[发明专利]一种基于纳米凹凸棒土的稀土钝化液及其制备和钝化工艺

说明书

本发明提供一种基于纳米凹凸棒土的稀土钝化液及其制备和钝化工艺，该基于纳米凹凸棒土的稀土钝化液中包括包覆稀土的天然膨润土、纳米凹凸棒土、硅烷偶联剂、过氧化氢、硫酸、硝酸钠和硫酸铜。制备方法为：将硅烷偶联剂加入到乙醇水溶液中搅拌均匀后，加入纳米凹凸棒土，搅拌均匀，形成纳米凹凸棒土溶液；将天然膨润土和稀土元素加入到蒸馏水中，室温下磁力搅拌溶解形成包覆稀土的膨润土溶液；将两种溶液混合后，加入硅酸铝和助剂，混合均匀，形成基于纳米凹凸棒土的稀土钝化液。本发明利用硅烷偶联剂将稀土元素与纳米凹凸棒土和天然膨润土改性，再与硅酸盐结合，制备的钝化液稳定均一，钝化工艺简单，钝化效果好，降低了稀土的用量，成本降低。

技术领域

本发明属于钝化液材料技术领域，具体涉及一种基于纳米凹凸棒土的稀土钝化液及其制备和钝化工艺。

背景技术

钝化处理属一种化学转化膜技术，它是通过化学或电化学等手段，改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃进，而成为耐蚀的钝态，从而显示出耐腐烛的性能。

传统六价络酸盐钝化液因性能稳定，成本小，使用方便，抗蚀性能好，钝化工艺简单等特点而得到广泛应用，但是六价络毒性很高并且会引起致癌，对人体和环境的危害很大，近年来随着环保意识的提高，世界各国都严格限制六价铬的使用。目前，对于代替铬酸盐钝化的工艺研究中，主要包括三价铬和低铬钝化工艺，两稀酸树脂等有机物钝化工艺，稀土钝化、钼酸盐纯化、硅酸盐钝化等无络无机物纯化工艺，以及无机和有机相结合的钝化工艺。其中稀土无机钝化工艺简单，无毒，直接排放不会污染环境，且稀土镧盐和铈盐钝化处理效果接近甚至优于重络酸盐钝化处理效果，但是稀土无机钝化工艺的成本较高，很难广泛应用。

中国专利CN101519776B公开的一种清洁型稀土盐钝化液制备方法，将稀土硝酸亚铈或者氯化亚铈溶液与二硫酸钾溶液、硅酸钠溶液、硼酸溶液作为原料制备形成钝化液，该钝化液不含铬，可显著提高含锌材料的耐腐蚀性能，实现清洁生产。中国专利CN104073854A公开的一种镀锡层的稀土/钼酸盐钝化处理液，将硝酸铈或者氯化铈与钼酸钠混合形成基础液，再加入柠檬酸、酒石酸或者苹果酸调成弱酸性，以适用于镀锡层的电化学钝化。由上述现有技术可知，通过将稀土铈盐与其他无机物相结合，可以在保证不降低钝化效果的前提下，降低稀土无机钝化工艺中稀土的用量，但是钝化液的成本仍然达不到可广泛应用的程度，因此还需要进行一步寻求替代工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于纳米凹凸棒土的稀土钝化液及其制备和钝化工艺，本发明利用硅烷偶联剂将稀土元素与纳米凹凸棒土和天然膨润土改性，再与硅酸盐结合，制备的钝化液稳定均一，钝化工艺简单，钝化效果好，降低了稀土的用量，成本降低。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于纳米凹凸棒土的稀土钝化液，其特征在于，所述基于纳米凹凸棒土的稀土钝化液包括包覆稀土的天然膨润土、纳米凹凸棒土、硅烷偶联剂和助剂，所述助剂为过氧化氢、硫酸、硝酸钠和硫酸铜。

作为上述技术方案的优选，所述硅烷偶联剂为乙酰氧基环氧基硅烷。

本发明还提供一种基于纳米凹凸棒土的稀土钝化液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将硅烷偶联剂加入到乙醇水溶液中搅拌均匀后，加入纳米凹凸棒土，搅拌均匀，形成纳米凹凸棒土溶液；

(2)将天然膨润土和稀土元素加入到蒸馏水中，室温下磁力搅拌溶解形成包覆稀土的膨润土溶液；

(3)将步骤(2)制备的包覆稀土的膨润土溶液中加入步骤(1)制备的纳米凹凸棒土溶液，再加入硅酸铝和助剂，混合均匀，形成基于纳米凹凸棒土的稀土钝化液。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，硅烷偶联剂与乙醇和水的比例为0.01-0.05:0.5:0.5。