一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂及其制备方法与流程

本发明涉及无铬钝化剂，具体涉及一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂及其制备方法。

背景技术：

1、无铬钝化剂是一种无色透明的液体，由锆、硅主盐、成膜促进剂、稳定剂、ph调节剂组成，不含重金属铬、铅镉及其它有害有机物，无铬钝化剂是一种环保产品，专门用于处理铝及合金铝及镀锌产品耐腐蚀抗氧化处理，既可以用于喷淋也可用于浸渍，能为有机涂层提供极好的基体。

2、中国专利号为cn105951081a的“一种环保型铝合金无铬钝化剂及其制备方法”，组分及各组分质量份数如下：硅酸钠10～20份，硝酸锌5～15份，钨酸钠2～6份，硼酸1～6份，丙烯酸树脂8～16份，水性聚氨酯2～8份，二乙醇胺4～8份，甲基三乙氧基硅烷1～5份，葡萄糖0.2～0.8份，正硅酸乙酯3～7份，氧化剂2～5份，缓蚀剂1～4份，水30～60份。钝化剂中无铬无氟，安全无毒，对环境无污染，且能迅速在合金表面形成钝化膜，膜层均匀致密，能提高铝合金的耐腐蚀性和表面渗层的气密性。

3、现有的工业生产中，为了提高镀锌层的耐蚀性，通常要对其进行钝化处理，传统的铬酸盐钝化处理液含有对人体及环境极为有害的六价铬，其钝化处理过程中会产生污染；另外目前单独使用无机钝化技术或有机钝化技术，其耐腐蚀性均无法达到铬钝化效果，从源头上通过对无铬钝化剂配方进行优化，以便得到耐蚀性良好的无铬钝化膜是十分必要的。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明在于提供一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂，以解决上述背景技术提出的现有的工业生产中，为了提高镀锌层的耐蚀性，通常要对其进行钝化处理，传统的铬酸盐钝化处理液含有对人体及环境极为有害的六价铬，其钝化处理过程中会产生污染；另外目前单独使用无机钝化技术或有机钝化技术，其耐腐蚀性均无法达到铬钝化效果的问题，本发明通过最优配方硫酸亚铈50g/l、柠檬酸钠15g/l、硝酸钴20g/l，可以使所得钝化膜平整、均匀且光亮，有效提升镀锌板的抗腐蚀性，同时以复合硅烷偶联剂、钼酸铵、单宁酸和纳米硅溶胶制作的无铬钝化剂，经过无铬钝化后的镀锌板表面可以形成致密的钝化膜，从而使无铬钝化后的镀锌板具有良好的抗腐蚀性能，同时没有镀锌颗粒、微观裂纹和划痕等表面缺陷，采用本发明制备的环保无铬钝化剂，可以有效降低表面电子的传输效率，提高镀锌板的耐腐蚀性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂，包含有硅烷偶联剂10-15重量份、钼酸铵2-7重量份、单宁酸3-7重量份、纳米硅5-10重量份、硫酸亚铈1-7重量份，柠檬酸钠2-9重量份，硝酸钴10-15重量份、硅酸钠10-20重量份、钨酸钠1-5重量份、丙烯酸树脂10-25重量份、水性聚氨酯1-6重量份、二乙醇胺2-7重量份、去离子水20-60重量份。

3、本发明进一步设置为：还包含有葡萄糖0.1-0.5重量份、氧化剂2-9重量份、缓蚀剂1-5重量份。

4、本发明进一步设置为：所述硫酸亚铈浓度为50g/l，柠檬酸钠浓度为15g/l，硝酸钴浓度为20g/l。

5、本发明进一步设置为：所述氧化剂为高锰酸钾或者氯酸钾，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

6、一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂的制备方法，包括以下步骤：

7、s1、制备浓缩混合料a；

8、s2、制备浓缩混合料b；

9、s3、将浓缩混合料a和浓缩混合料b搅拌得到环保无铬钝化剂。

10、本发明进一步设置为：在步骤s1中，制备浓缩混合料a，包括以下步骤：

11、s11、将硅烷偶联剂、硅酸钠、硫酸亚铈、柠檬酸钠、硝酸钴和葡萄糖加入1/2质量份的去离子水中，并且使其均溶解在去离子水中；

12、s12、向上述溶液中依次加入钼酸铵、单宁酸、氧化剂和纳米硅；

13、s13、搅拌溶解得浓缩混合料a。

14、本发明进一步设置为：所述硅烷偶联剂与去离子水的比例为0.002～0.15g：1ml，硅酸钠与去离子水的比例为0.007～0.3g：1ml，钼酸铵与去离子水的比例为0.002～0.05ml：1ml，氧化剂与去离子水的比例为0.003～0.4g：1ml。

15、本发明进一步设置为：在步骤s2中，制备浓缩混合料b，包括以下步骤：

16、s21、将剩余的去离子水与丙烯酸树脂、水性聚氨酯、二乙醇胺混合；

17、s22、向上述溶液中加入缓冲剂，并且将混合溶液加热至60-90℃，并以100-300rpm的速度搅拌20-60min，冷却至室温后，得到浓缩混合料b。

18、本发明进一步设置为：所述丙烯酸树脂与去离子水的比例为0.001～0.25g：1ml，水性聚氨酯与去离子水的比例为0.002～0.25g：1ml，二乙醇胺与去离子水的比为0.003～0.1g：1ml。

19、本发明进一步设置为：在步骤s3中，将浓缩混合料a和浓缩混合料b搅拌得到环保无铬钝化剂，包括以下步骤：

20、s31、将浓缩混合料a和浓缩混合料b根据1：3的体积比混合；

21、s32、用酸或碱调节ph值为2.0～6.0，再加热至20℃～60℃，以500-800rpm的速度搅拌120-180min，得到环保无铬钝化剂。

22、有益效果

23、采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下

24、有益效果：

25、本发明所制作的一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂，得到较优的钝化剂配方为：通过最优配方硫酸亚铈50g/l、柠檬酸钠15g/l、硝酸钴20g/l，并采用最优配方在ph1.5和温度20-30℃的条件下对镀锌层处理15s，这样可以使所得钝化膜平整、均匀且光亮，同时可以有效提升镀锌板的抗腐蚀性；

26、同时以复合硅烷偶联剂、钼酸铵、单宁酸和纳米硅溶胶制作的无铬钝化剂，在之后的镀锌板表面制备无铬钝化膜，经过无铬钝化后的镀锌板表面可以形成致密的钝化膜，从而使无铬钝化后的镀锌板具有良好的抗腐蚀性能，同时没有镀锌颗粒、微观裂纹和划痕等表面缺陷，采用本发明制备的环保无铬钝化剂，可以使无铬钝化膜rs、rpf、rpo和相位角的数值均有提升，能有效降低表面电子的传输效率，提高镀锌板的耐腐蚀性。

技术特征：

1.一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂，其特征在于，包含有硅烷偶联剂10-15重量份、钼酸铵2-7重量份、单宁酸3-7重量份、纳米硅5-10重量份、硫酸亚铈1-7重量份，柠檬酸钠2-9重量份，硝酸钴10-15重量份、硅酸钠10-20重量份、钨酸钠1-5重量份、丙烯酸树脂10-25重量份、水性聚氨酯1-6重量份、二乙醇胺2-7重量份、去离子水20-60重量份。

2.根据权利要求1所述的具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂，其特征在于，还包含有葡萄糖0.1-0.5重量份、氧化剂2-9重量份、缓蚀剂1-5重量份。

3.根据权利要求1所述的具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂，其特征在于，所述硫酸亚铈浓度为50g/l，柠檬酸钠浓度为15g/l，硝酸钴浓度为20g/l。

4.根据权利要求2所述的具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂，其特征在于，所述氧化剂为高锰酸钾或者氯酸钾，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

5.一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂的制备方法，其特征在于，使用了根据权利要求1-4中任一项所述的一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂的制作方法，其特征在于，在步骤s1中，制备浓缩混合料a，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂与去离子水的比例为0.002～0.15g：1ml，硅酸钠与去离子水的比例为0.007～0.3g：1ml，钼酸铵与去离子水的比例为0.002～0.05ml：1ml，氧化剂与去离子水的比例为0.003～0.4g：1ml。

8.根据权利要求5所述的一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，制备浓缩混合料b，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸树脂与去离子水的比例为0.001～0.25g：1ml，水性聚氨酯与去离子水的比例为0.002～0.25g：1ml，二乙醇胺与去离子水的比为0.003～0.1g：1ml。

10.根据权利要求5所述的一种具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，将浓缩混合料a和浓缩混合料b搅拌得到环保无铬钝化剂，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及无铬钝化剂技术领域，具体涉及具有高耐腐蚀性能的环保无铬钝化剂及其制作方法：包含有硅烷偶联剂10‑15重量份、钼酸铵2‑7重量份、单宁酸3‑7重量份、纳米硅5‑10重量份、硫酸亚铈1‑7重量份。本发明通过最优配方硫酸亚铈50g/L、柠檬酸钠15g/L、硝酸钴20g/L，可以使所得钝化膜平整、均匀且光亮，有效提升镀锌板的抗腐蚀性，同时以复合硅烷偶联剂、钼酸铵、单宁酸和纳米硅溶胶制作的无铬钝化剂，经过无铬钝化后的镀锌板表面可以形成致密的钝化膜，从而使无铬钝化后的镀锌板具有良好的抗腐蚀性能，同时没有镀锌颗粒、微观裂纹和划痕等表面缺陷，采用本发明制备的环保无铬钝化剂，可以有效降低表面电子的传输效率，提高镀锌板的耐腐蚀性。

技术研发人员：赵敏,庞希,陶俊
受保护的技术使用者：重庆瑜煌电力设备制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13