CN111441043A

CN111441043A - 一种镀锌三价铬彩色钝化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN111441043A
Application number: CN202010489011.6A
Authority: CN
Inventors: 陈楷城; 郑博艺
Original assignee: Guangdong Bigely Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Bigely Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2020-07-24

Abstract

本发明提供一种镀锌三价铬彩色钝化剂及其制备方法，其材料包括如下：氯化铬、双氧水、硝酸盐、钴盐、硫酸、琥珀酸、氟钛酸、白炭黑、活性剂、缓蚀剂、去离子水；其材料配重份比如下：氯化铬55‑65g/L、双氧水8‑12g/L、硝酸盐4‑9g/L、钴盐2‑4g/L、硫酸5‑8g/L、琥珀酸4‑10g/L、氟钛酸10‑27g/L、白炭黑0.6‑1.5g/L、活性剂0.6‑1.0g/L、缓蚀剂0.4‑1.0g/L、其余为去离子水。本发明通过氯化铬、双氧水、硝酸盐、钴盐、硫酸、琥珀酸、氟钛酸、白炭黑、活性剂、缓蚀剂和去离子水的原料配合，增强镀锌三价铬彩色钝化剂材料的选择合理性，同时也提高镀锌三价铬彩色钝化剂材料之间的契合度，继而各种配料之间的反应效果，通过步骤A、步骤B、步骤C和步骤D的制备流程配合，使成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液更具环保性能。

Description

一种镀锌三价铬彩色钝化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及钝化剂领域，尤其涉及一种镀锌三价铬彩色钝化剂及其制备方法。

背景技术

钝化剂包括三价铬铝钝化剂、铝无铬钝化剂、镁合金无铬钝化剂、铜钝化剂三价铬彩色钝化剂、三价铬蓝白色钝化剂，普遍用于钢铁制造业，为了提高钢铁制件的耐蚀性，通常在其表面进行镀锌或去合金处理，对于镀锌层来说，锌属于较活泼的金属，它与酸性物质、碱性物质都很易发生化学反应，所以镀锌后如果不采取钝化处理措施，它将很快发生化学变色、破坏。

长期以来，使用者对钢铁制件进行钝化处理时，大多使用的是六价铬酸盐钝化，六价铬酸盐内部成分含有六价铬、汞、铅、镉及苯醚类等有毒物质，对人体及环境产生很大的危害，且不可在钢铁制件表面均匀形成彩色的钝化膜，降低钢铁制件的耐腐蚀性，同时也降低钢铁制件的装饰性效果。

因此，有必要提供一种镀锌三价铬彩色钝化剂及其制备方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种镀锌三价铬彩色钝化剂及其制备方法，解决了现有钝化剂在使用过程中，不具备环保功能，以及耐腐蚀性和装饰性效果差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种镀锌三价铬彩色钝化剂，其材料包括如下：

氯化铬、双氧水、硝酸盐、钴盐、硫酸、琥珀酸、氟钛酸、白炭黑、活性剂、缓蚀剂、去离子水；

其材料配重份比如下：

氯化铬55-65g/L、双氧水8-12g/L、硝酸盐4-9g/L、钴盐2-4g/L、硫酸5-8g/L、琥珀酸4-10g/L、氟钛酸10-27g/L、白炭黑0.6-1.5g/L、活性剂0.6-1.0g/L、缓蚀剂0.4-1.0g/L、其余为去离子水。

优选的，所述双氧水的质量分数范围介于25-40%，所述硫酸的质量分数至少为98%。

优选的，所述白炭黑的尺寸级别为超细纳米级，且白炭黑的尺寸范围介于30-50nm。

一种镀锌三价铬彩色钝化剂的制备方法，其制备步骤如下：

A、配料等量称重：使用者使用精密电子秤对氯化铬、双氧水、硝酸盐、钴盐、硫酸、琥珀酸、氟钛酸、白炭黑、活性剂、缓蚀剂和去离子水按照配料重量进行精准配比，且配比依次为氯化铬55-65g/L、双氧水8-12g/L、硝酸盐4-9g/L、钴盐2-4g/L、硫酸5-8g/L、琥珀酸4-10g/L、氟钛酸10-27g/L、白炭黑0.6-1.5g/L、活性剂0.6-1.0g/L、缓蚀剂0.4-1.0g/L、其余为去离子水；

B、加料搅拌：接着使用者预先将去离子水加入反应容器内，接着使用者再向反应容器内加入氯化铬，使用电动搅拌器对容器内配料进行搅拌，直至氯化铬和去离子水搅拌均匀后，使用者边搅拌边依次加入硫酸，控制溶液的酸碱度，接着使用者再向反应容器内分多次加入双氧水，继而双氧水对容器内配料进行催化反应，反应结束后得到硫酸铬混合液体溶液；

C、加料检测：待反应容器内部温度降低后，使用者逐次将硝酸盐、钴盐、硫酸、琥珀酸、氟钛酸、白炭黑、活性剂和缓蚀剂加入反应容器内，再加入等量的去离子水，使配料溶液总体积不变，接着电动搅拌器将反应容器内部所有配料进行充分搅拌，待反应容器内配料溶液搅拌均匀后，即得到成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液，使用者使用PH试纸对成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的pH值进行检测；

D、成品包装：pH值检测完成后，则使用者将成品放至电子秤进行等量称重包装，继而运输至仓库存储。

优选的，所述在步骤B中，电动搅拌器的搅拌时间介于10-15min，且加料过程中反应容器的反应温度控制范围介于65-90℃。

优选的，所述在步骤B中，使用者再向反应容器内分3-6次缓慢加入双氧水，直至反应容器内部反应溶液颜色呈墨绿色状态为止。

优选的，所述在步骤C中，反应容器内部降低温度范围介于35-45℃，电动搅拌器搅拌时间范围介于15-30min，且分为高、中和低速三种挡速进行搅拌，且高、中和低速三种挡速的搅拌时间范围依次介于5-8min、5-8min和5-14min。

优选的，所述在步骤C中，且成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的pH值检测范围介于0.5-1.5，则成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液呈酸性。

与相关技术相比较，本发明提供的镀锌三价铬彩色钝化剂及其制备方法具有如下有益效果：

本发明提供一种镀锌三价铬彩色钝化剂及其制备方法，

1、本发明通过氯化铬、双氧水、硝酸盐、钴盐、硫酸、琥珀酸、氟钛酸、白炭黑、活性剂、缓蚀剂和去离子水的原料配合，增强镀锌三价铬彩色钝化剂材料的选择合理性，同时也提高镀锌三价铬彩色钝化剂材料之间的契合度，继而各种配料之间的反应效果，通过步骤A、步骤B、步骤C和步骤D的制备流程配合，使成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液更具环保性能，防止成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液内部成分对周边环境和人员造成危害，可在钢铁制件表面均匀形成彩色钝化膜，增强成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液对钢铁制件表面的耐腐蚀性，同时也增强成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的装饰性；

2、本发明通过双氧水的质量分数范围介于25-40%，增强双氧水的催化反应效果，加快配料溶液之间的反应充分度，通过硫酸的质量分数至少为98%，控制反应溶液的酸碱度，通过白炭黑的尺寸级别为超细纳米级且尺寸范围介于30-50nm，增强白炭黑的整体性能，同时也增强成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的防紫外线和抗老化效果，通过电动搅拌器的搅拌时间介于10-15min且加料过程中反应容器的反应温度控制范围介于65-90℃，保持各配料之间的最佳反应温度，增强各配料之间的反应均匀度，通过使用者再向反应容器内分3-6次缓慢加入双氧水直至反应容器内部反应溶液颜色呈墨绿色状态为止，防止双氧水加入量过多对反应溶液造成过度反应，从而增强反应溶液的反应精准度，通过反应容器内部降低温度范围介于35-45℃以及电动搅拌器搅拌时间范围介于15-30min且分为高、中和低速三种挡速进行搅拌，可对各配料之间进行均匀充分的融合搅拌，防止各配料出现反应不均匀的情况，通过成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的pH值检测范围介于0.5-1.5且呈酸性，增强成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的整体性能。

附图说明

图1为本发明提供的镀锌三价铬彩色钝化剂及其制备方法的一种较佳实施例的制备流程图；

图2为本发明提供的pH值变化颜色表；

图3为本发明提供的pH值变化腐蚀程度柱形图；

图4为本发明提供的操作条件表。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3和图4，其中图1为本发明提供的镀锌三价铬彩色钝化剂及其制备方法的一种较佳实施例的制备流程图，图2为本发明提供的pH值变化颜色表，图3为本发明提供的pH值变化腐蚀程度柱形图，图4为本发明提供的操作条件表。一种镀锌三价铬彩色钝化剂，其材料包括如下：

其材料配重份比如下：

所述双氧水的质量分数范围介于25-40%，增强双氧水的催化反应效果，加快配料溶液之间的反应充分度，所述硫酸的质量分数至少为98%，控制反应溶液的酸碱度。

所述白炭黑的尺寸级别为超细纳米级，且白炭黑的尺寸范围介于30-50nm，增强白炭黑的整体性能，同时也增强成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的防紫外线和抗老化效果。

一种镀锌三价铬彩色钝化剂的制备方法，其制备步骤如下：

C、加料检测：待反应容器内部温度降低后，使用者逐次将硝酸盐、钴盐、硫酸、琥珀酸、氟钛酸、白炭黑、活性剂和缓蚀剂加入反应容器内，再加入等量的去离子水，使配料溶液总体积不变，接着电动搅拌器将反应容器内部所有配料进行充分搅拌，待反应容器内配料溶液搅拌均匀后，即得到成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液，使用者使用PH试纸对成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的pH值进行检测，且镀锌三价铬彩色钝化剂溶液浓度的计算方法为：镀锌三价铬彩色钝化剂（%）=滴定读数×N×16.7；

所述在步骤B中，电动搅拌器的搅拌时间介于10-15min，且加料过程中反应容器的反应温度控制范围介于65-90℃，保持各配料之间的最佳反应温度，增强各配料之间的反应均匀度。

所述在步骤B中，使用者再向反应容器内分3-6次缓慢加入双氧水，直至反应容器内部反应溶液颜色呈墨绿色状态为止，防止双氧水加入量过多对反应溶液造成过度反应，从而增强反应溶液的反应精准度。

所述在步骤C中，反应容器内部降低温度范围介于35-45℃，电动搅拌器搅拌时间范围介于15-30min，且分为高、中和低速三种挡速进行搅拌，且高、中和低速三种挡速的搅拌时间范围依次介于5-8min、5-8min和5-14min，可对各配料之间进行均匀充分的融合搅拌，防止各配料出现反应不均匀的情况。

所述在步骤C中，且成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的pH值检测范围介于0.5-1.5，则成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液呈酸性，增强成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的整体性能。

本发明实施例需要说明的是：根据表2表明，随着pH值数值的升高，镀锌三价铬彩色钝化剂的外观颜色逐渐降低，则合格pH值区间范围介于0.75-1.5，根据图3表明，随着pH值逐渐升高，对应的腐蚀程度也逐渐升高，尤其pH值为3以后急剧升高，腐蚀程度加速增大，根据表4数据显示，不同条件下，镀锌三价铬彩色钝化剂的钝化效果不同，本发明镀锌三价铬彩色钝化剂是用在镀锌层上的三价铬彩色钝化系统，镀层耐蚀性高，不含六价铬, 本发明镀锌三价铬彩色钝化剂的钝化层抗盐雾能力比六价铬钝化层出色,继而本发明镀锌三价铬彩色钝化剂较于六价铬彩锌水反应更加快速和稳定，耐腐蚀效果更佳。

本发明实施例需要说明的是：开缸可用自来水或纯水，采用空气温和搅拌或镀件移动搅拌，钝化效果会更好，加热循环温度不超过120℃，跌落镀液的工件必须尽快捞出，否则会影响镀液寿命，镀缸内衬材质应为聚氯乙烯或橡胶，且镀锌三价铬彩色钝化剂可作单独的组分使用，盐雾测试时间最小值为150小时。

本发明通过氯化铬、双氧水、硝酸盐、钴盐、硫酸、琥珀酸、氟钛酸、白炭黑、活性剂、缓蚀剂和去离子水的原料配合，增强镀锌三价铬彩色钝化剂材料的选择合理性，同时也提高镀锌三价铬彩色钝化剂材料之间的契合度，继而各种配料之间的反应效果，通过步骤A、步骤B、步骤C和步骤D的制备流程配合，使成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液更具环保性能，防止成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液内部成分对周边环境和人员造成危害，可在钢铁制件表面均匀形成彩色钝化膜，增强成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液对钢铁制件表面的耐腐蚀性，同时也增强成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的装饰性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种镀锌三价铬彩色钝化剂，其特征在于，其材料包括如下：

其材料配重份比如下：

2.根据权利要求1所述的镀锌三价铬彩色钝化剂，其特征在于，所述双氧水的质量分数范围介于25-40%，所述硫酸的质量分数至少为98%。

3.根据权利要求1所述的镀锌三价铬彩色钝化剂，其特征在于，所述白炭黑的尺寸级别为超细纳米级，且白炭黑的尺寸范围介于30-50nm。

4.一种镀锌三价铬彩色钝化剂的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下：

5.根据权利要求4所述的镀锌三价铬彩色钝化剂的制备方法，其特征在于，所述在步骤B中，电动搅拌器的搅拌时间介于10-15min，且加料过程中反应容器的反应温度控制范围介于65-90℃。

6.根据权利要求4所述的镀锌三价铬彩色钝化剂的制备方法，其特征在于，所述在步骤B中，使用者再向反应容器内分3-6次缓慢加入双氧水，直至反应容器内部反应溶液颜色呈墨绿色状态为止。

7.根据权利要求4所述的镀锌三价铬彩色钝化剂的制备方法，其特征在于，所述在步骤C中，反应容器内部降低温度范围介于35-45℃，电动搅拌器搅拌时间范围介于15-30min，且分为高、中和低速三种挡速进行搅拌，且高、中和低速三种挡速的搅拌时间范围依次介于5-8min、5-8min和5-14min。

8.根据权利要求4所述的镀锌三价铬彩色钝化剂的制备方法，其特征在于，所述在步骤C中，且成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液的pH值检测范围介于0.5-1.5，则成品镀锌三价铬彩色钝化剂溶液呈酸性。