[发明专利]一种镀锌用彩色钝化液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镀锌用彩色钝化液及其制备方法，属材料表面处理技术领域。

背景技术

材料腐蚀与材料防腐工程，直接关系到经济的发展和人民的生命安全，表面工程技术是解决机械零部件及材料腐蚀与防护最经济有效的技术手段。电镀锌是提高钢铁材料表面抗腐蚀能力的有效途径，目前广泛地应用于建筑、交通、机械、电子、航空等许多领域中。但在潮湿的环境中，尤其在湿热环境中，镀锌层容易发生腐蚀，使镀层表面形成暗灰色或白色疏松的腐蚀产物—白锈；时间长了会出现红锈，从而失去防腐效果。为了提高镀层的耐蚀性，须在钢铁材料表面电镀锌后，再对镀层进行钝化处理，以便在镀锌层表面形成致密的钝化膜，从而进一步提高材料的耐蚀性，延长材料的使用寿命。

目前几乎所有的镀锌材料如镀锌板等的后处理工艺都采用以六价铬或三价铬为主要成分的溶液进行钝化处理，由于六价铬毒性高且容易致癌，各国政府已严格限制其使用和排放，尤其是在欧盟RoHS指令中明确禁止使用任何经六价铬钝化技术处理的零件和产品；三价铬钝化工艺尽管比六价铬的污染性小得多，但是经三价铬钝化的镀锌材料经过一段时间后仍会被氧化成六价铬，也就是说实质上并没有真正解决六价铬的毒性问题，所以很多国家和地区也开始限制使用三价铬钝化工艺。

因此，开发符合环保要求的无铬钝化液必然成为今后的发展趋势。目前国内外对于镀锌层无铬钝化液的研究主要有钼酸盐体系、钛盐体系、稀土体系、硅酸盐体系、植酸体系和有机物体系等，但目前还没有一种无铬钝化液可以在生产上完全取代传统含铬钝化液。钼酸盐钝化液可形成多种颜色钝化膜，但是耐蚀性差、效率低、成本高、维护困难，而且钼与铬同族，化学性质相似，仍存在污染问题。硝酸盐钝化液可提供较好的耐蚀性，外观颜色欠佳，成膜效率较低。稀土钝化液也可以形成耐蚀性优良的钝化膜，但成膜效率太低，一般要钝化1~2天才能达到性能要求，而含铬钝化只需5~30秒。植酸和有机物钝化液环保性好，无重金属离子处理问题，但是成膜光亮性和耐腐蚀性较差，成本高，维护困难。钛盐钝化液清洁环保，膜层耐蚀性好，成本低，效率高，是最有应用前景的无铬钝化液，彩色钝化后的镀锌件颜色已经可以达到六价铬彩色钝化的外观色彩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镀锌用彩色钝化液，所述钝化液的组分如下：三氯化钛3~10ml/L；硝酸钠5~15g/L；葡萄糖酸钠1~8g/L；硼酸1~3g/L；H₂O₂10~20mL/L；硝酸铈3~5g/L；醋酸钠1~3g/L；其余为H₂O。

本发明的另一目的在于提供所述镀锌用彩色钝化液的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将硝酸钠、硼酸分别溶解于水中，得硝酸钠水溶液、硼酸水溶液。

（2）将三氯化钛加入步骤（1）得到的硝酸钠水溶液中，混合均匀。

（3）将葡萄糖酸钠加入步骤（2）得到的混合溶液中，混合均匀。

（4）将步骤（1）得到的硼酸水溶液加入步骤（3）得到的混合液中，混合均匀。

（5）将硝酸铈加入步骤（4）得到的混合液中，混合均匀。

（6）将H₂O₂加入步骤（5）得到的混合液中，混合均匀。

（7）将醋酸钠加入步骤（6）得到的混合液中，混合均匀。

（8）在步骤（7）得到的混合溶液中加水定容至所需体积，按常规方法用HCl溶液调节溶液的pH值为1~1.5，即得硅酸盐彩色钝化液。

本发明所述三氯化钛、硝酸钠、葡萄糖酸钠、硼酸、H₂O₂、硝酸铈、NaAc为市售分析纯化学试剂。

使用所述彩色钝化液对电镀锌及热镀锌材料进行钝化处理的方法为：将经过电镀锌的材料（常规方法得到）用水清洗干净，按常规方法进行出光处理后，取出材料水洗，再将材料浸入所述钛盐彩色钝化液中，室温下浸泡5~30秒后，取出并用水清洗后，干燥即可。

所述出光处理（常规方法）为：将镀锌后的材料放入由HNO₃和H₂O组成的出光液中，于室温下浸泡3~5秒后，取出即可，其中出光液具体配比为：质量浓度为65%的HNO₃5~15mL/L，其余为H₂O。

所述经镀锌、出光和钝化后的材料的清洗方法为：自来水冲洗，或者在装有清洁水的槽中或池中漂洗，直至将镀件表面清洗干净为宜。

所述经钝化后的镀锌材料的干燥方法为：自然晾干，或者用吹风机吹干，或者用烤箱烘干。