CN104451636A - 一种用于镀锡钢板的无铬钝化液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种用于镀锡钢板的无铬钝化液及其制备方法，属于金属表面处理技术领域，钝化液由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆5-10份、钼酸铵5-10份、柠檬酸钠3-7份、硫氯酸钾1-5份、植酸5-12份、硝酸钇1-4份、络合剂3-8份和去离子水15-24份。本发明提供的用于镀锡钢板的无铬钝化液，为达到传统含铬钝化液优良的耐蚀性能，以钼酸铵、柠檬酸钠、植酸和硝酸钇为溶液体系，在溶液体系中加入磷酸锆，提高钝化液的机械强度，避免对外界压力对镀锡层造成的损害，且纳米磷酸锆具有较好的稳定性和耐腐蚀性能，因此，钝化液的耐腐蚀性能得到提升，加入络合剂，与金属离子形成络合物，提高了其抗氧化性能和稳定性。

Description

一种用于镀锡钢板的无铬钝化液及其制备方法

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，特别涉及一种用于镀锡钢板的无铬钝化液及该钝化液的制备方法。

背景技术

钝化液是一种能使金属表面呈钝态的溶液，一般用于镀锌、镀镉和其他镀层的镀后处理，目的是在镀层表面形成能阻止金属正常反应的表面状态，提高其抗蚀性，并增加产品美观。

镀锡是在金属表面沉积一层金属锡层，因锡柔软，容易焊接，且具有导电性能良好和防止刮伤的性能，广泛用于电器、不锈钢和电子元件等的加工。在钢板上镀锡，即是利用锡的特性，提高钢板的性能。钢板上的镀锡层，实际上并不完整，存在很多空隙，这样暴露在空气之中或者在酸性介质中，容易形成电位差，导致出现电池效应，锡被腐蚀，随着空隙越来越大越来越多，锡被腐蚀和溶解的越来越快，导致尚失了其性能。因此，镀锡钝化，是一种十分必要的手段。

目前国内的金属表面处理工业进行钝化处理时，一般常采用高浓度或中浓度的铬酸盐溶液进行镀锌层的钝化，来提高镀层的耐蚀性能。但铬酸盐极毒，会产生六价铬污染对环境和人们的身体健康造成严重伤害。因此，铬酸的使用受到限制，现今人们纷纷寻找其替代品，一方面要符合环保要求，更为主要的是，能够达到使用铬酸钝化的性能。

申请号为201210445665.4 的专利文献“一种用于处理镀锡钢板的无铬钝化液”，公开了一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，其pH值为3～4，且包括：含有硅、钛和锆的至少其中之一的无机化合物，且硅、钛和锆的含量均为0.1～20g/L；含有铝、钒、锰、钴、镍和钼的至少其中之一的金属化合物，且铝、钒、锰、钴、镍和钼的含量均为0.1～20g/L；水溶性树脂，且其含量为0.1～20g/L；用以将钝化液的pH值调为3～4的酸；余量为水和其他不可避免的杂质。

由此可知，该技术方案是以金属化合物、无机化合物的酸性液体和水溶性树脂构成的无铬钝化液，其性能根选择的酸的不同，而呈现出不同，且其金属离子和其他元素之间的作用较小，形成的钝化膜性能并不稳定，影响了其耐腐蚀性能和附着性能。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种用于镀锡钢板的无铬钝化液及其制备方法。

本发明的技术方案：一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆5-10份、钼酸铵5-10份、柠檬酸钠3-7份、硫氯酸钾1-5份、植酸5-12份、硝酸钇1-4份、络合剂3-8份和去离子水15-24份。

作为优选，所述络合剂为硫代硫酸盐或亚硫酸盐。 

更优地，所述络合剂为硫代硫酸盐。

更优地，所述络合剂为硫代硫酸钠。

作为优选，所述钝化液由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆6-9份、钼酸铵6-9份、柠檬酸钠5-7份、硫氯酸钾2-4份、植酸6-10份、硝酸钇2-3份、络合剂5-8份和去离子水16-22份。

更优地，所述钝化液由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆7-8份、钼酸铵7-9份、柠檬酸钠6-7份、硫氯酸钾3-4份、植酸7-9份、硝酸钇2-3份、络合剂5-7份和去离子水18-22份。

更优地，所述钝化液由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆8份、钼酸铵8份、柠檬酸钠7份、硫氯酸钾3份、植酸8份、硝酸钇3份、络合剂6份和去离子水20份。

一种用于镀锡钢板的无铬钝化液的制备方法，制备步骤如下：

（1）将钼酸铵、柠檬酸钠、硫氯酸钾、植酸和硝酸钇加入到去离子水中，水浴加热，温度65-80℃，边加边搅拌，混合均匀后得到混合溶液；

（2）将纳米磷酸锆超声分散到上述混合溶液中，待混合均匀之后，加入络合剂，不断搅拌；

（3）将步骤（2）得到的混合液放入真空环境下静置2-9h，即得到用于镀锡钢板的无铬钝化液。

有益效果：本发明提供的用于镀锡钢板的无铬钝化液，为达到传统含铬钝化液优良的耐蚀性能，以钼酸铵、柠檬酸钠、植酸和硝酸钇为溶液体系，在溶液体系中加入磷酸锆，提高钝化液的机械强度，避免对外界压力对镀锡层造成的损害，且纳米磷酸锆具有较好的稳定性和耐腐蚀性能，因此，钝化液的耐腐蚀性能得到提升，加入络合剂，与金属离子形成络合物，提高了其抗氧化性能和稳定性。

因此，本发明提供用于镀锡钢板的无铬钝化液，能够在镀锡层表面形成一层稳定的钝化膜，且钝化膜具有一定的机械强度和良好的耐蚀性能，是一种理想的镀锡用钝化液。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解， 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例 1：

一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆6份、钼酸铵5份、柠檬酸钠3份、硫氯酸钾1份、植酸5份、硝酸钇1份、硫代硫酸钠3份和去离子水15份。

根据本发明提供的制备方法制备上述用于镀锡钢板的无铬钝化液，制备步骤如下：

（1）将钼酸铵、柠檬酸钠、硫氯酸钾、植酸和硝酸钇加入到去离子水中，水浴加热，温度65℃，边加边搅拌，混合均匀后得到混合溶液；

（2）将纳米磷酸锆超声分散到上述混合溶液中，待混合均匀之后，加入硫代硫酸钠，不断搅拌；

（3）将步骤（2）得到的混合液放入真空环境下静置2h，即得到用于镀锡钢板的无铬钝化液。

实施例 2：

一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆10份、钼酸铵10份、柠檬酸钠7份、硫氯酸钾5份、植酸12份、硝酸钇4份、亚硫酸盐8份和去离子水24份。

根据本发明提供的制备方法制备上述用于镀锡钢板的无铬钝化液，制备步骤如下：

（1）将钼酸铵、柠檬酸钠、硫氯酸钾、植酸和硝酸钇加入到去离子水中，水浴加热，温度80℃，边加边搅拌，混合均匀后得到混合溶液；

（2）将纳米磷酸锆超声分散到上述混合溶液中，待混合均匀之后，加入亚硫酸盐，不断搅拌；

（3）将步骤（2）得到的混合液放入真空环境下静置9h，即得到用于镀锡钢板的无铬钝化液。

实施例 3：

一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆7份、钼酸铵7份、柠檬酸钠3份、硫氯酸钾2份、植酸7份、硝酸钇2份、硫代硫酸钠5份和去离子水17份。

根据本发明提供的制备方法制备上述用于镀锡钢板的无铬钝化液，制备步骤如下：

（1）将钼酸铵、柠檬酸钠、硫氯酸钾、植酸和硝酸钇加入到去离子水中，水浴加热，温度70℃，边加边搅拌，混合均匀后得到混合溶液；

（2）将纳米磷酸锆超声分散到上述混合溶液中，待混合均匀之后，加入硫代硫酸钠，不断搅拌；

（3）将步骤（2）得到的混合液放入真空环境下静置4h，即得到用于镀锡钢板的无铬钝化液。

实施例4：

一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆9份、钼酸铵79、柠檬酸钠7份、硫氯酸钾4份、植酸9份、硝酸钇3份、硫代硫酸盐7份和去离子水22份。

根据本发明提供的制备方法制备上述用于镀锡钢板的无铬钝化液，制备步骤如下：

（1）将钼酸铵、柠檬酸钠、硫氯酸钾、植酸和硝酸钇加入到去离子水中，水浴加热，温度75℃，边加边搅拌，混合均匀后得到混合溶液；

（2）将纳米磷酸锆超声分散到上述混合溶液中，待混合均匀之后，加入硫代硫酸盐，不断搅拌；

（3）将步骤（2）得到的混合液放入真空环境下静置5h，即得到用于镀锡钢板的无铬钝化液。

实施例5：

一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆8份、钼酸铵8份、柠檬酸钠7份、硫氯酸钾3份、植酸8份、硝酸钇3份、硫代硫酸钠6份和去离子水20份。

根据本发明提供的制备方法制备上述用于镀锡钢板的无铬钝化液，制备步骤如下：

（1）将钼酸铵、柠檬酸钠、硫氯酸钾、植酸和硝酸钇加入到去离子水中，水浴加热，温度75℃，边加边搅拌，混合均匀后得到混合溶液；

（2）将纳米磷酸锆超声分散到上述混合溶液中，待混合均匀之后，加入硫代硫酸钠，不断搅拌；

（3）将步骤（2）得到的混合液放入真空环境下静置5h，即得到用于镀锡钢板的无铬钝化液。

根据申请号为201210445665.4 的专利文献“一种用于处理镀锡钢板的无铬钝化液”公开的技术方案制备无铬钝化液，为对照组1，以传统铬酸盐钝化液为对照组2；测定上述具体实施方式和对照组钝化液的耐蚀性能。

对实施例1-5和对照组进行中性盐雾腐蚀试验，氯化钠浓度为1.0%，盐水pH为6.5，试样摆放角度为30°，时间96h，结果如表1所示：

表1钝化液的耐蚀性能测试

由上表可知，实施例1-5经96h的中性盐雾腐蚀试验后，基本没有腐蚀，与对照组2耐蚀性能相当，对照组1的耐蚀性能较差。

由此可知，本发明提供的钝化液具有较好的耐蚀性能，是传统铬酸盐钝化液的优良替代品。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，其特征在于，由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆5-10份、钼酸铵5-10份、柠檬酸钠3-7份、硫氯酸钾1-5份、植酸5-12份、硝酸钇1-4份、络合剂3-8份和去离子水15-24份。

2.根据权利要求1所述的用于镀锡钢板的无铬钝化液，其特征在于：所述络合剂为硫代硫酸盐或亚硫酸盐。

3.根据权利要求2所述的用于镀锡钢板的无铬钝化液，其特征在于：所述络合剂为硫代硫酸盐。

4.根据权利要求3所述的用于镀锡钢板的无铬钝化液，其特征在于：所述络合剂为硫代硫酸钠。

5.根据权利要求1所述的用于镀锡钢板的无铬钝化液，其特征在于，所述钝化液由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆6-9份、钼酸铵6-9份、柠檬酸钠5-7份、硫氯酸钾2-4份、植酸6-10份、硝酸钇2-3份、络合剂5-8份和去离子水16-22份。

6.根据权利要求5所述的用于镀锡钢板的无铬钝化液，其特征在于，所述钝化液由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆7-8份、钼酸铵7-9份、柠檬酸钠6-7份、硫氯酸钾3-4份、植酸7-9份、硝酸钇2-3份、络合剂5-7份和去离子水18-22份。

7.根据权利要求6所述的用于镀锡钢板的无铬钝化液，其特征在于，所述钝化液由以下质量份数的各个组分制备而成：纳米磷酸锆8份、钼酸铵8份、柠檬酸钠7份、硫氯酸钾3份、植酸8份、硝酸钇3份、络合剂6份和去离子水20份。

8.一种根据权利要求1所述的用于镀锡钢板的无铬钝化液的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

（1）将钼酸铵、柠檬酸钠、硫氯酸钾、植酸和硝酸钇加入到去离子水中，水浴加热，温度65-80℃，边加边搅拌，混合均匀后得到混合溶液；

（2）将纳米磷酸锆超声分散到上述混合溶液中，待混合均匀之后，加入络合剂，不断搅拌；

（3）将步骤（2）得到的混合液放入真空环境下静置2-9h，即得到用于镀锡钢板的无铬钝化液。