CN105543825A - 一种复配表面活性剂型钝化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复配表面活性剂型钝化剂及其制备方法以及其在不锈钢表面钝化行为的应用，每升钝化剂中含有10-90ml硝酸、10-80g氟化钾、30-80ml双氧水、2-10g硝酸铈、1-8g氯化镧、0.01-1g复合表面活性剂、余量的蒸馏水；所述的复合表面活性剂由吐温-80、十二烷基硫酸钠(SDS)组成，按质量比计算，即吐温-80：SDS为1:1；其制备方法即先将吐温-80与SDS按比例复配，然后依次将硝酸、氟化钾、双氧水、硝酸铈、氯化镧、复合表面活性剂加入蒸馏水中溶解，即得到复配表面活性剂型钝化剂；本发明同现有技术相比，该钝化剂用于不锈钢工件表面钝化即形成耐腐蚀、耐氧化性能优良的钝化膜层。

Description

一种复配表面活性剂型钝化剂及其制备方法和应用

[技术领域]

本发明涉及钝化剂技术领域，具体地说是一种复配表面活性剂型钝化剂及其制备方法以及其在不锈钢表面钝化行为的应用。

[背景技术]

不锈钢是重要的工业材料，具有优良的力学强度及良好的机械性能，且能自钝化而具有较好的耐腐蚀性。因此被广泛地用于现代家电、厨房用具、纺织工业、办公用品、汽车工业、仪器，甚至化工设备、建筑，船舶等恶劣环境。但其自身形成的钝化膜不是很完整，尤其是在恶劣的环境中还是会被严重腐烛的，同时随着人们生活水平的提高以及审美观的发展，人们在追求不锈钢良好的机械耐腐蚀等性能要求的同时，开始对不锈钢的性能提出了装饰性、艺术性等发展需要。

关于钝化液的组成，传统的硝酸钝化工艺具有处理方法简单、效果好、获得的钝化膜薄等优点。但未能够有效的提升不锈钢表面钝化膜耐腐蚀、耐氧化性能。因此，若能提升不锈钢表面钝化膜的耐腐蚀、耐氧化性能，将具有极其重要的实际意义。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种复配表面活性剂型钝化剂及其制备方法以及其在不锈钢表面钝化行为的应用，该复合表面活性剂的制备方法及用途解决了现有技术中不锈钢表面耐腐蚀、耐氧化性能不高的技术问题。

为实现上述目的设计一种复配表面活性剂型钝化剂，所述钝化剂每升沉积液中由如下组分组成：

作为优选，所述复合表面活性剂由吐温-80、十二烷基硫酸钠(SDS)组成，所述吐温-80与十二烷基硫酸钠(SDS)的质量比为1:1。

本发明另一方面还涉及上述复配表面活性剂型钝化剂的制备方法，包括以下步骤：按照重量比和体积比分别称取或者量取硝酸、氟化钾、双氧水、硝酸铈、氯化镧、复合表面活性剂，依次加入到蒸馏水中溶解，即得到复配表面活性剂型钝化剂。

本发明的另一个目的是上述复配表面活性剂型钝化剂在不锈钢表面形成不含高价铬、不会对人体产生危害、且耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜的应用。

该复配表面活性剂型钝化剂在不锈钢表面形成不含高价铬、不会对人体产生危害、且耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜的方法，包括以下步骤：

(1)不锈钢工件表面进行预处理的步骤：将不锈钢工件放入蒸馏水中清洗，然后用砂纸磨光除污，采用二氧化硅悬浮液进行抛光，在乙醇溶液中进行超声波清洗；接着用盐酸溶液进行清洗，除去表面氧化膜；最后用蒸馏水进行清洗；

(2)将配好的复配表面活性剂型钝化剂加热至60-80℃，然后将经步骤(1)预处理后的不锈钢工件放入到钝化剂中，钝化处理10-15min，完成之后将样品吹干，即在不锈钢表面制得不含高价铬、不会对人体产生危害、且耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明钝化剂通过加入复合表面活性剂，即吐温-80和十二烷基硫酸钠复配，融合了非离子和阴离子表面活性剂优点，提高了氟化钾在钝化液中的溶解能力，降低了钝化层表面粗糙度，提高了钝化效率；

(2)同时，本发明加入硝酸铈和氯化镧，能够保持膜层的完整性，并具有较高的覆盖度，加入稀土钝化工艺简单铈系、镧系无机盐是无毒，生产操作安全，工艺废液可直接排放，不会污染环境；而且，我国稀土资源比较丰富，原料来源广，对金属表面处理工业发展有巨大的帮助；

(3)采用本发明钝化后的试样和传统的硝酸钝化后的试样进行耐盐雾腐蚀性测试和抗高温氧化性能测试，经对比可发现本发明钝化后样品的耐盐雾腐蚀性能和抗高温氧化性能有较大提升；其中，耐盐雾腐蚀性能测试条件为40℃，3.5％NaCl水溶液；抗高温氧化性能测试条件为170℃。

[具体实施方式]

本发明提供了一种复配表面活性剂型钝化剂，该钝化剂每升沉积液中由如下组分组成：硝酸10-90ml、氟化钾10-80g、双氧水30-80ml、硝酸铈2-10g、氯化镧1-8g、复合表面活性剂0.01-1g、余量为蒸馏水。该复配表面活性剂型钝化剂的制备方法，包括以下步骤：按照重量比和体积比分别称取或者量取硝酸、氟化钾、双氧水、硝酸铈、氯化镧、复合表面活性剂，依次加入到蒸馏水中溶解，即得到复配表面活性剂型钝化剂。

其中，复合表面活性剂由吐温-80、十二烷基硫酸钠(SDS)组成，按质量比计算，吐温-80与十二烷基硫酸钠(SDS)的质量比为1:1。其制备方法即先将吐温-80与SDS按比例复配，然后依次将硝酸、氟化钾、双氧水、硝酸铈、氯化镧、复合表面活性剂加入蒸馏水中溶解，即得到新型无铬钝化剂。

该复配表面活性剂型钝化剂在不锈钢表面形成不含高价铬、不会对人体产生危害、且耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜的应用。采用该复配表面活性剂型钝化剂在不锈钢表面形成不含高价铬、不会对人体产生危害、且耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜的方法，包括以下步骤：(1)不锈钢工件表面进行预处理的步骤：将不锈钢工件放入蒸馏水中清洗，然后用砂纸磨光除污，采用二氧化硅悬浮液进行抛光，在乙醇溶液中进行超声波清洗；接着用盐酸溶液进行清洗，除去表面氧化膜；最后用蒸馏水进行清洗；(2)将配好的复配表面活性剂型钝化剂加热至60-80℃，然后将经步骤(1)预处理后的不锈钢工件放入到钝化剂中，钝化处理10-15min，完成之后将样品吹干，即在不锈钢表面制得不含高价铬、不会对人体产生危害、且耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜。

下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的描述,但本发明并不限于下述实施例。

本发明各实施例中所用的各种原料，如无特殊说明，均为市售。

实施例1

一种复配表面活性剂型钝化剂，每升沉积液中由如下组分组成：

按照重量比和体积比分别称取或者量取硝酸、氟化钾、双氧水、硝酸铈、氯化镧、复合表面活性剂，依次加入到蒸馏水中溶解，即得到用于制备不锈钢表面不含高价铬，不会对人体产生危害，且耐腐蚀、耐氧化性能优秀钝化膜的钝化剂。

实施例2

将实施例1所得的复配表面活性剂型钝化剂应用于不锈钢表面以形成钝化层，具体包括如下步骤：

(1)不锈钢表面预处理

将不锈钢放入蒸馏水中清洗，然后用砂纸磨光除污，采用二氧化硅悬浮液进行抛光，在乙醇溶液中进行超声波清洗；接着用盐酸溶液进行清洗，除去表面氧化膜；最后用蒸馏水进行清洗；

(2)将配好的钝化剂加热至60℃，然后将步骤(1)经预处理后的不锈钢钢工件放入到钝化液中，钝化处理10min，完成之后将样品吹干，即在不锈钢表面制得不含高价铬，不会对人体产生危害，且耐腐蚀、耐氧化性能优良的钝化膜A。

实施例3

一种复配表面活性剂型钝化剂，每升沉积液中由如下组分组成：

按照重量比和体积比分别称取或者量取硝酸、氟化钾、双氧水、硝酸铈、氯化镧、复合表面活性剂，依次加入到蒸馏水中溶解，即得到用于制备不锈钢表面不含高价铬，不会对人体产生危害，且耐腐蚀、耐氧化性能优秀钝化膜的钝化剂。

实施例4

将实施例3所得的复配表面活性剂型钝化剂应用于不锈钢表面以形成钝化层，具体包括如下步骤：

(1)不锈钢表面预处理

将不锈钢放入蒸馏水中清洗，然后用砂纸磨光除污，采用二氧化硅悬浮液进行抛光，在乙醇溶液中进行超声波清洗；接着用盐酸溶液进行清洗，除去表面氧化膜；最后用蒸馏水进行清洗；

(2)将配好的钝化液加热至70℃，然后将步骤(1)经预处理后的不锈钢钢工件放入到钝化液中，钝化处理13min，完成之后将样品吹干，即在不锈钢表面制得不含高价铬，不会对人体产生危害，且耐腐蚀、耐氧化性能优良的钝化膜B。

实施例5

一种复配表面活性剂型钝化剂，每升沉积液中由如下组份组成：

按照重量比和体积比分别称取或者量取硝酸、氟化钾、双氧水、硝酸铈、氯化镧、复合表面活性剂，依次加入到蒸馏水中溶解，即得到用于制备不锈钢表面不含高价铬，不会对人体产生危害，且耐腐蚀、耐氧化性能优秀钝化膜的钝化剂。

实施例6

将实施例5所得的复配表面活性剂型钝化剂应用于不锈钢表面以形成钝化层，具体包括如下步骤：

(1)不锈钢表面预处理

将不锈钢放入蒸馏水中清洗，然后用砂纸磨光除污，采用二氧化硅悬浮液进行抛光，在乙醇溶液中进行超声波清洗；接着用盐酸溶液进行清洗，除去表面氧化膜；最后用蒸馏水进行清洗；

(2)将配好的钝化液加热至80℃，然后将步骤(1)经预处理后的不锈钢钢工件放入到钝化液中，钝化处理15min，完成之后将样品吹干，即在不锈钢表面制得不含高价铬，不会对人体产生危害，且耐腐蚀、耐氧化性能优良的钝化膜C。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种复配表面活性剂型钝化剂，其特征在于，所述钝化剂每升沉积液中由如下组分组成：

2.如权利要求1所述的复配表面活性剂型钝化剂，其特征在于：所述复合表面活性剂由吐温-80、十二烷基硫酸钠(SDS)组成，所述吐温-80与十二烷基硫酸钠(SDS)的质量比为1:1。

3.一种如权利要求1或2所述的复配表面活性剂型钝化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照重量比和体积比分别称取或者量取硝酸、氟化钾、双氧水、硝酸铈、氯化镧、复合表面活性剂，依次加入到蒸馏水中溶解，即得到复配表面活性剂型钝化剂。

4.如权利要求1或2所述的复配表面活性剂型钝化剂在不锈钢表面形成不含高价铬、不会对人体产生危害、且耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜的应用。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)不锈钢工件表面进行预处理的步骤：将不锈钢工件放入蒸馏水中清洗，然后用砂纸磨光除污，采用二氧化硅悬浮液进行抛光，在乙醇溶液中进行超声波清洗；接着用盐酸溶液进行清洗，除去表面氧化膜；最后用蒸馏水进行清洗；

(2)将配好的复配表面活性剂型钝化剂加热至60-80℃，然后将经步骤(1)预处理后的不锈钢工件放入到钝化剂中，钝化处理10-15min，完成之后将样品吹干，即在不锈钢表面制得不含高价铬、不会对人体产生危害、且耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜。