[发明专利]一种奥氏体薄壁不锈钢管耐蚀着色膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢管着色膜，尤其涉及一种奥氏体薄壁不锈钢管耐蚀着色膜及其制备方法。

背景技术

自二十世纪九十年代以来，不锈钢在我国发展迅速，不锈钢管已广泛应用于石油、化工、医疗、轻工、食品、机械仪表等领域。但是，因为不锈钢管道耐Cl离子腐蚀能力较差，在沿海区域只能通过提高其基材耐蚀性等级来应对环境的腐蚀，且因不锈钢基材颜色均为银白色，较为单一，阻碍了其在具有装饰需求方面的应用，导致目前不锈钢管并没有在国内得到大范围的使用。为扩大不锈钢管道的应用范围，需要在表面着色，并提高其耐腐蚀性能。

目前国内企业对薄壁不锈钢管道的表面处理，主要集中在使用表面涂覆与沉积的方式获得耐蚀着色膜。但此类耐蚀着色膜只是简单的使用物理方法涂覆或沉积于不锈钢基材表面，其耐磨擦性及耐老化性均较差，几年后耐蚀膜就会逐步脱落退化，并不能实现长期与基材同寿命的要求，亦不环保。国外采用的酸性化学着色法，即著名的INCO法能在不锈钢表面形成稳定的耐蚀着色膜，已经实现了工业化应用，但颜色的均一性和重现性仍不理想，需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种奥氏体薄壁不锈钢管耐蚀着色膜，其具有较强的耐蚀性及抗老化性能，可与基材同寿命且颜色多样。

本发明还提供了一种奥氏体薄壁不锈钢管耐蚀着色膜的制备方法，该方法过程简单，操作方便，具有良好的经济性。

为实现上述目的，本发明采用如下方案：

一种奥氏体薄壁不锈钢管耐蚀着色膜，该奥氏体薄壁不锈钢管耐蚀着色膜的着色层覆于钝化层之上。

优选地，所述钝化层直接与奥氏体薄壁不锈钢管基材表面相连。

优选地，所述着色层的颜色随着色层厚度变化而改变，其中着色层厚度不大于300纳米，颜色包含但不限于茶色、蓝色、绿色、金色、黄色、金黄色、蓝金色、紫色、玫瑰红或墨绿色，也可以根据需要制备获得其他INCO法常见的颜色。

优选地，本发明的奥氏体薄壁不锈钢管耐蚀着色膜具有两层或两层以上的结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述奥氏体薄壁不锈钢管耐蚀着色膜具有底层、中间层和外层三层结构，其中底层是一钝化层，与奥氏体薄壁不锈钢管基材表面直接相连；中间层是一光干涉彩色着色层，设置于底层和外层之间，颜色随着色层厚度变化而改变；外层是一固化层。其中，所述钝化层直接与奥氏体薄壁不锈钢管基材表面相连。所述光干涉彩色着色层的颜色随着色层厚度变化而改变，其中着色层厚度不大于300纳米，颜色包含但不限于茶色、蓝色、绿色、金色、黄色、金黄色、蓝金色、紫色、玫瑰红或墨绿色。所述固化层是透明或半透明的。

制备本发明所述的奥氏体薄壁不锈钢管耐蚀着色膜的方法，包括以下步骤：

（1）对不锈钢管进行前处理；

（2）酸洗：将经前处理的不锈钢管放入酸洗液中进行酸洗处理；

（3）钝化：将经酸洗处理的不锈钢管在室温下放入钝化液中进行钝化处理，待管道表面钝化层形成完整后取出管道清洗干净；

（4）着色：将经钝化处理后的不锈钢管放入化学着色液中进行着色，着色完成后将不锈钢管清洗干净，获得本发明所述的奥氏体薄壁不锈钢管耐蚀着色膜。

优选地，其中步骤（1）中所述的前处理包括对不锈钢管进行清洗、抛光、碱液除油等处理；其中碱液除油可以采用本领域公知的碱液（比如氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠的混合水溶液）进行化学除油或电化学除油。

优选地，步骤（2）中的酸洗液为含HNO₃和HF的混合液，或者含H₂SO₄和HCl的混合液，或者含H₂SO₄和HF的混合液，其中优选的酸浓度是120～220g/L HNO₃、15～55 g/L HF、180～220 g/L H₂SO₄、40～120 g/L HCl。步骤（2）的酸洗处理时间为5～15分钟，酸洗温度为20℃～70℃。

优选地，步骤（3）的钝化液为氧化剂，通过对奥氏体薄壁不锈钢表面进行氧化处理形成一钝化膜，优选的氧化剂为硝酸、氢氟酸、重铬酸盐中的一种或两种，其中重铬酸盐可以是常规使用的重铬酸钠、重铬酸钾等；更优选的钝化液是180～300 g/L的HNO₃。

优选地，步骤（3）的钝化处理时间为5～30分钟。