[发明专利]一种铬离子钝化液及其制备方法和热镀金属材料有效

专利信息
申请号: 201310400589.X 申请日: 2013-09-05
公开(公告)号: CN104060250A 公开(公告)日: 2014-09-24
发明(设计)人: 许哲峰;陈永;徐权;汤佩林;周一林 申请(专利权)人: 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
主分类号: C23C22/07 分类号: C23C22/07;C23C2/26
代理公司: 北京润平知识产权代理有限公司 11283 代理人: 王崇;刘国平
地址: 617000 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 离子 钝化 及其 制备 方法 镀金 材料
【说明书】:

技术领域

发明涉及金属防护领域,具体地,涉及一种铬离子钝化液、一种制备铬离子钝化液的方法、由该方法得到的铬离子钝化液和一种热镀金属材料。

背景技术

热镀金属材料,包括热镀锌金属材料和热镀铝锌金属材料,为了防止发生锈蚀,都会在热镀金属材料的表面涂敷一层金属防护涂料以形成防护膜。因而金属防护涂料的性能对于热镀金属材料的防锈蚀十分重要。

使用含铬的涂料在热镀金属材料的表面形成防护膜是一种重要的选择,具有较大的市场占有率。但是,欧盟议会及理事会于2003年2月13日通过了《电气电子设备中限制使用某些有害物质指令》,简称RoHS指令,即欧盟第2002/95/EC号指令。该项指令要求2006年7月1日以后新投放市场的电子电器设备中,禁止或限制使用的物质有铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、六价铬(Cr6+)。其中,铅(Pb)、六价铬(Cr6+)、镉(Cd)、汞(Hg)属限定的钢板成分或镀层成分或涂层成分。

因此,在国内外市场中,含六价铬的涂料的使用受到了极大的限制,目前,金属防护涂料的开发重点转移到不含六价铬的环保型涂料,特别是三价铬离子涂料。

例如,CN102477551A公开了一种表面处理剂,也属于一种三价铬离子涂料,该三价铬离子涂料含有苯丙乳液和/或硅丙乳液、氟碳乳液和/或氟硅乳液、三价铬化合物和磷酸盐。

但实验证明,该三价铬离子涂料形成的防护膜的耐蚀性仍然较低。

发明内容

为了克服现有的铬离子钝化液形成的防护膜的耐蚀性仍然较低的缺陷,本发明提供了一种铬离子钝化液、一种制备铬离子钝化液的方法、由该方法得到的铬离子钝化液和一种热镀金属材料。

一方面,本发明提供了一种铬离子钝化液,其中,所述铬离子钝化液含有水、膦酸络合剂、聚羧酸水性分散剂、磷酸二氢铝、三价铬源、氧化硅填料和水溶性成膜树脂;所述膦酸络合剂为羟基乙叉二膦酸和/或羟基乙叉二膦酸的碱金属盐。

另一方面,本发明还提供了一种制备铬离子钝化液的方法,其中,该方法包括:(1)制备第一溶液,所述第一溶液含有膦酸络合剂、聚羧酸水性分散剂和磷酸二氢铝;所述膦酸络合剂为羟基乙叉二膦酸和/或羟基乙叉二膦酸的碱金属盐;(2)制备第二溶液,所述第二溶液含有三价铬源、纳米二氧化硅、水溶性成膜树脂;(3)将所述第一溶液和第二溶液混合均匀。

另一方面,本发明还提供了根据上述方法制备得到的铬离子钝化液。

另一方面,本发明还提供了一种热镀金属材料,该热镀金属材料包括热镀金属基材和附着在该热镀金属基材上的涂层,所述热镀金属基材为热镀锌金属基材、热镀铝锌金属基材和热镀铝锌镁金属基材中的至少一种,其特征在于,所述涂层为如上所述的铬离子钝化液的固化产物。

通过上述技术方案,本发明经过固化得到的涂层在高温下或高温后具有更加优异的耐腐蚀性,并且所述涂层中的三价铬在高温下不会转变为六价铬,完全符合环保要求。此外,本发明提供的铬离子钝化液的耐储藏性非常优异,在配制完成后可在室温下储存180天而不发生明显的性状改变和性能下降。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

本发明中,未作相反说明时,气体和液体的体积均为20℃下,一个标准大气压下的数值。在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的术语“溶液”的范围并不限于分散质的粒子直径小于1nm的分散系(真溶液),而是泛指均一的液态混合物,可以包括胶状分散体(胶体溶液)。

一方面,本发明提供了一种铬离子钝化液,其中,所述铬离子钝化液含有水、膦酸络合剂、聚羧酸水性分散剂、磷酸二氢铝、三价铬源、氧化硅填料和水溶性成膜树脂;所述膦酸络合剂为羟基乙叉二膦酸和/或羟基乙叉二膦酸的碱金属盐。

其中,所述铬离子钝化液中,膦酸络合剂的含量为3-18g/L,优选为5-15g/L。

并且,所述三价铬涂料中,相对于每重量份的膦酸络合剂,聚羧酸水性分散剂的含量可以为0.5-2重量份,优选为0.8-1.2重量份。

所述铬离子钝化液中,相对于每重量份的膦酸络合剂,磷酸二氢铝的含量可以为0.5-6重量份,优选为1-3重量份。

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