CN111441044B - 无磷无氮无铬不锈钢钝化液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及不锈钢表面处理技术领域,更具体地,本发明提供了无磷无氮无铬不锈钢钝化液,按质量百分比计,制备原料至少包括1~5%氧化剂、1~5%成膜剂、3~10%络合剂、0.01~0.2%渗透剂、0.5~2%固膜剂、余量为去离子水;所述固膜剂为碳原子数为8~13的二元羧酸盐。本发明提供的无磷无氮无铬不锈钢钝化液,能够在马氏体不锈钢表面形成一层稳定的耐腐蚀的有机络合钝化膜,成膜效果好,致密性强,在盐水溶液、加热、酸性环境以及压力蒸汽下都具有较好的耐腐蚀保持性,可延长马氏体不锈钢的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢表面处理技术领域,更具体地,本发明提供了无磷无氮无铬不锈钢钝化液及其制备方法。
背景技术
马氏体不锈钢是产量最大、应用最广泛的不锈钢品种之一,以铬为主要合金元素的马氏体不锈钢常用的牌号有9Cr18、9Cr18Mo、AISI440C等。马氏体不锈钢由于材料的固有特性,在精磨和抛光成形后必须经过表面钝化处理,方能形成强耐腐蚀的氧化膜。
目前,马氏体不锈钢钝化处理的钝化液的制备方法主要有硝酸钝化法、铬酸盐钝化法和电化学法等。其钝化液中含有重铬酸离子、硝酸等重污染物质,严重危害环境和作业者身体安全,无法满足无毒无害等绿色清洗技术要求。无铬无氮无铬钝化工艺技术的研究已是趋势所向。为了环保要求,倡导绿色环保,研发一种无毒、环保、低廉的无磷无氮无铬钝化液势在必行。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明第一方面提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,按质量百分比计,制备原料至少包括1~5%氧化剂、1~5%成膜剂、3~10%络合剂、0.01~0.2%渗透剂、0.5~2%固膜剂、余量为去离子水;所述固膜剂为碳原子数为8~13的二元羧酸盐。
作为本发明的一种优选技术方案,按质量百分比计,所述制备原料还包括0.1~2%的聚乙烯醇。
作为本发明的一种优选技术方案,所述聚乙烯醇包括高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇;所述高聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为2000~2500;所述低聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为500~600。
作为本发明的一种优选技术方案,所述高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇的重量比为1:(0.4~0.8)。
作为本发明的一种优选技术方案,所述聚乙烯醇还包括羧基改性聚乙烯醇。
作为本发明的一种优选技术方案,所述成膜剂选自钼酸钠、钼酸钾、钨酸钠、钨酸钾、偏钒酸钠中的一种或几种组合。
作为本发明的一种优选技术方案,所述络合剂选自柠檬酸、单宁酸、丙二酸、丁二酸、酒石酸、葡萄糖酸、异丙醇、山梨糖醇、甘油中的一种或几种组合。
作为本发明的一种优选技术方案,所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇、有机硅氧烷中的一种或几种组合。
本发明的第二方面提供一种根据所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液的制备方法,至少包括以下步骤:将各组分加入到反应釜中,混合搅拌均匀后,加入pH调节剂调节pH后即得。
本发明的第三方面提供一种根据所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液在制备马氏体不锈钢钝化剂中的应用。
有益效果:本发明提供了无磷无氮无铬不锈钢钝化液,通过选择特定的渗透剂、固膜剂以及聚乙烯醇,体系稳定并且各物质间可较好相互协同作用,能够在不锈钢表面形成一层稳定的耐腐蚀的有机络合钝化膜,成膜效果好,致密性强,在盐水溶液、加热、酸性环境以及压力蒸汽下都具有较好的耐腐蚀保持性,可延长不锈钢的使用寿命;本发明提供的马氏体不锈钢钝化液不含有磷、氮、铬等元素,无毒、无污染,对环境友好,工艺简单、环保,符合工业生产要求。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象,除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生,而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量,表示本发明并不限定于该具体数量,还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的,用“大约”、“约”等修饰一个数值,意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中,近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中,范围限定可以组合和/或互换,如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。
为解决上述技术问题,本发明第一方面提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,按质量百分比计,制备原料至少包括1~5%氧化剂、1~5%成膜剂、3~10%络合剂、0.01~0.2%渗透剂、0.5~2%固膜剂、余量为去离子水;所述固膜剂为碳原子数为8~13的二元羧酸盐。
在一种优选的实施方式中,所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液,按质量百分比计,制备原料至少包括3%氧化剂3%成膜剂、6%络合剂、0.1%渗透剂、0.12%固膜剂、余量为去离子水;所述固膜剂为碳原子数为8~13的二元羧酸盐。
<氧化剂>
本发明所述氧化剂选自双氧水、过氧化钠、过硫酸钾、过硫酸钠、次氯酸钠中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中,所述氧化剂为双氧水;所述双氧水中过氧化氢的浓度可为本领域常规浓度,一般为30wt%。
<成膜剂>
本发明所述成膜剂选自钼酸钠、钼酸钾、钨酸钠、钨酸钾、偏钒酸钠中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中,所述成膜剂为钼酸钠。
<络合剂>
本发明所述络合剂选自柠檬酸、单宁酸、丙二酸、丁二酸、酒石酸、葡萄糖酸、异丙醇、山梨糖醇、甘油中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中,所述络合剂为单宁酸。
<渗透剂>
本发明所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇、有机硅氧烷中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中,所述渗透剂为有机硅氧烷。
在一种优选的实施方式中,所述有机硅氧烷选自1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷、1,10-二-三甲氧基硅烷基癸烷、丙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲氧基甲基丙基硅烷、乙基三甲氧基硅烷中的一种或几种组合。
在一种更优选的实施方式中,所述有机硅氧烷包括1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷(CAS:105566-68-5)和甲基三甲氧基硅烷(CAS:1185-55-3)。
在一种更优选的实施方式中,所述1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷的重量比为(0.6~1):1;更优选的,所述1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷的重量比为0.8:1。
体系中甲基三甲氧基硅烷的加入有利于提高马氏体不锈钢表面的耐蚀性,但放置久了易出现老化、点蚀的问题,申请人发现当同时加入1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷可以使得上述问题得到解决,并且能够提高马氏体不锈钢钝化膜的致密性,在压力蒸汽下也可保持较好的耐蚀性。这可能是因为甲基三甲氧基硅烷碳链较短,易于水解,生成的硅醇羟基数目较多,能够与马氏体不锈钢表面结合的化学键较多,相结合较为牢靠,从而能够带来较好的膜层耐蚀性能,但由于此时结合得到的钝化膜结构单一,稳定性较差,放置久了易出现老化、点蚀,此时1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷的加入,水解后与甲基三甲氧基硅、马氏体不锈钢表面作用后,可形成相互交错的网状钝化膜,有利于提高钝化膜的致密性,在压力蒸汽下也可保持较好的耐蚀性。另外,1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷加入过多时,易水解不完全,稳定性不高,在加热环境下耐腐蚀性下降,当控制1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷的重量比为(0.6~1):1,可以带来较好的耐腐蚀性。
<固膜剂>
本发明所述固膜剂为碳原子数为8~13的二元羧酸盐。
在一种优选的实施方式中,所述固膜剂为碳原子数为8~10的二元羧酸盐。
在一种实施方式中,所述二元羧酸盐选自苯二甲酸钠、苯二甲酸钾、辛二酸钙、壬二酸二钠、癸二酸二钠、癸二酸二钾中的一种或几种组合。
在一种优选的实施方式中,所述二元羧酸盐为苯二甲酸钠。
申请人发现二元羧酸盐的加入能与马氏体不锈钢表面的金属离子形成稳定的络合物,溶解不锈钢表面的氧化物,形成一层致密的单分子有机保护膜,有效地阻止氧气和水分子等进入,从而抑制马氏体不锈钢的腐蚀,但有的羧酸盐的加入会使得体系溶解性下降,而当选择碳原子数为8~13的二元羧酸盐,可以很好地溶解,并且能够较好促进钝化膜的生成,可提高钝化膜与马氏体不锈钢的结合强度,提高耐腐蚀性的保持性。
<聚乙烯醇>
按质量百分比计,本发明所述制备原料还包括0.1~2%的聚乙烯醇。
在一种实施方式中,所述聚乙烯醇包括高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇。
在一种优选的实施方式中,所述高聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为2000~2500;所述低聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为500~600。
在一种更优选的实施方式中,所述高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇的重量比为1:(0.4~0.8);更优选的,所述高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇的重量比为1:0.6。
在一种更优选的实施方式中,所述聚乙烯醇还包括羧基改性聚乙烯醇。
在一种更优选的实施方式中,所述羧基改性聚乙烯醇和高聚合度聚乙烯醇的重量比为(1~1.4):1;更优选的,所述羧基改性聚乙烯醇和高聚合度聚乙烯醇的重量比为1.2:1。
所述平均聚合度为衡量聚合物分子大小的指标,以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,按GB/12010.9-89进行测定得到。
所述高聚合度聚乙烯醇购买自上海臣启化工科技有限公司,型号为PVA24-88;所述低聚合度聚乙烯醇购买自安徽龙洋环保科技有限公司,型号为PVA05-88;所述羧基改性聚乙烯醇购买自上海凯杜实业发展有限公司,型号为KD-181。
申请人发现马氏体不锈钢表面被有机硅氧烷膜覆盖形成的保护膜,在长时间的加热环境下,附着力小易脱落,只能带来短期保护的效果。申请人发现高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇的加入,特别是同时再加入羧基改性聚乙烯醇,可使得上述问题得到解决,并且可进一步提高钝化膜的致密性,在压力蒸汽下能够保持更好的耐蚀性。这可能是因为高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇分子链可相互穿插,渗入内层改变钝化膜的微观结构,并且可与有机硅氧烷相互作用,能够有效的与钝化膜发生融合交联,提高成膜后的膜强度和致密性;羧基改性的聚乙烯醇能够降低钝化液的表面张力,从而可加速成膜并使得膜层分布均匀,各个物质之间相互作用可有效提高封孔效果,从而提高钝化膜在加热、酸性环境以及压力蒸汽下的耐腐蚀性保持性,延长耐腐蚀效果。另外,高聚合度聚乙烯醇加入过多,会溶解困难,导致稳定性降低,低聚合度聚乙烯醇加入过少,会使得钝化膜在加热条件下的耐热腐蚀性降低,当控制高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇的重量比为1:(0.4~0.8)时,可带来较好的耐腐蚀性和体系稳定性。
本发明的第二方面提供一种根据所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液的制备方法,至少包括以下步骤:将各组分加入到反应釜中,混合搅拌均匀后,加入pH调节剂调节pH后即得。
在一种优选的实施方式中,所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液的制备方法,至少包括以下步骤:将各组分加入到反应釜中,混合搅拌均匀后,加入pH调节剂调节pH为2~3.5后即得。
<pH调节剂>
本发明所述pH调节剂包括酸性pH调节剂和碱性pH调节剂。
在一种优选的实施方式中,所述酸性pH调节剂选自氢氟酸、稀硫酸、盐酸、柠檬酸中的一种或几种组合;所述碱性pH调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水中的一种或多种组合。
在一种更优选的实施方式中,所述酸性pH调节剂为稀硫酸;所述碱性pH调节剂为氢氧化钠。
在一种更优选的实施方式中,所述酸性pH调节剂是0.5-1.0mol/L的稀硫酸;所述碱性pH调节剂是0.5-1.0mol/L的氢氧化钠溶液;更优选的,所述酸性pH调节剂是0.7mol/L的稀硫酸;所述碱性pH调节剂是0.7mol/L的氢氧化钠溶液。
本发明的第三方面提供一种根据所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液在制备马氏体不锈钢钝化剂中的应用。
实施例
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的。
实施例1
本发明的实施例1提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,按质量百分比计,制备原料至少包括2%氧化剂、2%成膜剂、3%络合剂、0.05%渗透剂、0.6%固膜剂、余量为去离子水;所述固膜剂为碳原子数为8~13的二元羧酸盐。
所述氧化剂为双氧水;所述成膜剂为钼酸钠;所述络合剂为单宁酸。
所述渗透剂为有机硅氧烷;所述有机硅氧烷包括1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷;所述1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷的重量比为0.6:1。
所述二元羧酸盐为苯二甲酸钠。
按质量百分比计,所述制备原料还包括0.3%的聚乙烯醇。
所述聚乙烯醇包括高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇;所述高聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为2000~2500;所述低聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为500~600;所述高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇的重量比为1:0.4。
所述聚乙烯醇还包括羧基改性聚乙烯醇。
所述羧基改性聚乙烯醇和高聚合度聚乙烯醇的重量比为1:1。
所述高聚合度聚乙烯醇购买自上海臣启化工科技有限公司,型号为PVA24-88;所述低聚合度聚乙烯醇购买自安徽龙洋环保科技有限公司,型号为PVA05-88;所述羧基改性聚乙烯醇购买自上海凯杜实业发展有限公司,型号为KD-181。
所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液的制备方法,包括以下步骤:将各组分加入到反应釜中,混合搅拌均匀后,加入pH调节剂调节pH为2~3.5后即得。
所述pH调节剂包括酸性pH调节剂和碱性pH调节剂;所述酸性pH调节剂是0.7mol/L的稀硫酸;所述碱性pH调节剂是0.7mol/L的氢氧化钠溶液。
实施例2
本发明的实施例2提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,按质量百分比计,制备原料至少包括5%氧化剂、5%成膜剂、10%络合剂、0.2%渗透剂、2%固膜剂、余量为去离子水;所述固膜剂为碳原子数为8~13的二元羧酸盐。
所述氧化剂为双氧水;所述成膜剂为钼酸钠;所述络合剂为单宁酸。
所述渗透剂为有机硅氧烷;所述有机硅氧烷包括1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷;所述1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷的重量比为1:1。
所述二元羧酸盐为苯二甲酸钠。
按质量百分比计,所述制备原料还包括2%的聚乙烯醇。
所述聚乙烯醇包括高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇;所述高聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为2000~2500;所述低聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为500~600;所述高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇的重量比为1:0.8。
所述聚乙烯醇还包括羧基改性聚乙烯醇。
所述羧基改性聚乙烯醇和高聚合度聚乙烯醇的重量比为1.4:1。
所述高聚合度聚乙烯醇购买自上海臣启化工科技有限公司,型号为PVA24-88;所述低聚合度聚乙烯醇购买自安徽龙洋环保科技有限公司,型号为PVA05-88;所述羧基改性聚乙烯醇购买自上海凯杜实业发展有限公司,型号为KD-181。
所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液的制备方法同实施例1。
实施例3
本发明的实施例3提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,按质量百分比计,制备原料至少包括3%氧化剂、3%成膜剂、6%络合剂、0.1%渗透剂、0.12%固膜剂、余量为去离子水;所述固膜剂为碳原子数为8~13的二元羧酸盐。
所述氧化剂为双氧水;所述成膜剂为钼酸钠;所述络合剂为单宁酸。
所述渗透剂为有机硅氧烷;所述有机硅氧烷包括1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷;所述1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷的重量比为0.8:1。
所述二元羧酸盐为苯二甲酸钠。
按质量百分比计,所述制备原料还包括1%的聚乙烯醇。
所述聚乙烯醇包括高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇;所述高聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为2000~2500;所述低聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为500~600;所述高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇的重量比为1:0.6。
所述聚乙烯醇还包括羧基改性聚乙烯醇。
所述羧基改性聚乙烯醇和高聚合度聚乙烯醇的重量比为1.2:1。
所述高聚合度聚乙烯醇购买自上海臣启化工科技有限公司,型号为PVA24-88;所述低聚合度聚乙烯醇购买自安徽龙洋环保科技有限公司,型号为PVA05-88;所述羧基改性聚乙烯醇购买自上海凯杜实业发展有限公司,型号为KD-181。
所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液的制备方法同实施例1。
对比例1
本发明的对比例1提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其具体实施方式同实施例3,不同之处在于,1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷的重量比为2:1。
对比例2
本发明的对比例2提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其具体实施方式同实施例3,不同之处在于,1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷替换为辛基三甲氧基硅烷。
对比例3
本发明的对比例3提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其具体实施方式同实施例3,不同之处在于,无1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷。
对比例4
本发明的对比例4提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其具体实施方式同实施例3,不同之处在于,无甲基三甲氧基硅烷。
对比例5
本发明的对比例5提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其具体实施方式同实施例3,不同之处在于,高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇的重量比为1:0.1。
对比例6
本发明的对比例6提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其具体实施方式同实施例3,不同之处在于,无高聚合度聚乙烯醇。
对比例7
本发明的对比例7提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其具体实施方式同实施例3,不同之处在于,无低聚合度聚乙烯醇。
对比例8
本发明的对比例8提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其具体实施方式同实施例3,不同之处在于,羧基改性聚乙烯醇和高聚合度聚乙烯醇的重量比为3:1。
对比例9
本发明的对比例9提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其具体实施方式同实施例3,不同之处在于,无羧基改性聚乙烯醇。
对比例10
本发明的对比例10提供无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其具体实施方式同实施例3,不同之处在于,苯二甲酸钠替换为己二酸钾。
性能测试
1.稳定性试验
将实施例1~3和对比例1~10制备得到的钝化液在室温下放置1天后,观察是否有沉淀、结块现象,每个实施例分别设置100个平行样品,记录沉淀凝、结块的概率即沉淀、结块的数占总测试组合物的数量的百分比。
将实施例1~3和对比例1~10制备得到的钝化液对马氏体不锈钢零件表面进行钝化处理,对马氏体不锈钢零件进行机械抛光、除油、酸浸、然后进行钝化,钝化处理液钝化马氏体不锈钢零件表面的条件:温度30℃,时间0.8小时,然后进行封闭处理、脱水烘干完成全部工艺流程。设置有不经过钝化处理的马氏体不锈钢零件的对照例1,对钝化处理前后的马氏体不锈钢零件表面进行如下试验测试。
2.氯化钠溶液试验
将钝化处理后的马氏体不锈钢零件全部浸入到温度为25℃的0.5moL/L的氯化钠溶液中,保持168h,然后取出零件用水冲洗,再用三级水(符合GB/T6682规定的三级水)漂洗并干燥试件,用10倍放大镜检查零件表面的腐蚀痕迹,其腐蚀程度通过以下级别判定:a级-无任何腐蚀痕迹;b-有轻微腐蚀痕迹,包括对表面反射性影响很小的点蚀或稍加清洗即可除去的沾污及表面变色;c级-有明显的黄色或黑色锈斑生成。
3.柠檬酸溶液试验
将钝化处理后的马氏体不锈钢零件浸没到100g/L的柠檬酸溶液中,室温保持5h,然后取出零件用三级水冲洗,之后放入盛有沸水的烧杯中煮沸30min;再在试验水中冷却,室温保持48h,干燥后用10倍放大镜检查零件表面的腐蚀痕迹,其腐蚀程度通过以下级别判定:a级-无任何腐蚀痕迹;b-有轻微腐蚀痕迹,包括对表面反射性影响很小的点蚀或稍加清洗即可除去的沾污及表面变色;c级-有明显的黄色或黑色锈斑生成。
4.压力蒸汽试验
将钝化处理后的马氏体不锈钢零件放入到托盘置于非真空高压灭菌器,以3min、136℃和0.22MN·m-2作为一个压力蒸汽试验周期进行试验,试验后移出托盘,在空气中冷却至室温,检查零件表面腐蚀痕迹,其腐蚀程度通过以下级别判定:a级-无任何腐蚀痕迹;b级-有腐蚀痕迹,经擦拭即可除去;c级-有腐蚀,经擦拭不能除去;d级-有严重腐蚀,经擦拭不能除去。
5.加热试验
将钝化处理后的马氏体不锈钢零件放入到180℃的烘箱中保温0.5h,取出使之在空气中冷却至室温,检查零件表面腐蚀痕迹,其腐蚀程度通过以下级别判定:a级-无任何腐蚀痕迹;b级-有腐蚀痕迹,经擦拭即可除去;c级-有腐蚀,经擦拭不能除去;d级-有严重腐蚀,经擦拭不能除去。
表1
从上表可看出,本发明提供的无磷无氮无铬不锈钢钝化液,能够在马氏体不锈钢表面形成一层稳定的耐腐蚀的有机络合钝化膜,成膜效果好,致密性强,在盐水溶液、加热、酸性环境以及压力蒸汽下都具有较好的耐腐蚀保持性,可延长马氏体不锈钢的使用寿命。
前述的实例仅是说明性的,用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围,这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (6)
1.无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其特征在于,按质量百分比计,制备原料至少包括1~5%氧化剂、1~5%成膜剂、3~10%络合剂、0.01~0.2%渗透剂、0.5~2%固膜剂、余量为去离子水;所述固膜剂为碳原子数为8~13的二元羧酸盐;按质量百分比计,所述制备原料还包括0.1~2%的聚乙烯醇;所述聚乙烯醇包括高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇;所述高聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为2000~2500;所述低聚合度聚乙烯醇的平均聚合度为500~600, 所述高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇的重量比为1:(0.4~0.8);所述渗透剂为1,8-二(三甲氧基硅烷基)辛烷和甲基三甲氧基硅烷,重量比为(0.6~1):1。
2.根据权利要求1所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其特征在于,所述聚乙烯醇还包括羧基改性聚乙烯醇。
3.根据权利要求1所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其特征在于,所述成膜剂选自钼酸钠、钼酸钾、钨酸钠、钨酸钾、偏钒酸钠中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液,其特征在于,所述络合剂选自柠檬酸、单宁酸、丙二酸、丁二酸、酒石酸、葡萄糖酸、异丙醇、山梨糖醇、甘油中的一种或几种组合。
5.一种根据权利要求1~4任一项所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液的制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤:将各组分加入到反应釜中,混合搅拌均匀后,加入pH调节剂调节pH后即得。
6.一种根据权利要求1~4任一项所述无磷无氮无铬不锈钢钝化液在制备马氏体不锈钢钝化剂中的应用。
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