CN106756942A - 一种不锈钢用无铬钝化液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢用无铬钝化液，涉及一种钝化液，具体由下列物质制成：钼酸盐、钨酸盐、单宁酸、植酸、硅烷偶联剂、稀土硫酸盐、纳米改性填料、助剂、水。本发明制得的钝化液具有环保、无强烈刺激性气味、无毒性的特点，能显著降低对人员和环境的危害，并有效的降低了生产成本，使用的钝化速度较现有同类产品提高了35%左右，且处理后的不锈钢耐腐特性更佳，使用价值较高。

Description

一种不锈钢用无铬钝化液

技术领域

本发明涉及一种钝化液，具体涉及一种不锈钢用无铬钝化液。

背景技术

不锈钢在加工过程中会造成表面缺陷，腐蚀隐患，出现黑色氧化皮和其它金属化合物、黄色焊缝及冷拔时的油脂等，为了提高不锈钢的外观和耐蚀性，加工后的不锈钢必须进行酸洗钝化处理。长期以来,人们对不锈钢表面钝化处理主要采用铬酸盐钝化法,金属表面上形成的铬酸盐钝化膜对基体金属有良好的防腐蚀作用,其钝化工艺成熟,成本低廉,故得到广泛的应用。然而铬酸盐有剧毒有致癌性,在钝化工艺过程中产生的气雾对工人健康有害,常期使用铬钝化的产品会严重影响人类身体健康,钝化工艺排出的废水污染环境，随着人们环保意识逐日增强，亟需对钝化液的安全环保性能进行改善。

发明内容

本发明旨在提供一种不锈钢用无铬钝化液。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种不锈钢用无铬钝化液，由如下重量份的物质制成：

13~16份钼酸盐、6~9份钨酸盐、3~5份单宁酸、4~6份植酸、1~3份硅烷偶联剂、2~4份稀土硫酸盐、0.5~1份纳米改性填料、3~5份助剂、1000~1200份水；所述助剂由如下重量份的物质组成：15~20份脂肪醇聚氧乙烯醚、6~10份聚乙二醇辛基苯基醚、3~5份甲基丙烯酸树脂、2~4份环氧树脂、2~5份琉基苯并噻唑、1~4份木质素磺酸钠；所述纳米改性填料由如下重量份的物质制成：4~6份纳米二氧化硅、1~2份纳米碳化钛。

进一步的，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550或硅烷偶联剂kh560中的一种。

进一步的，所述纳米改性填料的制备方法包括如下步骤：

（1）先将纳米二氧化硅和纳米碳化钛共同混合放入质量分数为13%的磷酸溶液中浸泡处理4~6min，取出后再放入质量分数为7%的氢氧化钠溶液中浸泡处理2~4min，最后用去离子水冲洗干净后备用；

（2）将步骤（1）处理后的纳米二氧化硅和纳米碳化钛放入表面改性液中，加热保持表面改性液温度为45~47℃，不断搅拌处理1~2h后取出干燥后即可；所述表面改性液中各成分及对应的重量百分比为：2~3%失水山梨醇酯、3~4%高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、1~2%丙烯腈、0.5~1%三聚磷酸钠、0.2~0.4%硬脂酸锌，余量为水。改性处理后的纳米填料表面活性得到很好改善，具有良好的相容性和分散性，同时又能与复合钝化膜间形成紧密的长链螯合结构，进一步增强了不锈钢的耐腐特性。

一种不锈钢用无铬钝化液的制备方法，包括如下步骤：

（1）先将钼酸盐、钨酸盐、单宁酸、植酸同水共同混合，加热保持温度为38~40℃，不断搅拌处理20~25min后得混合液A备用；

（2）将硅烷偶联剂、稀土硫酸盐、助剂与步骤（1）所得的混合液A混合，保持常温常压条件，以800~1000转/分钟的转速搅拌至均匀后得混合液B备用；

（3）将纳米改性填料加入到步骤（2）所得的混合液B中，超声分散均匀后即可。

本发明具有如下有益效果：

本发明以钼酸盐、钨酸盐、单宁酸、植酸为主要钝化成分，合理搭配的几种物质在不锈钢表面上形成了复杂的复合钝化膜，改善了传统单一使用钼酸盐钝化时钝化膜易出现应力开裂的现象，添加的助剂能有效协同主钝化成分，增强了复合钝化膜的致密性，有效增强了其缓蚀能力，同时添加了一定量的纳米改性填料，可有效填充复合钝化膜间的微孔，使膜层更加致密，增强了复合钝化膜的自愈性和耐蚀性。最终在各成分的配合作用下，本发明制得的钝化液具有环保、无强烈刺激性气味、无毒性的特点，能显著降低对人员和环境的危害，并有效的降低了生产成本，使用的钝化速度较现有同类产品提高了35%左右，且处理后的不锈钢耐腐特性更佳，使用价值较高。

具体实施方式

实施例1

一种不锈钢用无铬钝化液，由如下重量份的物质制成：

13份钼酸盐、6份钨酸盐、3份单宁酸、4份植酸、1份硅烷偶联剂、2份稀土硫酸盐、0.5份纳米改性填料、3份助剂、1000份水；所述助剂由如下重量份的物质组成：15份脂肪醇聚氧乙烯醚、6份聚乙二醇辛基苯基醚、3份甲基丙烯酸树脂、2份环氧树脂、2份琉基苯并噻唑、1份木质素磺酸钠；所述纳米改性填料由如下重量份的物质制成：4份纳米二氧化硅、1份纳米碳化钛。

进一步的，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。

进一步的，所述纳米改性填料的制备方法包括如下步骤：

（1）先将纳米二氧化硅和纳米碳化钛共同混合放入质量分数为13%的磷酸溶液中浸泡处理5min，取出后再放入质量分数为7%的氢氧化钠溶液中浸泡处理3min，最后用去离子水冲洗干净后备用；

（2）将步骤（1）处理后的纳米二氧化硅和纳米碳化钛放入表面改性液中，加热保持表面改性液温度为46℃，不断搅拌处理1.5h后取出干燥后即可；所述表面改性液中各成分及对应的重量百分比为：2.5%失水山梨醇酯、3.5%高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、1.5%丙烯腈、0.8%三聚磷酸钠、0.3%硬脂酸锌，余量为水。

一种不锈钢用无铬钝化液的制备方法，包括如下步骤：

（1）先将钼酸盐、钨酸盐、单宁酸、植酸同水共同混合，加热保持温度为39℃，不断搅拌处理23min后得混合液A备用；

（2）将硅烷偶联剂、稀土硫酸盐、助剂与步骤（1）所得的混合液A混合，保持常温常压条件，以920转/分钟的转速搅拌至均匀后得混合液B备用；

（3）将纳米改性填料加入到步骤（2）所得的混合液B中，超声分散均匀后即可。

实施例2

一种不锈钢用无铬钝化液，由如下重量份的物质制成：

15份钼酸盐、8份钨酸盐、4份单宁酸、5份植酸、2份硅烷偶联剂、3份稀土硫酸盐、0.8份纳米改性填料、4份助剂、1100份水；所述助剂由如下重量份的物质组成：18份脂肪醇聚氧乙烯醚、9份聚乙二醇辛基苯基醚、4份甲基丙烯酸树脂、3份环氧树脂、4份琉基苯并噻唑、2份木质素磺酸钠；所述纳米改性填料由如下重量份的物质制成：5份纳米二氧化硅、1.5份纳米碳化钛。其余方法步骤同实施例1。

实施例3

一种不锈钢用无铬钝化液，由如下重量份的物质制成：

16份钼酸盐、9份钨酸盐、5份单宁酸、6份植酸、3份硅烷偶联剂、4份稀土硫酸盐、1份纳米改性填料、5份助剂、1200份水；所述助剂由如下重量份的物质组成：20份脂肪醇聚氧乙烯醚、10份聚乙二醇辛基苯基醚、5份甲基丙烯酸树脂、4份环氧树脂、5份琉基苯并噻唑、4份木质素磺酸钠；所述纳米改性填料由如下重量份的物质制成：6份纳米二氧化硅、2份纳米碳化钛。其余方法步骤同实施例1。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例1相比，其成分中不含有助剂，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例2

本对比实施例2与实施例2相比，不对纳米二氧化硅和纳米碳化钛做任何改性处理，即用等质量份的普通纳米二氧化硅和纳米碳化钛取代，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例3

本对比实施例3与实施例3相比，其成分中不含有钨酸盐、单宁酸、植酸和稀土硫酸盐，除此外的方法步骤均相同。

对照组

现有市售的不锈钢钝化液。

为了对比本发明效果，将同一批不锈钢板材试样随机分为七组，分别用上述七种方式对应的钝化液进行钝化处理，除钝化液种类不同外，其余方法条件均相同，然后对钝化处理后的不锈钢板材试样进行中性盐雾试验，具体按照GB/T 10125-1997的方式进行，喷雾过程中观察试样表面是否有白色腐蚀产物,当样品表面出现白锈,说明试样表面的钝化膜已失效，以此评价钝化耐腐的特性，具体对比数据如下表1所示：

表1

	平均抗白锈时长（h）
		实施例1	551
实施例2	560
		实施例3	557
对比实施例1	480
		对比实施例2	513
对比实施例3	466
		对照组	422

由上表1可以看出，本发明钝化液处理后的不锈钢防腐蚀特性得到显著提升，保证了使用的质量，推广价值较高。

Claims (4)

1.一种不锈钢用无铬钝化液，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

13~16份钼酸盐、6~9份钨酸盐、3~5份单宁酸、4~6份植酸、1~3份硅烷偶联剂、2~4份稀土硫酸盐、0.5~1份纳米改性填料、3~5份助剂、1000~1200份水；所述助剂由如下重量份的物质组成：15~20份脂肪醇聚氧乙烯醚、6~10份聚乙二醇辛基苯基醚、3~5份甲基丙烯酸树脂、2~4份环氧树脂、2~5份琉基苯并噻唑、1~4份木质素磺酸钠；所述纳米改性填料由如下重量份的物质制成：4~6份纳米二氧化硅、1~2份纳米碳化钛。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢用无铬钝化液，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550或硅烷偶联剂kh560中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种不锈钢用无铬钝化液，其特征在于，所述纳米改性填料的制备方法包括如下步骤：

（1）先将纳米二氧化硅和纳米碳化钛共同混合放入质量分数为13%的磷酸溶液中浸泡处理4~6min，取出后再放入质量分数为7%的氢氧化钠溶液中浸泡处理2~4min，最后用去离子水冲洗干净后备用；

（2）将步骤（1）处理后的纳米二氧化硅和纳米碳化钛放入表面改性液中，加热保持表面改性液温度为45~47℃，不断搅拌处理1~2h后取出干燥后即可；所述表面改性液中各成分及对应的重量百分比为：2~3%失水山梨醇酯、3~4%高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、1~2%丙烯腈、0.5~1%三聚磷酸钠、0.2~0.4%硬脂酸锌，余量为水。

4.一种如权利要求1所述的不锈钢用无铬钝化液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）先将钼酸盐、钨酸盐、单宁酸、植酸同水共同混合，加热保持温度为38~40℃，不断搅拌处理20~25min后得混合液A备用；

（2）将硅烷偶联剂、稀土硫酸盐、助剂与步骤（1）所得的混合液A混合，保持常温常压条件，以800~1000转/分钟的转速搅拌至均匀后得混合液B备用；

（3）将纳米改性填料加入到步骤（2）所得的混合液B中，超声分散均匀后即可。