[发明专利]一种批量热浸镀锌工件用耐黑变无铬钝化液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种批量热浸镀锌工件用耐黑变无铬钝化液及其制备方法，其各原料按重量份的构成为：去离子水100份，水性有机硅改性乳液10‑40份，硅溶胶10‑30份，有机缓蚀剂1‑10份，有机硅改性金属氧化物纳米粒子分散液5‑20份，助剂1‑3份。本发明的钝化液不含铬酸盐，耐蚀性和耐黑变性好，使用方便，可满足实际工业生产所需。

技术领域

本发明涉及金属锌表面处理技术领域，具体涉及一种耐黑变无铬钝化液及其制备方法。

背景技术

热浸镀锌广泛应用于钢铁板材、线材或工件表面的防腐蚀处理，但锌层暴露在大气或潮湿的环境中极容易与空气中的水分、二氧化碳或其它微生物接触发生一系列复杂的化学反应生成白锈或黑斑，长时间甚至腐蚀到内部的钢铁层出现红锈，失去了应有的防护效果。因此，必须对锌层表面进行钝化处理，提高锌层的耐腐蚀性。

目前热浸镀锌工件表面钝化处理采用的多为六价铬钝化工艺，工艺简单、成本低廉、钝化膜层耐蚀性好，且具有良好的自修复能力。但六价铬是一种剧毒物质，钝化过程中产生的大量的酸雾及有毒废水不仅伤害了操作工人的身体健康，而且造成了严重的环境污染。随着人民环保意识增强及环保政策的日趋严格，六价铬钝化工艺已处于淘汰边沿，无铬且环境友好的热浸镀锌工件用钝化剂优势明显。目前市场上也出现了一些热浸镀锌工件用无铬钝化剂产品，但是与传统的六价铬钝化膜相比还有较大差距，主要表现在钝化膜层的耐腐蚀性差，容易发生黑斑或白锈等方面。

专利CN 201910570149.6公开了“一种钢铁件表面镀锌钝化剂及其使用方法”，是以磷酸钠和稀土氧化物或稀土盐作为主要成膜物质，这种无机盐钝化膜与磷化膜相似，干燥后膜层较脆且易出现大量不规则的裂纹，水汽和氧气易透过膜层深入到锌层表面造成锌层腐蚀。CN201811128311.0公开了“一种环保无磷金属表面钝化液及其制备方法”，以硅溶胶和锆盐为主要成膜物质，相比传统磷化膜减少了磷对环境的污染，其钝化膜类似于陶化膜，虽然膜层的后续涂装性能优异，但是膜层较薄，耐腐蚀性能较差。专利CN201811485588.9公开了“溶剂法批量热镀锌环保钝化液及其制备和使用方法”，以硅溶胶、水性有机树脂和无机盐为主要成膜剂，钝化膜采用中性盐雾进行测试耐蚀性达到74h，但是对于高温潮湿环境下长期放置的黑斑和白锈情况没有说明。

因此，急需开发适合于批量镀锌工件表面使用的高耐蚀和耐黑变的钝化液。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种不含铬酸盐、耐蚀性和耐黑变性好、使用方便、可满足实际工业生产的热浸镀锌工件用无铬钝化液。

本发明解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种批量热浸镀锌工件用耐黑变无铬钝化液，各原料按重量份的构成为：去离子水100份，水性有机硅改性乳液10-40份，硅溶胶10-30份，有机缓蚀剂1-10份，有机硅改性金属氧化物纳米粒子分散液5-20份，助剂1-3份。

所述水性有机硅改性乳液是采用硅烷偶联剂等对树脂进行改性制备的乳液。作为优选，所述水性有机硅改性乳液为水性有机硅改性聚氨酯乳液(可市场购得，如合肥欣思奇仪器设备有限公司提供的XQ-201901)、水性有机硅改性丙烯酸乳液(如合肥欣思奇仪器设备有限公司提供的XQ-201903)、水性有机硅改性环氧树脂乳液(如合肥欣思奇仪器设备有限公司提供的XQ-201904)和水性有机硅改性聚酯乳液(如合肥欣思奇仪器设备有限公司提供的XQ-201905)中的一种或组合。

作为优选，所述有机缓蚀剂为羟基乙叉二膦酸、多元醇磷酸酯、2-羟基膦酰基乙酸和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸中的至少一种。

作为优选，所述助剂为氧化聚乙烯蜡、高密度氧化聚乙烯蜡、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和SXP自乳化复合消泡剂中的至少一种。

作为优选，所述有机硅改性金属氧化物纳米粒子分散液的制备方法，包括如下步骤：