液的制备方法，包括如下步骤：
[0016] (1)将计算量的水性硅烷、钥酸盐和钨酸盐加入到一半计算量的水中，搅拌至完全 溶解，备用；
[0017] (2)将计算量的水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂及二氨基二氮杂茂加入剩下 一半计算量的水中，搅拌均匀，备用；
[0018] (3)在800?2000rpm的搅拌速度下将步骤（1)制备的溶液缓慢滴加至步骤（2) 制得的溶液中，滴加完毕后，加入有机酸、过氧化氢溶液及磷酸，继续搅拌20?30min，即得 金属表面无铬钝化液。
[0019] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0020] (1)不含六价铬，降低了对环境的污染；
[0021] (2)耐腐蚀性能优良，接近六价铬钝化剂的效果，且还具备耐高温、耐指纹的优点。
[0022] (3)制备方法简单，易实现工业生产。
【具体实施方式】
[0023] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0024] 实施例1
[0025] -种金属表面无铬钝化液，每升所述的无铬钝化液组成如下：水溶性环氧树脂 15g，水溶性丙烯酸树脂10g，氨基硅烷5g，柠檬酸6g，植酸2g，单宁酸2g，过氧化氢溶液3g， 磷钥酸铵2g，钨酸钠8g，二氨基二氮杂茂0. 5g，磷酸Ig及余量的水。
[0026] 制备方法包括如下步骤：
[0027] (1)将计算量的氨基硅烷、磷钥酸铵和钨酸钠加入到一半计算量的水中，搅拌至完 全溶解，备用；
[0028] (2)将计算量的水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂及二氨基二氮杂茂加入剩下 一半计算量的水中，搅拌均匀，备用；
[0029] (3)在SOOrpm的搅拌速度下将步骤（1)制备的溶液缓慢滴加至步骤⑵制得的溶 液中，滴加完毕后，加入柠檬酸、植酸、单宁酸、过氧化氢溶液及磷酸，继续搅拌20?30min， 即得金属表面无铬钝化液。
[0030] 实施例2
[0031] 一种金属表面无铬钝化液，每升所述的无铬钝化液组成如下：水溶性环氧树脂 17g，水溶性丙烯酸树脂12g，环氧基硅烷6g，柠檬酸8g，植酸2g，单宁酸2g，过氧化氢溶液 3g，磷钥酸铵4g，钨酸钙6g，二氨基二氮杂茂0. 6g，磷酸0. 9g及余量的水。
[0032] 制备方法包括如下步骤：
[0033] (1)将计算量的环氧基硅烷、磷钥酸铵和钨酸钙加入到一半计算量的水中，搅拌至 完全溶解，备用；
[0034] (2)将计算量的水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂及二氨基二氮杂茂加入剩下 一半计算量的水中，搅拌均匀，备用；
[0035] (3)在SOOrpm的搅拌速度下将步骤（1)制备的溶液缓慢滴加至步骤⑵制得的溶 液中，滴加完毕后，加入柠檬酸、植酸、单宁酸、过氧化氢溶液及磷酸，继续搅拌20?30min， 即得金属表面无铬钝化液。
[0036] 实施例3
[0037] -种金属表面无铬钝化液，每升所述的无铬钝化液组成如下：水溶性环氧树脂 18g，水溶性丙烯酸树脂13g，巯丙基硅烷7g，柠檬酸10g，植酸2g，单宁酸2g，过氧化氢溶液 4g，钥酸钠5g，钨酸钠5g，二氨基二氮杂茂0. 7g，磷酸0. 7g及余量的水。
[0038] 制备方法包括如下步骤：
[0039] (1)将计算量的巯丙基硅烷、钥酸钠和钨酸钠加入到一半计算量的水中，搅拌至完 全溶解，备用；
[0040] (2)将计算量的水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂及二氨基二氮杂茂加入剩下 一半计算量的水中，搅拌均匀，备用；
[0041] (3)在SOOrpm的搅拌速度下将步骤（1)制备的溶液缓慢滴加至步骤⑵制得的溶 液中，滴加完毕后，加入柠檬酸、植酸、单宁酸、过氧化氢溶液及磷酸，继续搅拌20?30min， 即得金属表面无铬钝化液。
[0042] 实施例4
[0043] 一种金属表面无铬钝化液，每升所述的无铬钝化液组成如下：水溶性环氧树脂 19g，水溶性丙烯酸树脂14g，乙烯基硅烷9g，柠檬酸12g，植酸2g，单宁酸2g，过氧化氢溶液 5g，磷钥酸铵6g，钨酸钙4g，二氨基二氮杂茂0. 9g，磷酸0. 6g及余量的水。
[0044] 制备方法包括如下步骤：
[0045] (1)将计算量的乙烯基硅烷、磷钥酸铵和钨酸钙加入到一半计算量的水中，搅拌至 完全溶解，备用；
[0046] (2)将计算量的水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂及二氨基二氮杂茂加入剩下 一半计算量的水中，搅拌均匀，备用；
[0047] (3)在SOOrpm的搅拌速度下将步骤（1)制备的溶液缓慢滴加至步骤⑵制得的溶 液中，滴加完毕后，加入柠檬酸、植酸、单宁酸、过氧化氢溶液及磷酸，继续搅拌20?30min， 即得金属表面无铬钝化液。
[0048] 实施例5
[0049] 一种金属表面无铬钝化液，每升所述的无铬钝化液组成如下：水溶性环氧树脂 20g，水溶性丙烯酸树脂15g，乙烯基硅烷10g，柠檬酸20g，过氧化氢溶液5g，钥酸钠8g，钨酸 钠2g，二氨基二氮杂茂lg，磷酸0. 5g及余量的水。
[0050] 制备方法包括如下步骤：
[0051] (1)将计算量的乙烯基硅烷、钥酸钠和钨酸钠加入到一半计算量的水中，搅拌至完 全溶解，备用；
[0052] (2)将计算量的水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂及二氨基二氮杂茂加入剩下 一半计算量的水中，搅拌均匀，备用；
[0053] (3)在SOOrpm的搅拌速度下将步骤（1)制备的溶液缓慢滴加至步骤⑵制得的溶 液中，滴加完毕后，加入柠檬酸、植酸、单宁酸、过氧化氢溶液及磷酸，继续搅拌20?30min， 即得金属表面无铬钝化液。
[0054] 性能测试结果见表1 :
[0055] :表1金属表面无铬钝化液质量指标
[0056]
【权利要求】
1. 一种金属表面无铬钝化液，其特征在于，每升所述的无铬钝化液组成如下：水溶性 环氧树脂15~20g，水溶性丙烯酸树脂l(Tl5g，水性硅烷5~10g，有机酸l(T20g，过氧化氢溶 液:T5g，钥酸盐2~8g，钨酸盐2~8g，二氨基二氮杂茂0. 5~lg，磷酸0. 5~lg及余量的水。
2. 根据权利要求1所述的一种金属表面无铬钝化液，其特征在于，所述水性硅烷为氨 基娃烧、环氧基娃烧、疏丙基娃烧或乙稀基娃烧中的一种或两种以上的混合物。
3. 根据权利要求1所述的一种金属表面无铬钝化液，其特征在于，所述有机酸为柠檬 酸、植酸或单宁酸中的一种或两种以上的混合物。
4. 根据权利要求3所述的一种金属表面无铬钝化液，其特征在于，所述有机酸是有柠 檬酸、植酸及单宁酸按质量比为3~6 :1 :1组成的混合物。
5. 根据权利要求1所述的一种金属表面无铬钝化液，其特征在于，所述过氧化氢溶液 的浓度为20?50wt%。
6. 根据权利要求1所述的一种金属表面无铬钝化液，其特征在于，所述钥酸盐为磷钥 酸铵或钥酸钠。
7. 根据权利要求1所述的一种金属表面无铬钝化液，其特征在于，所述钨酸盐为钨酸 纳或鹤酸隹丐。
8. 根据权利要求1所述的一种金属表面无铬钝化液，其特征在于，所述无铬钝化液的 pH值为1~3。
9. 权利要求1所述的一种金属表面无铬钝化液的制备方法，其特征在于，包括如下步 骤： (1) 将计算量的水性硅烷、钥酸盐和钨酸盐加入到一半计算量的水中，搅拌至完全溶 解，备用； (2) 将计算量的水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂及二氨基二氮杂茂加入剩下一半 计算量的水中，搅拌均匀，备用； (3) 在80(T2000rpm的搅拌速度下将步骤（1)制备的溶液缓慢滴加至步骤（2)制得的 溶液中，滴加完毕后，加入有机酸、过氧化氢溶液及磷酸，继续搅拌2(T30min，即得金属表面 无铬钝化液。
【文档编号】C23C22/42GK104451637SQ201410648305
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】尤为 申请人:无锡伊佩克科技有限公司