CN108796488A - 一种锰金属的无铬钝化剂及其使用方法 - Google Patents

一种锰金属的无铬钝化剂及其使用方法 Download PDF

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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
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Abstract

本发明公开一种锰金属的无铬钝化剂，包括以下重量份的原料：马来酸或富马酸10‑30份、硼酸1‑5份、植酸5‑10份、氯化锌1‑3份。本发明还公开了该锰金属的无铬钝化剂的使用方法。本发明的锰金属的无铬钝化剂不含铬元素，钝化效果好，形成的钝化膜寿命长。

Description

一种锰金属的无铬钝化剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及化学试剂技术领域，具体涉及一种锰金属的无铬钝化剂及其使用方法。
背景技术
金属材料的腐蚀无时无刻不在发生，金属材料表面喷涂是一种常见工艺，喷涂前为提高涂料与金属基体的附着力、防止表面腐蚀，就必须采取磷化、钝化处理方法。而且锰制品在日常生活和工农业生产中应用越来越广泛，由于锰较活泼，其表面处理尤为重要。在锰及合金的表面处理上一层化学钝化涂层即锰钝化剂，为防腐和装饰奠定好基础。目前，用于锰及锰合金钝化处理的钝化剂大概有三类：铬酸盐、钼酸盐和有机钝化剂。铬酸盐钝化液用作钝化剂成本低、使用方便、耐腐蚀性能好，但其中含有有毒有害的六价铬元素，六价铬毒性极强，皮肤接触可能导致过敏，更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，排放后对环境造成极大的污染难以治理，随着环保意识的增强，铬酸盐的使用受到严格的限制。
无铬钝化技术则具有无毒无害、环境友好、高效低耗等优点，成为当下的主流研发方向。无铬钝化技术主要分为三类，分别为无机钝化、有机钝化和复合钝化。有机钝化剂中，由于有有机物的存在，并未做到真正的环保无害，而目前的无机钝化剂其耐腐蚀性也无法达到铬钝化的效果，不能满足实际使用要求。
发明内容
本发明针对上述的问题，提供一种新配方的锰金属的钝化剂，不含铬元素，钝化效果好，形成的钝化膜寿命长。
为达到上述发明目的，本发明的技术方案如下：
本发明的锰金属的无铬钝化剂，包括以下重量份的原料：
马来酸或富马酸10-30份、硼酸1-5份、植酸5-10份、氯化锌1-3份。
进一步，所述的锰金属的无铬钝化剂，包括以下重量份的原料：
马来酸或富马酸15-25份、硼酸2-4份、植酸6-8份、氯化锌2份。
进一步，所述的锰金属的无铬钝化剂，其使用方法包括以下步骤：
A、按比例将马来酸或富马酸、硼酸、植酸、氯化锌混合均匀，然后加入700-1000份水，在室温下搅拌至溶解完全，得混合液；
B、将刚出电解槽的锰金属上的电解液滤干后，置于混合液中浸泡3-10s，取出滤干，即可。
本发明的有益效果为：
本发明中，马来酸或富马酸具有优良分散和防垢效果，能有效分散冷却水系统的悬浮物质和成膜物质且最大限度地促使金属表面清洁，在本发明的pH值范围下，它可以最大限度地稳定且螯合系统中的成膜物质，从而使得成膜均匀且致密，极大地促进金属表面的成膜速率并提高成膜品质；硼酸具有一种抗菌防腐、阻垢作用；植酸具有防锈作用；锌盐可以促进碳钢本身形成膜而非仅形成氢氧化锌膜；各个成分之间紧密配合，相辅相成，对刚才表面形成钝化膜起到了很好的促进作用。
本发明的锰金属的无铬钝化剂能够通过特定配比范围内的马来酸或富马酸、硼酸、植酸和氯化锌的共同作用而在金属表面上快速形成一层均匀的保护膜以有效地保护金属不受腐蚀。此外，相比于现有无铬钝化剂，本发明的无铬钝化剂可以快速成膜且不含铬，扩大了应用范围。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明的锰金属的无铬钝化剂，原料用量为：富马酸10g、硼酸1g、植酸5g、氯化锌1g。
本发明的锰金属的无铬钝化剂的使用方法包括以下步骤：
A、按比例将马来酸或富马酸、硼酸、植酸、氯化锌混合均匀，然后加入700g水，在室温下搅拌至溶解完全，得混合液；
B、将刚出电解槽的锰金属上的电解液滤干后，置于混合液中浸泡3s，取出滤干，即可。
实施例2
本发明的锰金属的无铬钝化剂，原料用量为：富马酸15g、硼酸2g、植酸6g、氯化锌1.5g。
本发明的锰金属的无铬钝化剂的使用方法包括以下步骤为：
A、按比例将马来酸或富马酸、硼酸、植酸、氯化锌混合均匀，然后加入750g水，在室温下搅拌至完全溶解，得混合液；
B、将刚出电解槽的锰金属上的电解液滤干后，置于混合液中浸泡5s，取出滤干，即可。
实施例3
本发明的锰金属的无铬钝化剂，原料用量为：马来酸20g、硼酸3g、植酸7g、氯化锌2g。
本发明的锰金属的无铬钝化剂的使用方法包括以下步骤：
A、按比例将马来酸或富马酸、硼酸、植酸、氯化锌混合均匀，然后加入800g水，在室温下搅拌至完全溶解，得混合液；
B、将刚出电解槽的锰金属上的电解液滤干后，置于混合液中浸泡6s，取出滤干，即可。
实施例4
本发明的锰金属的无铬钝化剂，原料用量为：马来酸25g、硼酸4g、植酸8g、氯化锌2.5g。
本发明的锰金属的无铬钝化剂的使用方法包括以下步骤：
A、按比例将马来酸或富马酸、硼酸、植酸、氯化锌混合均匀，然后加入850g水，在室温下搅拌至完全溶解，得混合液；
B、将刚出电解槽的锰金属上的电解液滤干后，置于混合液中浸泡7s，取出滤干，即可。
实施例5
本发明的锰金属的无铬钝化剂，原料用量为：马来酸30g、硼酸5g、植酸9g、氯化锌2.8g。
本发明的锰金属的无铬钝化剂的使用方法包括以下步骤：
A、按比例将马来酸或富马酸、硼酸、植酸、氯化锌混合均匀，然后加入900g水，在室温下搅拌至完全溶解，得混合液；
B、将刚出电解槽的锰金属上的电解液滤干后，置于混合液中浸泡8s，取出滤干，即可。
实施例6
本发明的锰金属的无铬钝化剂，原料用量为：马来酸22g、硼酸5g、植酸10g、氯化锌3g。
本发明的锰金属的无铬钝化剂的使用方法包括以下步骤：
A、按比例将马来酸或富马酸、硼酸、植酸、氯化锌混合均匀，然后加入1000g水，在室温下搅拌至完全溶解，得混合液；
B、将刚出电解槽的锰金属上的电解液滤干后，置于混合液中浸泡10s，取出滤干，即可。
实施例7
钝化性能指标对比实验
实例1-6和对照组制得的无铬钝化剂以及现有含铬钝化剂A（RC-650三价铬铝钝化剂，使用温度为35-42℃，pH值3.8-4.0）和无铬钝化剂B（其主要组分是亚硝酸钠，使用浓度为500mg/L（按NO2计算））的成膜效果通过红点方法测试，所述红点方法记录在中国化工标准（Chemical Industry Standard of China）的HG/T3778-2005中（一旦出现红点的时间多于10秒，则表明膜达到标准；出现红点的时间越长，膜的钝化效果越好）。成膜时间通过不断从冷却水系统中捡出碳钢试片来观察其表面形态变化来粗略计算。
测试结果如表1所示。
表1胶合板性能对比表
性能样品 成膜时间 出现红点时间/s 是否达到测试标准
实施例1 7 16 是
实施例2 7 17 是
实施例3 6 18 是
实施例4 6 18 是
实施例5 5 20 是
实施例6 5 22 是
对照组 未完全成膜 ＜10 否
钝化剂A ＞36 ＞12 是
钝化剂B 未观察到保护膜 ＜10 整体上无法通过
由表1可见，相对于含铬钝化剂和亚硝酸盐系列钝化剂，本发明的任何实例的钝化剂在成膜品质效能和成膜时间方面具有绝对优势。此外，其操作成本极大降低，且由此具有广泛的应用空间。

Claims (3)

1.一种锰金属的无铬钝化剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：
马来酸或富马酸10-30份、硼酸1-5份、植酸5-10份、氯化锌1-3份。
2.根据权利要求1所述的锰金属的无铬钝化剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：
马来酸或富马酸15-25份、硼酸2-4份、植酸6-8份、氯化锌2份。
3.根据权利要求1-2任一项所述的锰金属的无铬钝化剂，其特征在于，其使用方法为：
A、按比例将马来酸或富马酸、硼酸、植酸、氯化锌混合均匀，然后加入700-1000份水，在室温下搅拌至溶解完全，得混合液；
B、将刚出电解槽的锰金属上的电解液滤干后，置于混合液中浸泡3-10s，取出滤干，即可。
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