[发明专利]一种黄铜表面用硅基无铬钝化液及其制备方法

说明书

本发明涉及金属防腐处理技术领域，具体涉及一种黄铜表面用硅基无铬钝化剂及其制备方法，其原料体系按重量份配比以100份水性含硅乳液为基准，加入有机硅改性硅溶胶20‑40份、氧化物纳米粒子0.1‑1份，乙二胺四乙酸二钠0.5‑1份，助剂0.5‑1.5份。本发明的钝化液具有良好的耐蚀性、耐黑变性和抗折弯性，能够满足黄铜表面钝化要求，是一款环保型无铬钝化液。

技术领域

本发明涉及金属防腐处理技术领域，具体涉及一种黄铜表面用硅基无铬钝化剂及其制备方法。

背景技术

黄铜主要由铜和锌元素组成，具有良好的力学性能，切削加工性能，在日常生活和生产过程中使用广泛，通常被加工成板材、条材、管材和铸造零件。在干燥的环境中使用耐腐蚀性能良好，但在潮湿的空气、工业大气和高盐雾海洋环境中也易发生脱锌腐蚀、晶间腐蚀和表面选择性腐蚀出现表面变紫和发绿现象，因此，常常需要对黄铜表面进行钝化处理。

传统工艺中采用铬酸盐对铜表面进行钝化处理，但是六价铬是一种强致癌物质，对环境破坏和人体健康危害很大，随着人们环保意识逐步增强，世界各国相继出现了限制或禁止使用六价铬钝化剂政策。目前多采用有机化合物苯并三氮唑进行钝化处理，在铜表面形成几十至数百埃的薄膜，由于膜层极易因弯折、划伤和剐蹭受到破坏，在空气发生氧化而变色，耐腐蚀性也逐渐伤逝；同时苯并三氮唑在水中的溶解性较差，需要使用大量的有机溶剂如甲醇、乙醇等，存在较大的安全隐患。

因此，急需开发一款适用于黄铜表面处理用的耐蚀性能好、使用方便、安全环保的无铬钝化液。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种不含铬元素、使用方便的黄铜表面处理用硅基无铬钝化液。为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种黄铜表面用硅基无铬钝化液，以重量份计，包括水性含硅乳液100份，有机硅改性硅溶胶20-40份，氧化物纳米粒子0.1-1份，乙二胺四乙酸二钠0.5-1份，助剂0.5-1.5份。

优选的，所述水性含硅乳液为水性有机硅改性聚氨酯乳液、水性有机硅改性丙烯酸乳液中的至少一种。

优选的，所述有机硅改性硅溶胶以重量份计，包括去离子水100份，正硅酸乙酯5-15份，有机硅烷偶联剂5-15份，三甲氧基硅烷封端聚乙二醇1-5份。

优选的，所述有机硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷中的至少一种。

优选的，所述氧化物纳米粒子为二氧化钛纳米粒子、氧化锆纳米粒子中的至少一种。

优选的，所述氧化物纳米粒子的粒径≤10nm。

优选的，所述助剂为氧化聚乙烯蜡、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。

为达上述目的，本发明还提供一种黄铜表面用硅基无铬钝化液的制备方法，按如下步骤进行：

步骤S1：有机硅改性硅溶胶的制备：在去离子水中加入磷酸调节溶液的pH，升高反应温度，依次滴加正硅酸乙酯、有机硅烷偶联剂和三甲氧基硅烷封端聚乙二醇，然后快速冷却降温，得到有机硅改性硅溶胶；

步骤S2：黄铜表面用硅基无铬钝化液的制备：在水性含硅乳液中加入步骤S1制备的有机硅改性硅溶胶以及氧化物纳米粒子、乙二胺四乙酸二钠和助剂，搅拌一定的时间，即制备得到黄铜表面用硅基无铬钝化液。

优选的，步骤S1中所述磷酸调节溶液的pH值为2-4，升高反应温度至40-70℃，控制正硅酸乙酯和有机硅烷偶联剂的滴加时间为5-15min，快速冷却降温到20-35℃。

优选的，步骤S2中所述搅拌的时间为10-30min。