CN111270231A - 一种粉末渗锌用无铬钝化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉末渗锌用无铬钝化剂，包括成膜剂、络合剂、缓蚀剂、pH值调节剂和水，所述成膜剂为改性水性丙烯酸树脂，含量（以质量百分数计）为10%～25%，所述络合剂为草酸，含量为2%～6%,所述缓蚀剂为无机盐混合物，是钼酸盐和磷酸盐的混合物，含量为2%～6%,所述pH值调节剂为醋酸‑醋酸钠缓冲溶液，含量为1%～6%，剩余量为水。本发明填补了粉末渗锌产品无专用钝化剂的空白，能够显著提高粉末渗锌产品的耐蚀性能，该钝化剂形成的钝化膜厚度为4～6μm，具有一定硬度和弹性，附着力好，对产品渗锌层有一定的保护作用，其耐蚀性能在产品磕碰后也无明显降低，同时能够提高渗锌产品外观洁净度和颜色一致性。

Description

一种粉末渗锌用无铬钝化剂

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其是涉及一种粉末渗锌工艺过程中金属表面处理的无铬钝化剂。

背景技术

大多数工业应用的金属及镀层金属（如铁，锌等）均可通过形成化学转化膜来保护其表面，用于提高耐蚀性的化学转化膜技术主要有铬酸盐钝化和磷化等。其中铬酸盐钝化处理可形成铬/基体金属的混合氧化物膜层，膜层中的铬主要以三价铬和六价铬形式存在，三价铬作为骨架，而六价铬则有自修复作用，因而耐蚀性很高，另外由于铬酸盐成本低廉，使用方便，因为铬酸盐钝化处理得到广泛应用。但随着环保意识的增强，具有毒性高，易致癌的六价铬的排放受到严格的限制。虽然三价铬的毒性是六价铬的十分之一，但其毒性也较大，也有被逐渐取代的趋势，因此开发低毒性的无铬钝化工艺，代替铬酸盐钝化，将是未来发展的趋势。

市场上存在的铬酸盐钝化剂及少量的无铬钝化剂产品主要是针对电镀工艺表面处理开发的，这些钝化剂用于粉末渗锌工艺进行表面处理，耐蚀性能相对较差，目前还没有一款针对粉末渗锌工艺开发的钝化剂产品。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种粉末渗锌用无铬钝化剂，提高粉末渗锌产品的耐蚀性能，提高渗锌产品外观洁净度和颜色一致性，保护了环境，填补粉末渗锌钝化处理的空白。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种粉末渗锌用无铬钝化剂，包括成膜剂、络合剂、缓蚀剂、pH值调节剂和水，所述成膜剂的含量（以质量百分数计）为10%～25%，所述络合剂的含量为1%～5%，所述缓蚀剂的含量为2%～6%，所述 pH值调节剂的含量为1%～6%，剩余量为水。

所述成膜剂是钝化剂的主要组成部分,为改性水性丙烯酸树脂，是一种无毒的水溶性有机聚合物。

所述络合剂为草酸，是一种有机酸，能够很好的与锌离子进行络合。

所述缓蚀剂是一种无机盐混合物，对成膜剂有协同增效作用，能够提高钝化膜形成速度和厚度，进而提高产品的耐蚀性能由两种无机盐A和B组成，其中A为钼酸盐，B为磷酸盐。

所述 pH值调节剂为醋酸-醋酸钠缓冲溶液，调节钝化剂的pH值，使其处于一个稳定的范围内。

进一步的，所述成膜剂的含量为15%～20%，所述络合剂的含量为2%～4%，所述缓蚀剂的含量为3%～5%，所述pH值调节剂的含量为2.5%～4.5%，剩余量为水。

进一步的，所述成膜剂的含量为16～18%，所述络合剂的含量为2.5%～3%，所述缓蚀剂的含量为3.5%～4%，所述pH值调节剂的含量为4%～4.5%，剩余量为水。

进一步的，所述成膜剂改性水性丙烯酸树脂的牌号为D-225。

进一步的，所述缓蚀剂中的钼酸盐A与磷酸盐B的比例为1.5:1。

进一步的，所述缓蚀剂中的钼酸盐A为钼酸铵、磷酸盐B为磷酸钠。

进一步的，所述水为纯水或去离子水。

一种粉末渗锌用无铬钝化剂的制备方法，制备步骤如下：

步骤1、称取总量40-60%的水，倒入电磁加热搪玻璃反应釜中；

步骤2、将络合剂加入到反应釜中，启动反应釜搅拌器，以30—50转/min的转速机械搅拌5-10分钟；

步骤3、将缓蚀剂中的钼酸盐A加入到反应釜中，继续机械搅拌8-15分钟；

步骤4、将缓蚀剂中的磷酸盐B加入到反应釜中，继续机械搅拌8-15分钟；

步骤5、将成膜剂加入到反应釜中，以70-100转/min的转速，机械搅拌25-40分钟；

步骤6、将剩余的水加入到反应釜中，以70-100转/min的转速，机械搅拌5-20分钟；

步骤7、在反应釜中加入pH值调节剂，调节反应釜内溶液的pH值在3-4.5，得到成品无铬钝化剂。

本发明的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，以改性水性丙烯酸树脂作为成膜剂，以钼酸盐为主作为缓蚀剂，将有机物钝化处理与钼酸盐钝化处理结合在一起，提供了一种新的无铬钝化剂，不仅钝化剂中不含铬离子有效的保护了环境，而且在粉末渗锌工件上使用后，其钝化效果好。

本发明的有益效果是：

1、本发明的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，填补了粉末渗锌无专用钝化剂的空白。

2、本发明的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，能够明显提高粉末渗锌产品的耐蚀性能。

3、本发明的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，能够提高粉末渗锌产品外观整洁性和颜色一致性，经本钝化剂处理的粉末渗锌产品，外观整洁，颜色均匀，一致。

4、本发明的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，可以对粉末渗锌产品的磕碰起到一定的保护作用，经本钝化剂处理后，产品表面形成一层钝化膜，该钝化膜附着力强，摩擦系数小，且具有一定的弹性，对渗锌层有一定的保护作用。产品磕碰后其耐蚀性能也无明显降低。

5、本发明的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，使用简单，经其处理后不需要水洗，不会产生废水和废液，对环境危害小。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作详细说明，所述实施例是说明性的，而非限制性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例一：

一种粉末渗锌用无铬钝化剂，包括成膜剂、络合剂、缓蚀剂、pH值调节剂和水，所述成膜剂为改性水性丙烯酸树脂(D-225)，含量（以质量分数计）为16%，所述络合剂为草酸，含量为3%，所述缓蚀剂是由两种无机盐A和B组成的混合物，其中A为钼酸盐，B为磷酸盐，其中A：B=1.5:1,缓蚀剂的含量为3.5%，所述 pH值调节剂为醋酸-醋酸钠缓冲溶液含量为4%，剩余量为去离子水。

本实施例的无铬钝化剂的制备步骤如下：

步骤1、称取总量50%的去离子水，倒入电磁加热搪玻璃反应釜中；

步骤2、将草酸加入到反应釜中，启动反应釜搅拌器，以40转/min的转速机械搅拌10分钟；

步骤3、将缓蚀剂中的钼酸盐A加入到反应釜中，继续机械搅拌10分钟；

步骤4、将缓蚀剂中的磷酸盐B加入到反应釜中，继续机械搅拌10分钟；

步骤5、将改性水性丙烯酸树脂(D-225)加入到反应釜中，以80转/min的转速，机械搅拌35分钟；

步骤6、将剩余的水加入到反应釜中，以80转/min的转速，机械搅拌10分钟；

步骤7、在反应釜中加入pH值调节剂，调节反应釜内溶液的pH值在3.5-3.7，得到成品无铬钝化剂。

配制时先称取一定量的去离子水（一般取定量去离子水的50%），然后依次加入定量的成膜剂，络合剂，缓蚀剂，pH值调节剂，添加下一成分应在添加上一成分并搅拌10min，混合均匀后，最后加入定量的剩余去离子水，继续搅拌30min即可。

使用时先将无铬钝化剂原液稀释至20%（钝化剂含量）,溶液温度控制为常温，然后把需要处理的粉末渗锌产品水洗后，直接浸泡在钝化剂溶液中90s提出,在空气中静置15～20s，然后移至离心甩桶中，甩除多余的钝化剂。甩除时间为15s,控制频率为50Hz，最后将处理的产品转移到网带炉上进行烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为30min。

最后得到的产品表面形成一层厚度为4～6μm的钝化膜，经过试验，耐盐雾性能可以达到中性盐雾试验500h红锈5级。

实施例二：

一种粉末渗锌用无铬钝化剂，包括成膜剂、络合剂、缓蚀剂、pH值调节剂和水，所述成膜剂为改性水性丙烯酸树脂(D-225)，含量（以质量分数计）为17%，所述络合剂为草酸，含量为2.8%，所述缓蚀剂是由两种无机盐A和B组成的混合物，其中A为钼酸盐，B为磷酸盐，其中A：B=1.5:1,缓蚀剂的含量为3.7%，所述 pH值调节剂为醋酸-醋酸钠缓冲溶液含量为4.2%，剩余量为纯水。

实施例三：

一种粉末渗锌用无铬钝化剂，包括成膜剂、络合剂、缓蚀剂、pH值调节剂和水，所述成膜剂为改性水性丙烯酸树脂(D-225)，含量（以质量分数计）为18%，所述络合剂为草酸，含量为2.8%，所述缓蚀剂是由两种无机盐A和B组成的混合物，其中A为钼酸盐，B为磷酸盐，其中A：B=1.5:1,缓蚀剂的含量为4.0%，所述 pH值调节剂为醋酸-醋酸钠缓冲溶液含量为4.5%，剩余量为去离子水。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种粉末渗锌用无铬钝化剂，其特征在于：包括成膜剂、络合剂、缓蚀剂、pH值调节剂和水，所述成膜剂的含量（以质量百分数计）为10%～25%，所述络合剂的含量为1%～5%，所述缓蚀剂的含量为2%～6%,所述 pH值调节剂的含量为1%～6%，剩余量为水，所述成膜剂是钝化剂的主要组成部分,为改性水性丙烯酸树脂，所述络合剂为草酸，所述缓蚀剂是由两种无机盐A和B组成混合物，A为钼酸盐，B为磷酸盐，所述 pH值调节剂为醋酸-醋酸钠缓冲溶液。

2.根据权利要求1所述的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，其特征在于：所述的所述成膜剂的含量为15%～20%，所述络合剂的含量为2%～4%，所述缓蚀剂的含量为3%～5%，所述pH值调节剂的含量为2.5%～4.5%，剩余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，其特征在于：所述成膜剂的含量为16～18%，所述络合剂的含量为2.5%～3%，所述缓蚀剂的含量为3.5%～4%，所述pH值调节剂的含量为4%～4.5%，剩余量为水。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，其特征在于：所述成膜剂的牌号为D-225。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，其特征在于：所述缓蚀剂中的钼酸盐A与磷酸盐B的比例为1.5:1。

6.根据权利要求1-3任一所述的一种粉末渗锌用无铬钝化剂，其特征在于：所述水为纯水或去离子水。

7.一种粉末渗锌用无铬钝化剂的制备方法，其特征在于制备步骤如下：

步骤1、称取总量40-60%的水，倒入电磁加热搪玻璃反应釜中；

步骤2、将络合剂加入到反应釜中，启动反应釜搅拌器，以30—50转/min的转速机械搅拌8-15分钟；

步骤3、将缓蚀剂中的钼酸盐A加入到反应釜中，继续机械搅拌8-15分钟；

步骤4、将缓蚀剂中的磷酸盐B加入到反应釜中，继续机械搅拌8-15分钟；

步骤5、将成膜剂加入到反应釜中，以70-100转/min的转速，机械搅拌25-40分钟；

步骤6、将剩余的水加入到反应釜中，以70-100转/min的转速，机械搅拌5-20分钟；

步骤7、在反应釜中加入pH值调节剂，调节反应釜内溶液的pH值在3-4.5，得到成品无铬钝化剂。