[发明专利]一种无铬复合钝化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属钝化剂技术领域，具体涉及一种无铬复合钝化剂及其制备方法。

背景技术

近几十年来，我国一直使用六价铬酸盐钝化，六价铬酸盐钝化处理明显提高热浸锌及锌合金的耐蚀性，生成的钝化膜具有自我修复作用，并且价格低廉，使用非常广泛，但铬酸盐钝化液中含有六价铬这种剧毒致癌物， 严重影响人体健康及污染环境。目前世界各国都开始限制或禁止使用铬酸盐处理方法，如欧盟2006年7月开始实施的无六价铬产品的ROHS环保法令。因此开发无毒环保、高效、低耗的无六价铬钝化技术，实现高品质、环境友好钢材表面处理，需求非常迫切。

目前代替六价铬钝化技术的是三价铬钝化技术，三价铬的毒性仅为六价铬的1/100，三价铬钝化解决了环境污染的问题，但它毕竟含有毒的三价铬离子，工厂对含有三价铬离子的废水处理起来困难，耗能大，近些年来国家提倡节能、减排的相关政策，限制一些耗能大户，这对三价铬钝化提出了新的挑战。

于是无铬钝化被提到日程上来，掀起一阵无铬钝化的研究浪潮，无铬钝化相对于以上提到的两种钝化处理方法，具有无毒环保、高效、低耗等特点。无铬钝化包括无机盐类钝化、有机物钝化和有机无机复合钝化。无机盐类钝化包括钼酸盐、钨酸盐、硅酸盐和稀土金属盐等无机盐类钝化。有机物钝化包括单宁酸、植酸、油酸、有机硅烷等有机物钝化。有机无机复合钝化即无铬复合钝化包括植酸和磷酸盐等的复合钝化、硅烷偶联剂处理、涂覆处理等复合钝化方法。早期无机盐类和有机物无铬钝化的耐蚀性不如六价铬钝化，无机盐类钝化形成的钝化膜不像六价铬钝化膜具有自修复能力，在膜破损情况下，膜无法修复，造成钝化膜耐蚀性下降。有机物钝化虽然耐蚀性比无机盐类钝化好，但膜存在缺陷，耐蚀性不如六价铬钝化剂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种无铬复合钝化剂及其制备方法，减少铬污染的同时，使本发明钝化剂的耐蚀性接近六价铬钝化剂。

本发明的无铬复合钝化剂，各组分含量按质量百分比为：γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷3.0～10%，钼酸钠 0.1～3.0%，氯化铈0.1～5.0%，磷酸0.5～4.0%，醋酸0.5～4.0%，水溶性环氧树脂15～20%，水溶性丙烯酸树脂5～15%，水10～30%，乙醇20～40%，其适用于处理钢铁、锌及锌合金，或铝及铝合金。

本发明的无铬复合钝化剂的制备方法，按如下步骤进行：

（1）配置硅烷溶液：在室温下，按质量百分比将20～40%的乙醇、3.0～10%的水、3.0～10%的γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷混合，用醋酸调节溶液的pH值在4～6之间，将配好的硅烷溶液封闭放置至少2天时间，使硅烷发生醇解生成有利于形成钝化膜的SiOH活性基团；

（2）配置钼酸钠、氯化铈混合水溶液：按质量百分数将0.1～3.0%的钼酸钠、0.1～3.0%的氯化铈，0.5～4.0%的磷酸加入蒸馏水中，搅拌10分钟，用醋酸或氨水调节pH值在4～6之间；

（3）将配置好的钼酸钠、氯化铈混合水溶液倒入硅烷溶液中，按质量百分比依次加入15～20%的水溶性环氧树脂、5～15%的水溶性丙烯酸树脂，搅拌30分钟，使钝化液黏稠性达到35～46mPa﹒s，即得到最终产品。

本发明含有水溶性高分子树脂，无机缓蚀剂，与乙醇混合、形成无色、无毒环保、透明清澈的溶液。在室温下，通过滚涂、刷涂，在钢铁、热镀锌及合金，铝及铝合金表面上发生化学交联反应，固化成膜。

与现有技术相比，本发明的特点及其有益效果是：

1．由于本发明的钝化剂无六价铬，所以极大了降低了对环境的污染；

2．本发明的钝化剂的耐腐蚀性能接近六价铬钝化剂水平，突破了传统有机和无机钝化剂的性能瓶颈；

3．本发明制备方法简单易行，原料在市场上均有销售。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不仅限于下述的实施例：

本是实施例所用原料在市场上均有销售；

本发明钝化剂的耐蚀性评价方法如下：