CN107740087A - 一种金属锰无铬钝化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种金属锰无铬钝化剂及其制备方法和应用，其中，金属锰无铬钝化剂包括直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2‑吗啉乙磺酸类化合物；所述直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2‑吗啉乙磺酸类化合物的质量比为1：(1～6)：(0.1～8)：(0.5～5)。该金属锰无铬钝化剂钝化效果好、环保、稳定性好、具备自我修复性，可用于金属锰制品的钝化。该钝化剂可通过将上述各组分按比例直接混合制备，或者先将过量直链疏水性脂肪酸依次经酯化、磺化、中和以及漂白，形成脂肪酸或脂肪酸盐与脂肪酸甲酯磺酸盐的混合物，再添加可溶性铈盐和2‑吗啉乙磺酸类化合物制备得到。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种金属锰无铬钝化剂及其制备方法和应用。
背景技术
锰是钢铁工业的基本原料之一。“无锰不成钢”，锰可以显著改善钢的机械性能，增加钢的强度、硬度和延展性，是钢铁生产不可缺少的合金元素。近年来，我国锰业随着钢铁产量的迅速增长而强劲发展，锰矿石、锰合金和电解锰产量均已位居世界第一，其中电解锰产量达130.7万吨，占世界总产量的98.3％。然而，由于金属锰的化学电位较低，活性非常高，在空气中很容易与氧气反应而造成金属锰的腐蚀，锰的腐蚀不仅会大大降低锰的机械性能，缩短锰机械设备的使用寿命，而且会破坏金属材料的电子和光学特性，甚至造成灾难性的事故以及巨大的经济损失。因此，必须对其进行钝化以提高锰的耐腐蚀性能。
传统的铬酸盐钝化工艺具有工艺简单，成本低，槽液稳定，所得钝化膜颜色均匀，结合力好，耐蚀性高，且钝化膜具有良好的自我修复能力等优点，被广泛应用于电解锰工业生产中。然而，该工艺中所使用的六价铬是剧毒和致癌物质，对环境及人类健康危害严重，许多国家都已严令限制铬酸盐钝化工艺的使用，因此，开发新型环保的钝化剂产品，对于电解锰业的良性发展具有十分重要的意义。
目前，无铬钝化剂的研究成为国内外很多科技工作者关注的热点。例如，专利CN200510086577.X公布了一种以0.1～20％的磷酸水溶液为电解锰钝化液，用碱调节pH为3～14，对金属锰的钝化有一定的效果。专利CN201210439032.2公布了一种以磷酸或磷酸盐为主钝化剂，柠檬酸及醋酸为助溶剂，酒石酸钠为缓蚀剂，硫酸锌及硝酸钙为光亮剂的新型无铬钝化剂，该钝化液处理后的金属锰具有良好的色泽和优良的钝化效果。然而，由于磷酸的使用，钝化液会产生大量的含磷钝化废液，对水体有一定的危害，同时也容易造成金属锰产品中磷含量超标。专利CN200610018760.0公开了一种以硅酸盐、助溶剂、缓蚀剂、加速剂为主成分的电解锰无铬钝化剂。该钝化剂钝化后的产品耐湿热能力与重铬酸钾钝化的产品相近，但产品中硅含量增加，会一定程度降低电解金属锰产品的质量。综上所述，已有的无铬钝化剂产品，或多或少存在磷污染、钝化液不稳定、产品成色不好、不具自修复性等弊端，因此，急需开发新型环保，性能优异的无铬钝化剂产品。
发明内容
针对以上背景技术中提到的不足和缺陷，本发明的目的在于，提供一种钝化效果好、环保、稳定性好、具备自我修复性的金属锰无铬钝化剂，并且提供了该无铬钝化剂的制备方法及其应用方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种金属锰无铬钝化剂，其特征在于，
包括直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物；
所述直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物的质量比为1：(1～6)：(0.1～8)：(0.5～5)。
本发明的无铬钝化剂包括直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物，其中，直链疏水脂肪酸具有较好的疏水性，将其用于金属表面处理时能够形成性能良好的疏水性膜，但其直接在水中的溶解度极低，难以直接应用于水溶液体系；脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)是一种高效表面活性剂、乳化剂，具有良好的环境相容性和生物降解性。本发明中，基于脂肪酸甲酯磺酸盐的乳化性能，实现了疏水性脂肪酸在水中的较好分散，进而在金属锰外表面形成超疏水的钝化膜层，实现了疏水性脂肪酸和脂肪酸甲酯磺酸盐对含锰金属表面的协同钝化。并且，直链疏水脂肪酸不仅可以在锰表面形成性能良好的超疏水膜层(有机物膜层)，另一方面还可以为体系提供一定量的H+离子，促进无机膜层的形成。
本发明中，2-吗啉乙磺酸类化合物以及直链脂肪酸甲酯磺酸盐均具有一定的pH缓冲能力，特别是2-吗啉乙磺酸类化合物的缓冲pH为5.5～6.7，保证了钝化液的稳定，弱酸环境有效减缓了铈盐的水解。在弱酸性条件下，H+首先与新鲜的金属锰反应生成H2和Mn2+离子，Mn2+进一步被溶液中添加的或脂肪酸甲酯磺酸盐产品中携带的H2O2(或水中溶解O2)氧化为Mn3+、Mn4+，同时H+的消耗将使金属锰表面的pH相对升高，在锰表面形成Ce(OH)3、Ce(OH)4、Mn(OH)3以及MnO(OH)2等沉淀，并最终在锰的内表面形成致密的无机钝化保护膜层。
本发明中，所使用的Ce3+(可溶性铈盐)在酸性条件下，可以被H2O2部分氧化为Ce4+，高价铈具有较强的氧化能力，当钝化膜层被破坏时，无机膜中存储的Ce4+组分可以与裸露出来的新鲜的金属锰作用，实现钝化膜层的自我修复。而各组分在上述配比下形成的钝化剂的钝化效果好，且钝化液的稳定性容易调控。
作为优选方案，直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物的质量比为1：(2～4)：(0.1～2)：(0.5～5)；进一步优选为1:3:1.25:1.25。
本发明中的2-吗啉乙磺酸类化合物选自2-吗啉乙磺酸、2-吗啉乙磺酸半钠盐、2-吗啉乙磺酸钠盐、2-吗啉乙磺酸钾盐、2-吗啉乙磺酸一水合物中的至少一种。进一步优选采用2-吗啉乙磺酸，更有利于钝化液的稳定。
作为优选，本发明中的脂肪酸甲酯磺酸盐由C8～C26的直链一元疏水羧酸依次经酯化、磺化、中和、漂白制备而成。脂肪酸甲酯磺酸盐制备过程经过漂白工序，所含漂白剂(如H2O2)可促进无机钝化膜层的形成，并可将Ce3+氧化为Ce4+，有利于钝化膜层的自我修复。
作为优选，脂肪酸甲酯磺酸盐选自月桂酸甲酯磺酸钠、肉豆蔻酸甲酯磺酸钠、棕榈酸甲酯磺酸钠、硬脂酸甲酯磺酸钠、油酸甲酯磺酸钠、月桂酸甲酯磺酸钾、肉豆蔻酸甲酯磺酸钾、棕榈酸甲酯磺酸钾、硬脂酸甲酯磺酸钾、油酸甲酯磺酸钾中的至少一种。进一步优选为硬脂酸甲酯磺酸钠，其为18碳脂肪酸化合物，疏水性相对更好。
本发明中的可溶性铈盐为硝酸铈、硫酸铈和氯化铈中的一种或两种。
作为优选，本发明中的直链疏水脂肪酸的碳原子个数大于或等于8，优选直链疏水脂肪酸为C8～C26的直链一元疏水羧酸，选自月桂酸(C12)、肉豆蔻酸(C14)、棕榈酸(C16)、硬脂酸(C18)、油酸(C18不饱和脂肪酸)中的至少一种。
本发明的金属锰无铬钝化剂可以通过以下两种方法制备得到：
其中，第一种方案包括两个步骤：
步骤一
将过量的直链疏水性脂肪酸依次经酯化、磺化、中和以及漂白工序，制备得到脂肪酸或脂肪酸盐与脂肪酸甲酯磺酸盐的混合物；
步骤二
按设计组分，配取可溶性铈盐、2-吗啉乙磺酸类化合物，并将可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物加入步骤一所得的混合物中，混合均匀，即得金属锰无铬钝化剂。
采用这种制备方法的好处在于：漂白工序所用到的漂白剂(H2O2等)，在钝化成膜过程中对钝化膜的形成具有较好的促进作用，并可将Ce3+氧化为Ce4+，有利于钝化膜层的自我修复，在钝化剂应用时可不添加H2O2。也就是说，钝化剂的制备与钝化剂的应用实现了较好的良性促进作用。
作为优选，第一种方案中，先选取一定量的C8～C26直链疏水性脂肪酸进行酯化反应，按摩尔比脂肪酸：甲醇＝1：(0.6～2.0)添加甲醇，加入一定量的浓硫酸作催化剂，于80℃条件下回流反应10～24h，停止反应，用热水洗涤2～3次，用氢氧化钠或碳酸钠调节pH至7～8，得到中间产物A；然后将中间产物A进行磺化反应，加入一定量的氯仿和Na2SO4并加热至35～45℃，搅拌并缓慢滴0.50～0.85倍(脂肪酸)的氯磺酸，滴加完成后升温至70～75℃搅拌反应40～60min，冷却得到脂肪酸与磺化产品混合物；控制温度为40～50℃，用质量分数为15～20％的NaOH溶液中和上述混合物，使其pH值控制到7～8；随后，加入磺化产品量5～10％的H2O2(质量分数30％)，漂白温度50～60℃，时间0.5～1h。最后得到含脂肪酸和脂肪酸甲酯磺酸盐的混合物产品。
本发明的金属锰无铬钝化剂的第二种制备方案为：
按设计组分，配取直链脂肪酸甲酯磺酸盐、直链疏水脂肪酸、可溶性铈盐、2-吗啉乙磺酸类化合物，将配取的各组分混合均匀后，即得金属锰无铬钝化剂。
本发明的金属锰无铬钝化剂的应用，将其应用于处理金属锰产品。进一步地，该金属锰产品优选为电解所得金属锰制品，即电解阴极板上的金属锰制品。
作为优选的应用方案，包括以下步骤：将金属锰无铬钝化剂与水、双氧水混合配制成钝化液后置于钝化槽中，并调整钝化液pH＝5～7，其中添加H2O2的量为0～80mL/L，优选为10～30mL/L(以质量分数为30％的H2O2计)，水的温度为10～90℃，优选为80℃；将含锰金属制品浸没于配制好的无铬钝化液中钝化20秒～5分钟，取出后清洗，干燥，得到成品；所用钝化液中无铬钝化剂的质量百分比浓度为0.5％～5％。钝化完成后，用水冲洗干净。所述干燥优选为烘干。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的无铬钝化剂中含有直链疏水脂肪酸和直链脂肪酸甲酯磺酸盐，直链脂肪酸甲酯磺酸盐的乳化作用促进直链疏水脂肪酸在锰金属表面形成疏水性钝化膜层，实现了疏水性脂肪酸和脂肪酸甲酯磺酸盐对含锰金属表面的协同钝化。
(2)本发明无铬钝化剂中使用的直链疏水脂肪酸不仅可在金属锰表面形成疏水性钝化膜层，而且可以为钝化剂体系提供一定量的H+离子，可促进无机膜层的形成，实现有机钝化膜层和无机钝化膜层的双重钝化，进一步提高钝化效果。
(3)本发明无铬钝化剂中使用的2-吗啉乙磺酸类化合物以及直链脂肪酸甲酯磺酸盐均具有一定的pH缓冲能力，可将钝化剂维持在弱酸性，有效减缓了铈盐的水解，保证了钝化剂的稳定性，并且有利于无机膜层的形成。
(4)本发明无铬钝化剂中使用的可溶性铈盐(Ce3+)在酸性条件下可被H2O2(直链脂肪酸甲酯磺酸盐制备过程中携带的或者应用时添加的)部分氧化为Ce4+，当膜层被破坏时，无机膜中存储的Ce4+组分可以与裸露出来的新鲜的金属锰作用，实现钝化膜层的自我修复。
总而言之，本发明的无铬钝化剂通过直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物等组分的协同作用，使得钝化剂具有良好的钝化效果、良好的稳定性和自我修复性，并且环保性好、成本低。钝化后相比于钝化前金属锰产品的自腐蚀电位正移0.24V以上，相应的自腐蚀电流减小三个数量级以上。
附图说明
图1为未钝化的金属锰和实施例1所制备已钝化的金属锰的电化学性能-极化曲线结果图，其中：1号曲线为未钝化的金属锰的电化学性能-极化曲线图；2号曲线为实施例1所制备已钝化的金属锰的电化学性能-极化曲线图。
图2为未钝化的金属锰以及实施例1所制备已钝化的金属锰的表面电镜图，其中：A为刚电解完成未钝化的金属锰的SEM图；B为钝化后的金属锰的SEM图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
首先用电解法在隔膜槽中制备电解金属锰产品：采用不锈钢为阴极板，铅银四合金板为阳极板。电解条件：硫酸铵120g/L，硫酸锰35.67g/L，二氧化硒0.05g/L的阴极液，阴极液pH约为6.8～7.0，电流密度为330A/m2，电解温度38℃，电解时间1.5h，所制备的电解锰产品用于后续钝化实验及进行钝化层性能评价。
钝化液的配制：将2g硬脂酸、6g硬脂酸甲酯磺酸钠、2.5g硝酸铈以及2.5g 2-吗啉乙磺酸添加到350mL水中,在80℃条件下加热搅拌溶解，随后加入7mL质量分数为30％的H2O2搅拌1分钟，调至pH＝6.0，制得用于电解金属锰表面处理的无铬钝化液(质量浓度约为3％)。钝化液中硬脂酸、硬脂酸甲酯磺酸钠、硝酸铈与2-吗啉乙磺酸的质量比为1:3:1.25:1.25。
电解锰产品钝化及性能检测：将配置的无铬钝化液置于钝化槽中，用清水冲洗完成电解的阴极板表面，然后将阴极板放入钝化槽中，使无铬钝化液浸没阴极板表面，钝化2分钟后取出用蒸馏水冲洗，烘干，得到钝化后的金属锰产品。对未钝化的金属锰和已钝化的金属锰进行电化学性能测试，极化曲线结果如图1及表1所示。
表1未钝化金属锰产品和已钝化金属锰产品极化曲线结果
由附图1和表1电化学测试结果可知，金属锰产品经钝化后，样品自腐蚀电位明显正移，自腐蚀电位大小正移了0.283V，且相应的自腐蚀电流减小了三个数量级以上，显著提升了金属锰产品的抗腐蚀能力。
样品钝化前后电镜结果如附图2所示(图2中，A为刚电解完成未钝化金属锰产品的电镜图片，B为钝化后金属锰产品的电镜图片)。由图2可知，刚电解出来的金属锰产品有不规则的锥形，锥形晶体表面平整，上面附着部分未冲洗干净的电解质；而钝化后的金属锰产品表面明显被一层致密的钝化膜层所覆盖。
对比例1：
电解金属锰产品的制备同实施例1。
钝化液的配制：将2g硬脂酸、6g硬脂酸甲酯磺酸钠添加到350mL水中，在80℃条件下加热搅拌溶解，调至pH＝6.0，制得用于电解金属锰表面处理的无铬钝化液。
电解锰产品钝化及性能检测：将配置的无铬钝化液置于钝化槽中，用清水冲洗完成电解的阴极板表面，然后将阴极板放入钝化槽中，使无铬钝化液浸没阴极板表面，钝化2分钟后取出用蒸馏水冲洗，烘干，得到钝化后的金属锰产品。
对已钝化的金属锰产品进行电化学性能测试，结果表明，其自腐蚀电位为-1.243V，自腐蚀电流为3.352×10-6A/cm2。自腐蚀电位比实施例1中钝化后金属锰产品的自腐蚀电位低，自腐蚀电流比实施例1中钝化后金属锰产品的自腐蚀电流提高了一个数量级以上。说明未添加可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物的钝化剂钝化效果不如实施例1的钝化剂。这也证明了本发明的钝化剂只有在各组分协同作用下，才能达到最优效果。
对比例2：
电解金属锰产品的制备同实施例1。
钝化液的配制：将2g油酸、6g月桂酸甲酯磺酸钠、2.5g氯化铈添加到350mL水中，随后加入7mL质量分数为30％的H2O2搅拌1分钟，在80℃条件下加热搅拌溶解，调至pH＝8.5，制得用于电解金属锰表面处理的无铬钝化液，此时钝化液有少许沉淀物产生(Ce3+在碱性条件下生成少许Ce(OH)3沉淀)。
电解锰产品钝化及性能检测：将无铬钝化液置于钝化槽中，用清水冲洗完成电解的阴极板表面，然后将阴极板放入钝化槽中，使无铬钝化液浸没阴极板表面，钝化2分钟后取出用蒸馏水冲洗，烘干，得到钝化后的金属锰产品。
对已钝化的金属锰产品进行电化学性能测试，结果表明，其自腐蚀电位为-1.297V，自腐蚀电流为7.118×10-6A/cm2。自腐蚀电位比实施例1中钝化后金属锰产品的自腐蚀电位低，自腐蚀电流比实施例1中钝化后金属锰产品的自腐蚀电流提高了一个数量级以上。从对比例2的测试结果可以看出，若强行的将钝化液的pH调整为碱性，铈盐将会有水解发生，无机钝化膜的产生也将受到影响，进而使钝化液的钝化效果相对较差。
实施例2：
电解金属锰产品的制备同实施例1。
钝化液的配制：将2g硬脂酸、2g硬脂酸甲酯磺酸钠、4.5g硝酸铈以及3.5g 2-吗啉乙磺酸添加到350mL水中，随后加入15mL质量分数为30％的H2O2搅拌1分钟，在80℃条件下加热搅拌溶解，调至pH＝6.0，制得用于电解金属锰表面处理的无铬钝化液。钝化剂中硬脂酸、硬脂酸甲酯磺酸钠、硝酸铈与2-吗啉乙磺酸的质量比为1:1:2.25:1.75。
电解锰产品钝化及性能检测：将无铬钝化液置于钝化槽中，用清水冲洗完成电解的阴极板表面，然后将阴极板放入钝化槽中，使无铬钝化液浸没阴极板表面，钝化2分钟后取出用蒸馏水冲洗，烘干，得到钝化后的金属锰产品。
对已钝化的金属锰产品进行电化学性能测试，结果表明，其自腐蚀电位为-1.194V，自腐蚀电流为9.648×10-7A/cm2。本实施例的钝化液中硬脂酸、硬脂酸甲酯磺酸钠、硝酸铈与2-吗啉乙磺酸的质量比为1:1:2.25:1.75，不在1：(2～4)：(0.1～2)：(0.5～5)的优选配比范围内，钝化后金属锰产品的自腐蚀电位比实施例1低，自腐蚀电流比实施例1大。表明将组分控制在优选的配比范围内可以提高钝化效果。
实施例3：
电解金属锰的制备同实施例1。
硬脂酸和硬脂酸甲酯磺酸钠的混合物的制备：称取30g硬脂酸、20mL甲醇置于250mL四口烧瓶，加入1mL浓硫酸，在80℃条件下搅拌回流反应20h，停止反应，用60℃热水洗涤产物3次，用氢氧化钠调节pH至7.5，冷却得到中间酯化产物；将酯化产物、12mL氯仿和2g硫酸钠置于四口烧瓶中，加热至35～40℃，并控制温度在50℃以下逐滴添加氯磺酸7g，随后缓慢升温到70℃，搅拌反应1h，冷却得到磺化产物；控制温度为40～50℃，用20％的NaOH中和磺化产物，使其pH控制到8左右，之后加入20mL H2O2(质量分数为30％)对产物进行漂白。得到的产品中硬脂酸(包含硬脂酸钠)的质量分数约为26.8％，硬脂酸甲酯磺酸钠的质量分数约为63.1％，还残余一定质量的H2O2。
钝化液的配制：取8g上述制备的硬脂酸+脂肪酸甲酯磺酸钠混合产品、2.5g硝酸铈以及2.5g 2-吗啉乙磺酸添加到350mL水中,在80℃条件下加热搅拌溶解，调至pH＝6.0，制得用于电解金属锰表面处理的无铬钝化液。
电解锰产品钝化及性能检测：将无铬钝化液置于钝化槽中，用清水冲洗完成电解的阴极板表面，然后将阴极板放入钝化槽中，使无铬钝化液浸没阴极板表面，钝化2分钟后取出用蒸馏水冲洗，烘干，得到钝化后的金属锰产品。
对已钝化的金属锰进行电化学性能测试，结果表明，自腐蚀电位为-1.157V，自腐蚀电流为1.611×10-7A/cm2。本实施例先通过将硬脂酸依次进行酯化、磺化、中和以及漂白工序，制备得到硬脂酸(包含硬脂酸钠)与硬脂酸甲酯磺酸钠的混合物，该混合物中含有一定量的H2O2，将该混合物与硝酸铈、2-吗啉乙磺酸混合配置成无铬钝化剂。该无铬钝化剂使用时无需再添加H2O2，其钝化效果与实施例1相当。
实施例4：
电解金属锰的制备同实施例1。
钝化液的配制：将2g油酸、6g月桂酸甲酯磺酸钠、2.5g氯化铈以及2.5g2-吗啉乙磺酸添加到350mL水中，随后加入5mL质量分数为30％的H2O2搅拌1分钟,在80℃条件下加热搅拌溶解，调至pH＝6.0，制得用于电解金属锰表面处理的无铬钝化液。钝化液中油酸、月桂酸甲酯磺酸钠、氯化铈与2-吗啉乙磺酸的质量比为1:3:1.25:1.25。
电解锰产品钝化及性能检测：将无铬钝化液置于钝化槽中，用清水冲洗完成电解的阴极板表面，然后放入钝化槽中，使无铬钝化液浸没阴极板表面，钝化1.5分钟后取出用蒸馏水冲洗，烘干，得到钝化后的金属锰产品。
对已钝化的金属锰进行电化学性能测试，结果表明，自腐蚀电位为-1.143V，自腐蚀电流为1.802×10-7A/cm2，钝化效果良好。
实施例5：
电解金属锰的制备同实施例1。
钝化液的配制：将2g月桂酸、6g月桂酸甲酯磺酸钠、2.5g硝酸铈以及2.5g2-吗啉乙磺酸添加到350mL水中，随后加入7mL质量分数为30％的H2O2搅拌1分钟,在80℃条件下加热搅拌溶解，调至pH＝6.0，得到用于电解金属锰表面处理的无铬钝化液。钝化液中月桂酸、月桂酸甲酯磺酸钠、硝酸铈与2-吗啉乙磺酸的质量比为1:3:1.25:1.25。
电解锰产品钝化及性能检测：将无铬钝化液置于钝化槽中，用清水冲洗完成电解的阴极板表面，然后放入钝化槽中，使无铬钝化液浸没阴极板表面，钝化3分钟后取出用蒸馏水冲洗，烘干，得到钝化后的金属锰产品。
对已钝化的金属锰进行电化学性能测试，结果表明，自腐蚀电位为-1.138V，自腐蚀电流为1.566×10-7A/cm2，钝化效果良好。
Claims (10)
1.一种金属锰无铬钝化剂，其特征在于，
包括直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物；
所述直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物的质量比为1：(1～6)：(0.1～8)：(0.5～5)。
2.根据权利要求1所述的金属锰无铬钝化剂，其特征在于，所述直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物的质量比为1：(2～4)：(0.1～2)：(0.5～5)。
3.根据权利要求1所述的金属锰无铬钝化剂，其特征在于，所述2-吗啉乙磺酸类化合物选自2-吗啉乙磺酸、2-吗啉乙磺酸半钠盐、2-吗啉乙磺酸钠盐、2-吗啉乙磺酸钾盐、2-吗啉乙磺酸一水合物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的金属锰无铬钝化剂，其特征在于，所述直链脂肪酸甲酯磺酸盐由C8～C26的直链一元疏水羧酸依次经酯化、磺化、中和、漂白制备而成。
5.根据权利要求4所述的金属锰无铬钝化剂，其特征在于，所述直链脂肪酸甲酯磺酸盐选自月桂酸甲酯磺酸钠、肉豆蔻酸甲酯磺酸钠、棕榈酸甲酯磺酸钠、硬脂酸甲酯磺酸钠、油酸甲酯磺酸钠、月桂酸甲酯磺酸钾、肉豆蔻酸甲酯磺酸钾、棕榈酸甲酯磺酸钾、硬脂酸甲酯磺酸钾、油酸甲酯磺酸钾中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的金属锰无铬钝化剂，其特征在于，所述可溶性铈盐为硝酸铈、硫酸铈和氯化铈中的一种或几种。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的金属锰无铬钝化剂，其特征在于，所述直链疏水脂肪酸为C8～C26的直链一元疏水羧酸，选自月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸中的至少一种。
8.一种如权利要求1～7中任一项所述的金属锰无铬钝化剂的制备方法，其特征在于，包括以下两种方案：
方案一
所述方案一包括以下两个步骤：
步骤一
将过量直链疏水性脂肪酸依次经酯化、磺化、中和以及漂白，制备得到直链脂肪酸与脂肪酸甲酯磺酸盐的混合物；
步骤二
按设计组分，配取可溶性铈盐、2-吗啉乙磺酸类化合物，并将可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物加入步骤一所得的混合物中，混合均匀，即得金属锰无铬钝化剂；
方案二
按设计组分，配取直链脂肪酸甲酯磺酸盐、直链疏水脂肪酸、可溶性铈盐、2-吗啉乙磺酸类化合物，将配取的各组分混合均匀后，即得金属锰无铬钝化剂。
9.一种如权利要求1～7中任一项所述的金属锰无铬钝化剂或者如权利要求8所述的制备方法制备得到的金属锰无铬钝化剂的应用，其特征在于，将其应用于处理金属锰产品。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将金属锰无铬钝化剂与水、双氧水混合配制成钝化液后置于钝化槽中，并调整钝化液pH＝5～7，其中添加双氧水的量为0～80ml/L；将含锰金属制品浸没于配制好的无铬钝化液中钝化20秒～5分钟，取出后清洗，干燥，得到成品；所述钝化液中无铬钝化剂的质量百分比浓度为0.5％～5％。
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