CN109252152B - 镀锌用无铬钝化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镀锌用无铬钝化剂，按重量份计，包括如下原料组分：水性丙烯酸树脂45‑50份、锂皂石5‑10份、冰醋酸22‑25份、植酸5‑8份、有机膨润土10‑15份、乙酰丙酮钛5‑6份、氯化铁12‑15份、乙二醇苯醚4‑6份、甘氨酸8‑12份、聚吡咯3‑5份、氯化镧2‑3份、硫脲4.5‑5.5份、氧化胺3‑3.5份、去离子水55‑65份；本发明提供的钝化剂能够在镀件表面形成致密的防护膜，形成的防护膜具有优异的附着力，能够紧密贴附在镀件表面，进而大大地提高了镀件的抗蚀性能和耐磨性能。

Description

镀锌用无铬钝化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料表面的后处理技术领域，具体涉及一种镀锌用无铬钝化剂。

背景技术

电镀锌及热镀锌是提高钢铁材料表面抗腐蚀能力的有效途径，目前广泛地应用于生活中的方方面面，但在潮湿的环境中，尤其在湿热环境中，镀锌层易发生腐蚀，使镀层表面形成暗灰色或白色疏松的腐蚀产物——白锈，时间长了会出现红锈，从而失去防腐效果；为了提高镀层的耐蚀性，须在钢铁材料表面电镀锌或热镀锌后，再对镀层进行钝化处理，以便在镀层表面形成致密的钝化膜，提高镀层耐蚀性，提高工件的使用寿命。

传统镀锌工艺大多采用以六价铬或三价铬为主要成分的溶液进行钝化处理，但是由于六价铬对人体具有较高的毒性，各国政府均已严格限制其使用，尤其是在欧盟ROHS指令中明确禁止使用任何经六价铬钝化技术处理的零件和产品；虽然三价铬的毒性较小，但是使用一段时间后，三价铬会被氧化成六价铬，所以，使用三价铬钝化工艺无法从根本上解决六价铬的毒性问题。

因此，需要研制出一种新型的、环保的无铬钝化液，以满足镀锌件钝化的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型的镀锌用无铬钝化剂。

本发明提供的一种镀锌用无铬钝化剂，按重量份计，包括如下原料组分：水性丙烯酸树脂45-50份、锂皂石5-10份、冰醋酸22-25份、植酸5-8份、有机膨润土10-15份、乙酰丙酮钛5-6份、氯化铁12-15份、乙二醇苯醚4-6份、甘氨酸8-12份、聚吡咯3-5份、氯化镧2-3份、硫脲4.5-5.5份、氧化胺3-3.5份、去离子水55-65份。

进一步，按重量份计，包括如下原料组分：水性丙烯酸树脂48份、锂皂石8份、冰醋酸23份、植酸7份、有机膨润土12份、乙酰丙酮钛5份、氯化铁13份、乙二醇苯醚5份、甘氨酸10份、聚吡咯4份、氯化镧3份、硫脲5份、氧化胺3份、去离子水60份。

进一步，所述有机膨润土的粒度为400-500目。

本发明还提供了一种用于该镀锌用无铬钝化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取1/2体积的去离子水与水性丙烯酸树脂、甘氨酸、锂皂石、有机膨润土混合后，加热至50-60℃，以800-1000rpm的速度搅拌80-90min，制得混合料A；

(2)将剩余的去离子水与聚吡咯混合后，加热至60-65℃，以155-165rpm的速度搅拌25-30min，然后加入氯化铁、冰醋酸、植酸、氯化镧、乙酰丙酮钛、硫脲、氧化胺、乙二醇苯醚和混合料A，以800-1000rpm的速度搅拌100-120min，冷却静置即可。

本发明的有益效果：

本发明提供的钝化剂配方，将有机组分和无机组分按特定用量进行复配，辅以特定的工艺进行制备，实现了各组分之间的相互协同，不仅能够使镀件在钝化剂中得到充分的清洗，还能够在镀件表面发生螯合、络合以及氧化等反应，最终能够在镀件表面形成致密的防护膜，形成的防护膜具有优异的附着力，能够紧密贴附在镀件表面，进而大大地提高了镀件的抗蚀性能和耐磨性能；同时，本发明提供的钝化剂不含铬等重金属，稳定性优异，对环境和人体没有危害，生产工艺简单，对环境污染小、容易操作，符合绿色环保的标准。

具体实施方式

以下为具体实施例：

实施例一

本实施例提供的镀锌用无铬钝化剂，按重量份计，包括如下原料组分：水性丙烯酸树脂48份、锂皂石8份、冰醋酸23份、植酸7份、有机膨润土(400目)12份、乙酰丙酮钛5份、氯化铁13份、乙二醇苯醚5份、甘氨酸10份、聚吡咯4份、氯化镧3份、硫脲5份、氧化胺3份、去离子水60份。

本实施例提供的制备该镀锌用无铬钝化剂的方法，包括如下步骤：

(1)取1/2体积的去离子水与水性丙烯酸树脂、甘氨酸、锂皂石、有机膨润土混合后，加热至55℃，以900rpm的速度搅拌85min，制得混合料A；

(2)将剩余的去离子水与聚吡咯混合后，加热至65℃，以160rpm的速度搅拌25min，然后加入氯化铁、冰醋酸、植酸、氯化镧、乙酰丙酮钛、硫脲、氧化胺、乙二醇苯醚和混合料A，以900rpm的速度搅拌110min，冷却静置即可。

将热镀锌后的钢板冷却到室温，之后用本实施例所得的钝化剂在30℃下处理90s，水冲洗后用吹风机吹干；将钝化后的钢板用无砂橡皮在试片表面以一定压力来回摩擦10次，膜层未发生磨损脱落；钝化后的钢板在中性盐雾试验中，出白锈时间超过125小时。

本实施例制备的钝化剂在使用情况下，60天后重复上述钝化过程，所得试样在中性盐雾试验中，出白锈的时间依旧能保持在120小时以上。

实施例二

本实施例提供的镀锌用无铬钝化剂，按重量份计，包括如下原料组分：水性丙烯酸树脂45份、锂皂石10份、冰醋酸22份、植酸8份、有机膨润土(400目)10份、乙酰丙酮钛6份、氯化铁12份、乙二醇苯醚6份、甘氨酸8份、聚吡咯5份、氯化镧2份、硫脲5.5份、氧化胺3份、去离子水65份。

本实施例提供的制备该镀锌用无铬钝化剂的方法，包括如下步骤：

(1)取1/2体积的去离子水与水性丙烯酸树脂、甘氨酸、锂皂石、有机膨润土混合后，加热至60℃，以800rpm的速度搅拌90min，制得混合料A；

(2)将剩余的去离子水与聚吡咯混合后，加热至60℃，以165rpm的速度搅拌30min，然后加入氯化铁、冰醋酸、植酸、氯化镧、乙酰丙酮钛、硫脲、氧化胺、乙二醇苯醚和混合料A，以1000rpm的速度搅拌100min，冷却静置即可。

将热镀锌后的钢板冷却到室温，之后用本实施例所得的钝化剂在30℃下处理90s，水冲洗后用吹风机吹干；将钝化后的钢板用无砂橡皮在试片表面以一定压力来回摩擦10次，膜层未发生磨损脱落；钝化后的钢板在中性盐雾试验中，出白锈时间超过130小时。

本实施例制备的钝化剂在使用情况下，60天后重复上述钝化过程，所得试样在中性盐雾试验中，出白锈的时间依旧能保持在125小时以上。

实施例三

本实施例提供的镀锌用无铬钝化剂，按重量份计，包括如下原料组分：水性丙烯酸树脂45份、锂皂石5份、冰醋酸22份、植酸5份、有机膨润土(400目)10份、乙酰丙酮钛5份、氯化铁12份、乙二醇苯醚4份、甘氨酸8份、聚吡咯3份、氯化镧2份、硫脲4.5份、氧化胺3份、去离子水55份。

本实施例提供的制备该镀锌用无铬钝化剂的方法，包括如下步骤：

(1)取1/2体积的去离子水与水性丙烯酸树脂、甘氨酸、锂皂石、有机膨润土混合后，加热至50℃，以1000rpm的速度搅拌80min，制得混合料A；

(2)将剩余的去离子水与聚吡咯混合后，加热至65℃，以155rpm的速度搅拌25min，然后加入氯化铁、冰醋酸、植酸、氯化镧、乙酰丙酮钛、硫脲、氧化胺、乙二醇苯醚和混合料A，以800rpm的速度搅拌120min，冷却静置即可。

将热镀锌后的钢板冷却到室温，之后用本实施例所得的钝化剂在30℃下处理90s，水冲洗后用吹风机吹干；将钝化后的钢板用无砂橡皮在试片表面以一定压力来回摩擦10次，膜层未发生磨损脱落；钝化后的钢板在中性盐雾试验中，出白锈时间超过110小时。

本实施例制备的钝化剂在使用情况下，60天后重复上述钝化过程，所得试样在中性盐雾试验中，出白锈的时间依旧能保持在100小时以上。

实施例四

本实施例提供的镀锌用无铬钝化剂，按重量份计，包括如下原料组分：水性丙烯酸树脂50份、锂皂石10份、冰醋酸25份、植酸8份、有机膨润土(500目)15份、乙酰丙酮钛6份、氯化铁15份、乙二醇苯醚6份、甘氨酸12份、聚吡咯5份、氯化镧3份、硫脲5.5份、氧化胺3.5份、去离子水65份。

本实施例提供的制备该镀锌用无铬钝化剂的方法，包括如下步骤：

(1)取1/2体积的去离子水与水性丙烯酸树脂、甘氨酸、锂皂石、有机膨润土混合后，加热至60℃，以800rpm的速度搅拌90min，制得混合料A；

(2)将剩余的去离子水与聚吡咯混合后，加热至65℃，以165rpm的速度搅拌30min，然后加入氯化铁、冰醋酸、植酸、氯化镧、乙酰丙酮钛、硫脲、氧化胺、乙二醇苯醚和混合料A，以1000rpm的速度搅拌120min，冷却静置即可。

将热镀锌后的钢板冷却到室温，之后用本实施例所得的钝化剂在30℃下处理90s，水冲洗后用吹风机吹干；将钝化后的钢板用无砂橡皮在试片表面以一定压力来回摩擦10次，膜层未发生磨损脱落；钝化后的钢板在中性盐雾试验中，出白锈时间超过145小时。

本实施例制备的钝化剂在使用情况下，60天后重复上述钝化过程，所得试样在中性盐雾试验中，出白锈的时间依旧能保持在140小时以上。

实施例五

本实施例提供的镀锌用无铬钝化剂，按重量份计，包括如下原料组分：水性丙烯酸树脂50份、锂皂石5份、冰醋酸25份、植酸5份、有机膨润土(500目)15份、乙酰丙酮钛5份、氯化铁15份、乙二醇苯醚4份、甘氨酸12份、聚吡咯3份、氯化镧3份、硫脲4.5份、氧化胺3.5份、去离子水55份。

本实施例提供的制备该镀锌用无铬钝化剂的方法，包括如下步骤：

(1)取1/2体积的去离子水与水性丙烯酸树脂、甘氨酸、锂皂石、有机膨润土混合后，加热至50℃，以1000rpm的速度搅拌80min，制得混合料A；

(2)将剩余的去离子水与聚吡咯混合后，加热至60℃，以165rpm的速度搅拌30min，然后加入氯化铁、冰醋酸、植酸、氯化镧、乙酰丙酮钛、硫脲、氧化胺、乙二醇苯醚和混合料A，以1000rpm的速度搅拌120min，冷却静置即可。

将热镀锌后的钢板冷却到室温，之后用本实施例所得的钝化剂在30℃下处理90s，水冲洗后用吹风机吹干；将钝化后的钢板用无砂橡皮在试片表面以一定压力来回摩擦10次，膜层未发生磨损脱落；钝化后的钢板在中性盐雾试验中，出白锈时间超过125小时。

本实施例制备的钝化剂在使用情况下，60天后重复上述钝化过程，所得试样在中性盐雾试验中，出白锈的时间依旧能保持在120小时以上。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种镀锌用无铬钝化剂，其特征在于：按重量份计，包括如下原料组分：水性丙烯酸树脂45-50份、锂皂石5-10份、冰醋酸22-25份、植酸5-8份、有机膨润土10-15份、乙酰丙酮钛5-6份、氯化铁12-15份、乙二醇苯醚4-6份、甘氨酸8-12份、聚吡咯3-5份、氯化镧2-3份、硫脲4.5-5.5份、氧化胺3-3.5份、去离子水55-65份。

2.根据权利要求1所述的镀锌用无铬钝化剂，其特征在于：按重量份计，包括如下原料组分：水性丙烯酸树脂48份、锂皂石8份、冰醋酸23份、植酸7份、有机膨润土12份、乙酰丙酮钛5份、氯化铁13份、乙二醇苯醚5份、甘氨酸10份、聚吡咯4份、氯化镧3份、硫脲5份、氧化胺3份、去离子水60份。

3.根据权利要求1所述的镀锌用无铬钝化剂，其特征在于：所述有机膨润土的粒度为400-500目。

4.一种用于权利要求1所述的镀锌用无铬钝化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)取1/2体积的去离子水与水性丙烯酸树脂、甘氨酸、锂皂石、有机膨润土混合后，加热至50-60℃，以800-1000rpm的速度搅拌80-90min，制得混合料A；

(2)将剩余的去离子水与聚吡咯混合后，加热至60-65℃，以155-165rpm的速度搅拌25-30min，然后加入氯化铁、冰醋酸、植酸、氯化镧、乙酰丙酮钛、硫脲、氧化胺、乙二醇苯醚和混合料A，以800-1000rpm的速度搅拌100-120min，冷却静置即可。