阅读说明：本技术 耐蚀钝化剂及其制备方法 (Corrosion-resistant passivator and preparation method thereof ) 是由 邓正平 孟祥举 胡明 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种耐蚀钝化剂,包括如下重量份的组分：三价铬盐200～250份、络合剂50～100份、稳定剂10～50份和金属盐80～160份,所述稳定剂由甲基纤维素和高聚物制备而成,所述高聚物为明胶及甘氨酸中的至少一种。耐蚀钝化剂得到的钝化膜层的硬度较高,耐蚀稳定剂较好。(The invention relates to a corrosion-resistant passivator which comprises the following components in parts by weight: 200-250 parts of trivalent chromium salt, 50-100 parts of complexing agent, 10-50 parts of stabilizing agent and 80-160 parts of metal salt, wherein the stabilizing agent is prepared from methyl cellulose and high polymer, and the high polymer is at least one of gelatin and glycine. The passivation film layer obtained by the corrosion-resistant passivator has higher hardness and better corrosion-resistant stabilizer.)

耐蚀钝化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，特别是涉及一种耐蚀钝化剂及其制备方法。

背景技术

锌是一种化学性质很活泼的金属，电镀锌后如果不进行很好的后处理，镀锌层在大气中容易氧化变暗，最后产生腐蚀。为了减少锌的化学活性，往往采用钝化剂来钝化处理。

传统的镀锌钝化剂中广泛使用的是六价铬钝化剂，因为六价铬钝化剂成膜快、耐蚀性好，但是六价铬对水质会造成严重的污染。因此钝化剂开始从高铬向中铬、低铬方向发展。其中，三价铬钝化剂开始受到大家的关注，因为三价钝化剂既可以代替六价铬钝化剂，又可以在制备钝化剂时不再使用强酸，使用该钝化剂得到的钝化膜的色泽均匀，但是依然存在一些明显的不足，如成膜速度慢、镀锌层钝化后耐蚀性下降以及钝化层耐刮性能降低等重要问题。因此，对于一些镀锌部件长期处于复杂的酸性气体或者易于腐蚀污染的环境中时，利用传统技术得到的三价铬钝化剂并不受用。

发明内容

基于此，本发明提供了一种耐蚀钝化剂及其制备方法，使用该钝化剂在镀锌层上形成的钝化层具有良好的耐蚀稳定性和耐刮性能。

具体技术方案如下：

一种耐蚀钝化剂，包括如下重量份的组分：三价铬盐200～250份、络合剂50～100份、稳定剂10～50份和金属盐80～160份，所述稳定剂由包括甲基纤维素和高聚物的原料制备而成，所述高聚物为明胶及甘氨酸中的至少一种。

在其中一个实施例中，包括如下重量份的组分：三价铬盐220～250份、络合剂60～90份、稳定剂10～30份和金属盐100～150份。

在其中一个实施例中，所述三价铬盐为碱式硫酸铬、硝酸铬及氯化铬中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述络合剂为氟化氢铵、丙二酸、草酸、柠檬酸及苹果酸中的至少二种。

在其中一个实施例中，所述金属盐为硫酸钴、硫酸镁、硝酸钠、硝酸钴及硝酸镧中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述稳定剂中所述甲基纤维素与所述高聚物的质量比为1:(3～5)。

在其中一个实施例中，所述稳定剂的制备包括以下步骤：将所述甲基纤维素溶于90℃～100℃纯水中，加入所述高聚物，搅拌充分溶解，即得所述稳定剂。

在其中一个实施例中，所述高聚物为所述明胶和所述甘氨酸的混合物。

一种上述耐蚀钝化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；

将三价铬盐加入60℃～100℃纯水中，搅拌溶解，得第一混合溶液；

向所述第一混合溶液中加入络合剂和稳定剂，搅拌溶解，70℃～100℃恒温放置2～5小时，得第二混合溶液；

向第二混合溶液中加入金属盐，搅拌溶解，即得耐蚀钝化剂。

在其中一个实施例中，所述纯水温度为90℃～100℃；和/或，

所述恒温温度为80℃～100℃。

本发明的镀锌层三价铬环保耐蚀钝化剂及其制备方法具有以下优点和有益效果：

本发明的发明人通过大量创造性实验研究发现，制备耐蚀钝化剂通过加入耐蚀性稳定剂参与反应增强了钝化膜层的硬度，钝化膜层的耐蚀性也明显提高。

本发明的耐蚀钝化剂稳定性高、适用范围广，具有较低的生产成本。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供了一种耐蚀钝化剂，包括如下重量份的组分：三价铬盐200～250份、络合剂50～100份、稳定剂10～50份和金属盐80～160份，稳定剂由包括甲基纤维素和高聚物的原料制备而成，高聚物为明胶及甘氨酸中的至少一种。

在一个具体示例中，包括如下重量份的组分：三价铬盐220～250份、络合剂60～90份、稳定剂10～30份和金属盐100～150份。

在一个具体示例中，三价铬盐为碱式硫酸铬、硝酸铬及氯化铬中的至少一种。

在一个具体示例中，络合剂为氟化氢铵、丙二酸、草酸、柠檬酸及苹果酸中的至少二种。

在一个具体示例中，金属盐为硫酸钴、硫酸镁、硝酸钠、硝酸钴及硝酸镧中的至少一种。

在一个具体示例中，稳定剂中甲基纤维素与高聚物的质量比为1:(3～5)。

在一个具体示例中，稳定剂的制备包括以下步骤：将甲基纤维素溶于90℃～100℃纯水中，加入高聚物，搅拌充分溶解，即得稳定剂。

甲基纤维素具有增稠、增强复合物表面活性的效果，更有助于钝化剂的成膜，进一步和高聚物复合得到的稳定剂具有物力机械性能增强的作用，同时稳定剂中富含的高分子活性基团和三价铬离子能发生络合反应，络合反应结合体可进一步提高钝化剂的耐蚀性效果。

在一个具体示例中，高聚物为明胶和甘氨酸的混合物。

一种上述耐蚀钝化剂的制备方法，包括以下步骤；

将三价铬盐加入60℃～100℃纯水中，搅拌溶解，得第一混合溶液；

向第一混合溶液中加入络合剂和稳定剂，搅拌溶解，70℃～100℃恒温放置2～5小时，得第二混合溶液；

向第二混合溶液中加入金属盐，搅拌溶解，即得耐蚀钝化剂。

在一个具体示例中，纯水温度为90℃～100℃。

在一个具体示例中，恒温温度为80℃～100℃。

以下实施例中，如无特殊说明，原料均来源于市售。

稳定剂的制备：将5g甲基纤维素溶于98℃纯水中，加入20g明胶或15g甘氨酸，搅拌充分溶解，再补加纯水至1L，即得稳定剂。以下实施例中所用到的稳定剂均为本发明制备的稳定剂。

实施例1

原料：

三价铬盐：碱式硫酸铬160g、硝酸铬90g；

络合剂：氟化氢铵30g、柠檬酸50g；

稳定剂：10g；

金属盐：硝酸钠50g、硝酸钴50g。

耐蚀钝化剂的制备：

将三价铬盐加入98℃纯水中，搅拌溶解，得第一混合溶液；

向第一混合溶液中加入络合剂和稳定剂，搅拌溶解，80℃恒温放置2小时，自然冷却，得第二混合溶液；

向第二混合溶液中加入金属盐，搅拌溶解，即得耐蚀钝化剂。

实施例2

原料：

三价铬盐：碱式硫酸铬150g、氯化铬80g；

络合剂：氟化氢铵30g、苹果酸40g；

稳定剂：20g；

金属盐：硝酸钠100g、硝酸钴50g。

耐蚀钝化剂的制备：

将三价铬盐加入98℃纯水中，搅拌溶解，得第一混合溶液；

向第一混合溶液中加入络合剂和稳定剂，搅拌溶解，80℃恒温放置2小时，自然冷却，得第二混合溶液；

向第二混合溶液中加入金属盐，搅拌溶解，即得耐蚀钝化剂。

实施例3

原料：

三价铬盐：硝酸铬150g、氯化铬80g；

络合剂：氟化氢铵30g、丙二酸35g；

稳定剂：25g；

金属盐：硝酸钠50g、硝酸钴50g。

耐蚀钝化剂的制备：

将三价铬盐加入98℃纯水中，搅拌溶解，得第一混合溶液；

向第一混合溶液中加入络合剂和稳定剂，搅拌溶解，80℃恒温放置2小时，自然冷却，得第二混合溶液；

向第二混合溶液中加入金属盐，搅拌溶解，即得耐蚀钝化剂。

实施例4

原料：

三价铬盐：硝酸铬150g、氯化铬80g；

络合剂：氟化氢铵5g、丙二酸5g；

稳定剂：25g；

金属盐：硝酸钠50g、硝酸钴50g。

耐蚀钝化剂的制备：

将三价铬盐加入98℃纯水中，搅拌溶解，得第一混合溶液；

向第一混合溶液中加入络合剂和稳定剂，搅拌溶解，80℃恒温放置2小时，自然冷却，得第二混合溶液；

向第二混合溶液中加入金属盐，搅拌溶解，即得耐蚀钝化剂。

实施例5

原料：

三价铬盐：硝酸铬50g、氯化铬20g；

络合剂：氟化氢铵30g、丙二酸35g；

稳定剂：25g；

金属盐：硝酸钠50g、硝酸钴50g。

耐蚀钝化剂的制备：

将三价铬盐加入98℃纯水中，搅拌溶解，得第一混合溶液；

向第一混合溶液中加入络合剂和稳定剂，搅拌溶解，80℃恒温放置2小时，自然冷却，得第二混合溶液；

向第二混合溶液中加入金属盐，搅拌溶解，即得耐蚀钝化剂。

对比例1

原料：

三价铬盐：碱式硫酸铬150g、氯化铬100g；

络合剂：氟化氢铵30g、苹果酸50g；

金属盐：硝酸钠100g、硝酸钴50g。

耐蚀钝化剂的制备：

将三价铬盐加入98℃纯水中，搅拌溶解，得第一混合溶液；

向第一混合溶液中加入络合剂，搅拌溶解，80℃恒温放置2小时，自然冷却，得第二混合溶液；

向第二混合溶液中加入金属盐，搅拌溶解，即得耐蚀钝化剂。

对比例2

原料：

三价铬盐：碱式硫酸铬150g、氯化铬100g；

稳定剂：25g；

金属盐：硝酸钠100g、硝酸钴50g。

镀锌层三价铬环保耐蚀钝化剂的制备：

将三价铬盐加入98℃纯水中，搅拌溶解，得第一混合溶液；

向第一混合溶液中加入稳定剂，搅拌溶解，80℃恒温放置2小时，自然冷却，得第二混合溶液；

向第二混合溶液中加入金属盐，搅拌溶解，即得耐蚀钝化剂。

试验例

在相同环境下，利用上述实施例和对比例制备得到的钝化剂对镀锌板进行浸泡钝化，待形成稳定的钝化膜后，根据GB/T6461-2002标准对膜层进行中性盐雾试验以及耐刮性测试，试验结果如表1和表2所示：

表1：中性盐雾试验结果

表2：耐刮性试验结果

通过上述试验例中对不同钝化剂对镀锌板浸泡钝化后的膜层进行性能分析，结果如表1表2所示。通过实施例1～3结果可知，在本发明所述的配方配比范围内制备得到的钝化剂钝化后膜层的耐蚀性明显提高、并且稳定性更强，相应地，耐刮性能也有一定的提高。通过实施例3和对比例1可知，稳定剂对钝化剂形成的钝化膜的耐蚀性以及在长期盐雾环境下保持的稳定性具有显著的促进效果。通过实施例3、4和对比例2可知，三价铬盐和络合剂在偏离本发明所述的比例范围时得到的钝化剂的耐蚀性及耐刮性性能下降。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。