[发明专利]一种镀锌及锌合金黑色钝化液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镀后处理剂，特别涉及到一种镀锌及锌合金黑色钝化液及其制备、使用方法，此钝化液具有稳定性好、成本较低、钝化层乌黑、色泽均匀，镀层完全无Cr(VI)、抗腐蚀性能好的优点。

背景技术

镀锌及锌合金黑色钝化是获得黑色装饰层的方法之一，与其他获得黑色装饰层的方法如镀黑铬、黑镍，钢铁发蓝、镀锌层着色等相比，具有处理工艺简单，成本低廉，抗蚀性好的优点。镀锌及锌合金黑钝化兼有装使镀层和耐蚀镀层的优点，黑钝后的镀层具有良好的抗蚀性和结合力，而且纯黑油亮，色调均匀美观大方，具有减少视觉疲劳，消除散射光，防止漫散射作用，加之符合现代工业对黑色涂层的装饰性和功能性的要求，因而被广泛应用于各个领域，特别适用于电子产品、太阳能集热器、无线电仪表、光学仪器、汽车零件、日用五金等，显示旺盛的生命力和潜力。

现有黑色钝化工艺大多是采用铬酸酐对镀锌或锌合金层进行钝化，钝化层均含有六价铬，随着人们环保意识的增强，其应用逐渐受到严格限制，毒性较低的三价铬镀锌钝化液取代高毒性的Cr(VI)钝化液已是大势所趋。早期的三价铬黑色钝化液只是将Cr(VI)钝化液中的Cr(VI)化合物替换成三价铬化合物，在这种三价铬钝化液中生成的钝化膜颜色为天蓝色，耐蚀性很差(耐盐雾试验小于36h)，根本无法替代Cr(VI)钝化工艺。之后陆续出现了改进型的黑色三价铬钝化产品。目前市场上已经出现了多种三价铬钝化液产品，并得到了大规模的应用。其耐蚀性和装饰性已达到或超过六价铬钝化液的钝化效果。但是经三价铬钝化液处理的钝化件，放置一段时间后，钝化膜中会出现六价铬，而且随着放置时间的延长，六价铬会逐渐增加，远远超过欧盟法规RoHS指令和WEEE指令的要求。这一问题已成为困扰三价铬钝化技术进一步推广与应用，已经造成了不少企业发生退货问题，成为三价铬钝化中最为棘手并亟需解决的问题。

专利CN101831648C所述基于有机前躯体的三价铬黑色钝化液，其特征是所述酸性媒介染料为酸性媒介黑PV和酸性媒介黑T中的一种或两种，形成染料-铬-染料的络合物黑色色淀，附着在凝胶状的Cr(OH)₃沉淀中，得到黑色钝化膜，但由此得出的钝化膜结合力不好，黑色膜不均匀，容易脱落。专利CN101668882A中叙述了一种用于在含锌合金层上制备基本无铬(VI)黑色钝化层，详细叙述了其中羧酸组成、其他组成成分和使用方法，但是由于钝化液中存在氧化剂成分，如硝酸等，同时在存放和使用过程中可能与空气接触，会使镀液中产生Cr(VI)，工作液中又没有可以将生成的Cr(VI)还原的物质，在生产过程中会残留在镀层中，而且随着放置时间的延长，六价格会逐渐增加，不能通过钝化层无Cr(VI)检测。

市场上使用的黑色钝化剂普遍存在的问题是成本较高、钝化液稳定性差、钝化液调整困难，需要一定的技术水平，钝化层不均匀，外观效果不理想，钝化层抗腐蚀性能差、镀层含有或会产生Cr(VI)等。因此研发出一种稳定性好、完全无Cr(VI)且成本较低的三价铬黑色钝化液有着现实的意义，而且具有可观的市场前景。

发明内容

本发明旨在提供一种镀锌及锌合金黑色钝化液及其制备方法，此三价铬镀锌黑色钝化液性能稳定、操作管理简便、成本低廉，经此钝化液钝化的锌镀层乌黑油亮、色泽均匀、耐蚀性好、结合力佳，镀液和镀层中完全不含有Cr(VI)，适合在在各大厂家推广应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种镀锌及锌合金黑色钝化液，溶剂为水，其组成为：

三价铬盐5-50g/L

辅助成膜剂1-10g/L

还原剂0.2-10g/L

pH缓冲剂2-15g/L

螯合剂1-50g/L

黑化剂0.5-10g/L

氧化剂1-50g/L

pH调节剂0-50g/L。

优选的，本专利涉及的三价铬镀锌黑色钝化液，组成如下：

三价铬盐10-15g/L

辅助成膜剂2-5g/L

还原剂1-4g/L

pH缓冲剂2-7g/L

螯合剂10-20g/L

黑化剂5-8g/L

氧化剂3-10g/L

pH调节剂5-8g/L。