[发明专利]一种基于有机前驱体的三价铬黑色钝化液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术，具体是指一种基于有机前驱体的三价铬黑色钝化液及其制备方法。

背景技术

镀锌层黑色钝化膜外观乌黑发亮，色泽均匀，高雅庄重。近年来黑色钝化工艺日益受到人们的青睐，使用范围越来越广。目前，镀锌黑色钝化主要使用六价铬钝化工艺。六价铬黑色钝化液含有大量铬酐等六价铬化合物，具有高毒性和强致癌性，对环境和人体健康存在严重的危害性。随着人们环境保护意识的提高，其使用日渐受到限制。黑色钝化膜的市场需求和限制六价铬工艺之间的矛盾促使人们开发了三价铬黑色钝化工艺来代替六价铬黑色钝化工艺。但目前现有的三价铬黑色钝化工艺仍存在很多技术缺陷。如日本专利公开号JP2005187925A、JP2005206872A、JP2007154286A公布的专利中以过渡金属离子和有机硫化合物作镀锌三价铬钝化的发黑剂。该工艺得到的钝化膜虽黑度尚可，但膜层中显色的黑化物颗粒粗大，导致钝化膜层疏松，无光洁度，与基体结合力差，尤其是耐中性盐雾试验（GB/T10125-1997）性能极差，虽经两次封闭，也未能完全通过48h的中性盐雾测试。再如日本专利公开号JP2007154286A，美国专利公开号US5415702A、US20040156999，中国专利公开号CN1729311A、CN101130865A公布的专利中以过渡金属离子和磷酸根离子作发黑剂。这些工艺得到的膜层虽致密光亮、耐蚀性较好，但膜层黑度不足，尤其是随着钝化液的老化，其黑度调整越来越困难。而且由于钝化液中使用磷酸根离子，会给环境造成富营养化的问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术存在的不足，提供一种基于有机前驱体的三价铬黑色钝化液及其制备方法，所述钝化液配方简单，钝化液制备及钝化操作工艺简便，钝化成本低，产品附加值高；钝化液不含六价铬和磷酸根离子，生产过程无六价铬污染，也不会对环境造成富营养化；经本发明钝化液处理得到的产品钝化膜层外观致密、乌黑发亮，装饰性强，耐蚀性好。

本发明的技术解决方案之一是，所述基于有机前驱体的三价铬黑色钝化液的组成是，每升该钝化液种含有：

 Cr³⁺                      0.1g—10g，

 有机羧酸                 0.5g—30g，

 酸性媒介染料             0.1g—10g，

 NO₃^-                                     1g—20g，

 水                       余量；

 其中：

Cr³⁺来源于化合物CrCl₃·6H₂O、Cr₂(SO₄)₃·6H₂O、Cr(NO₃)₃·9H₂O、KCr(SO₄)₂·12H₂O、NH₄Cr(SO4)₂·12H₂O、醋酸铬或铬鞣剂中的一种或一种以上的任意组合；含Cr³⁺的化合物优选CrCl₃·6H₂O，Cr₂(SO₄)₃·6H₂O，Cr(NO₃)₃·9H₂O，最优选Cr(NO₃)₃·9H₂O；Cr³⁺含量优选0.5g/L-5g/L，最优选1g/L-3g/L。

所述有机羧酸为以下有机羧酸中的一种或一种以上的任意组合：

一元羧酸，如甲酸、乙酸、丙酸等，

二元羧酸，如草酸、丙二酸、己二酸等；

羟基羧酸，如羟基乙酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡萄糖酸等；

氨基羧酸，如氨基乙酸、谷氨酸、EDTA、EDTA二钠等。