一种环保型不锈钢钝化液及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及金属表面处理技术领域，具体的涉及一种环保型不锈钢钝化液。
【背景技术】：
[0002] 不锈钢由于优良的力学性能、机械加工性能和耐腐蚀性能而得到广泛的应用，然 而，不锈钢并非绝对不锈，侵蚀性阴离子（如C1 )存在时，不锈钢就会发生危险的局部腐 蚀，由此可能造成经济损失、环境污染、甚至人身损害。研究显示不锈钢表面经过钝化处理 后其耐腐蚀性得到大幅度提高。
[0003] 传统的不锈钢钝化，浓硝酸、浓硫酸、铬酸等强氧化剂存在较高的安全隐患，且操 作条件要求苛刻。随着法规对硝酸盐用量的限制，用于钝化的硝酸基配方正逐渐被替代。柠 檬酸对铁的活性比铬的活性强，能有效地从不锈钢表面去除铁，而双氧水具有强氧化性能， 使不锈钢表面更好的形成稳定的氧化膜，因此采用柠檬酸双氧水体系对不锈钢进行钝化处 理具有良好的发展前景。但是柠檬酸双氧水体系形成的钝化膜附着力差，且防腐性能不好， 外部的水分和气体易渗入到镀层表面，且钝化层的涂装性能不好。
[0004] 中国专利（201310641412. 9)公开了一种梓檬酸环境友好钝化液配方，包括梓檬 酸、双氧水、稳定剂和缓蚀剂，其中稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、二盐基硬脂 酸铅之一或组合，缓蚀剂为苯骈三氮唑、水溶性巯基苯骈噻唑、甲基苯骈三氮唑之一或组 合。该钝化液配方可以有效在镀层表面形成镀膜，起到良好保护的作用，但是其与镀层的附 着力较差，且含有铅，对环境有一定的危害。
[0005] 中国专利（200810154249. 2)公开了一种不锈钢钝化液的体积配方，包括3%柠檬 酸、10%的双氧水和5 %的乙醇，该钝化液所采用钝化工艺简单，安全性高，钝化成本低，但 是其防腐性差，寿命短。
[0006] 中国专利（201310270280. 3)公开了一种铜合金表面钝化液，包括柠檬酸、植酸、 磷酸二氢钙、氨基三甲叉膦酸、丙烯酰胺、三氯杂茂、聚乙二醇、双氧水、氯化铈、氯化镧和 水，该钝化液不含污染环境和影响人体健康的物质，且钝化效果优良，适用范围广，但是钝 化膜的涂装性能不好，且易老化。
【发明内容】
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[0007] 本发明的目的是提供一种环保型不锈钢钝化液，其钝化效果好，钝化膜与镀层的 结合力强，且钝化膜的涂装性能好，有一定的耐紫外线性能和抗菌性，且该钝化液无有毒物 质，对环境和人体无害。
[0008] 本发明的另一个目的是提供该不锈钢钝化液的制备方法。
[0009] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0010] 一种环保型不锈钢钝化液，以重量份计，包括以下组分：
[0011] 梓檬酸1CK25份，水杨酸5-15份，
[0012] 双氧水50-80份，柠檬酸钠20-30份，
[0013] 纳米二氧化钛溶胶5-8份，
[0014] 稳定剂5-15份，缓蚀剂5-10份，
[0015] 钼酸钠5-12份，去离子水50-100份。
[0016] 作为上述技术方案的优选，一种环保型不锈钢钝化液，以重量份计，包括以下组 分：
[0017] 柠檬酸20份，水杨酸15份，
[0018] 双氧水75份，柠檬酸钠20份，
[0019] 纳米二氧化钛溶胶7份，
[0020] 稳定剂10份，缓蚀剂8份，
[0021] 钼酸钠8份，去离子水100份。
[0022] 作为上述技术方案的优选，所述稳定剂为脂肪酸钠、脂肪酸钙、海藻酸钠中的一种 或多种混合。
[0023] 脂肪酸钠、脂肪酸钙和海藻酸钠作为稳定剂，无毒，且价格低廉，可以有效降低钝 化液的表面张力，使其稳定性更好。且海藻酸钠可以有效提高钝化液的成膜性，使得钝化后 形成的膜具有一定的耐指纹性能。
[0024] 作为上述技术方案的优选，所述缓蚀剂为苯甲酸钠、硅酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚羧 酸钠中的一种或多种混合。
[0025] 缓蚀剂与稳定剂复合用于钝化液时，可以有效提高钝化膜与镀层的结合力。
[0026] 一种环保型不锈钢钝化液的制备方法，包括以下步骤：
[0027] (1)将环己烷、三乙胺混合搅拌均勾，然后加入油酸，搅拌5-10min，然后以 1. 15-2. 5mL/min的速度加入钛酸四丁酯，搅拌20-30min后，得到浅黄色溶液，转移至高压 釜中，160-180°C下，反应20-40h，冷却至室温，得到纳米氧化钛溶胶；
[0028] (2)向步骤（1)得到的纳米氧化钛溶胶中加入柠檬酸、水杨酸、双氧水、柠檬酸钠 和钼酸钠，2000-5000转/分的状态下搅拌10-20min，继续加入稳定剂、缓蚀剂和去离子水， 200-400W的功率下，超声20-30min，得到环保型不锈钢钝化液。
[0029] 作为上述技术方案的优选，步骤（1)中，所述环己烷、三乙胺、油酸、钛酸四丁酯的 体积比为50:10:1:1-3。
[0030] 钛酸四丁酯的添加速度需要严格控制，其可以影响制备的纳米氧化钛的粒径大 小，从而影响其性能，制备的纳米氧化钛的粒径越小，其抗菌能力越好，抗紫外线功能越好， 且钝化液的防腐性能越好。钛酸四丁酯与油酸的体积比会影响到纳米氧化钛溶胶的稳定 性，从而影响钝化液的性能。
[0031] 作为上述技术方案的优选，步骤（1)中，所述反应的温度为180°C，所述反应的时 间为20h，反应温度和时间都会影响纳米氧化钛的粒径大小。
[0032] 作为上述技术方案的优选，步骤（2)中，所述搅拌的的转速为3000转/分，所述搅 拌的时间为20min。
[0033] 作为上述技术方案的优选，步骤（2)中，所述超声的功率为400W，所述超声的时间 为30min。超声功率和时间会影响到钝化液的稳定性，从而影响其性能。
[0034] 本发明具有以下有益效果：
[0035] 本发明采用柠檬酸、水杨酸、双氧水作为钝化液主要组成部分，同时添加纳米氧化 钛溶胶，钝化液烘干后会固化成凝胶，其与镀层具有较强的附着力；该钝化液可以有效防止 外部的水分和气体渗入到镀层，具有良好的防腐能力；
[0036] 纳米氧化钛可以吸收一定的紫外线，且在光照条件下，可以发生电子跃迀，生成羟 基自由基等基团，可以杀死细菌，使得制备得到的钝化液具有一定的抗菌能力；
[0037] 该钝化液钝化效果好，钝化工艺简单，可在常温下进行，且其无毒，在制备过程中 无有毒物质释放，制备方法简单，原料价廉易得，制备成本低。
【具体实施方式】：
[0038] 为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解 释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
[0039] 实施例1
[0040] 一种环保型不锈钢钝化液，以重量份计，包括以下组分：
[0041 ] 柠檬酸10份，水杨酸5份，
[0042] 双氧水50份，柠檬酸钠20份，
[0043] 纳米二氧化钛溶胶5份，
[0044] 稳定剂5份，缓蚀剂5份，
[0045] 钼酸钠5份，去离子水50份。
[0046] 其制备方法包括以下步骤：
[0047] (1)将50mL环己烧、10mL三乙胺混合搅拌均勾，然后加入lmL油酸，搅拌5min，然 后以1. 15mL/min的速度加入lmL钛酸四丁酯，搅拌20min后，得到浅黄色溶液，转移至高压 釜中，160°C下，反应20h，冷却至室温，得到纳米氧化钛溶胶；
[0048] (2)向步骤（1)得到的纳米氧化钛溶胶中加入柠檬酸、水杨酸、双氧水、柠檬酸钠 和钼酸钠，2000转/分的状态下搅拌lOmin，继续加入稳定剂、缓蚀剂和去离子水，200W的功 率下，超声20min，得到环保型不锈钢钝化液。
[0049] 实施例2
[0050] -种环保型不锈钢钝化液，以重量份计，包括以下组分：
[0051] 梓檬酸25份，水杨酸15份，
[0052] 双氧水80份，柠檬酸钠30份，
[0053] 纳米二氧化钛溶胶8份，
[0054] 稳定剂15份，缓蚀剂10份，
[0055] 钼酸钠12份，去离子水100份。
[0056] 其制备方法包括以下步骤：
[0057] (1)将50mL环己烧、10mL三乙胺混合搅拌均勾，然后加入lmL油酸，搅拌lOmin，然 后以2. 5mL/min的速度加入3mL钛酸四丁酯，搅拌30min后，得到浅黄色溶液，转移至高压 釜中，180°C下，反应40h，冷却至室温，得到纳米氧化钛溶胶；
[0058] (2)向步骤（1)得到的纳米氧化钛溶胶中加入柠檬酸、水杨酸、双氧水、柠檬酸钠 和钼酸钠，5000转/分的状态下搅拌20min，继续加入稳定剂、缓蚀剂和去离子水，400W的功 率下，超声30min，得到环保型不锈钢钝化液。
[0059] 实施例3
[0060] -种环保型不锈钢钝化液，以重量份计，包括以下组分：
[0061 ] 柠檬酸13份，水杨酸7份，
[0062] 双氧水60份，柠檬酸钠22份，
[0063] 纳米二氧化钛溶胶