[发明专利]一种无重金属铁基复合防护膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种无重金属铁基复合防护膜及其制备方法，涉及金属表面防护技术领域。本发明提供的无重金属铁基复合防护膜包括由内而外依次沉积在铁基体表面的氧化铁层和磷化铁层；所述氧化铁层包括氧化亚铁和三氧化二铁，所述磷化铁层包括磷酸铁和磷酸亚铁；所述复合防护膜的厚度为10～70μm。本发明提供的铁基防护膜为复合防护膜，对铁基体的防护性能优异，且不含重金属，能够作为食品接触金属材料。本发明还提供了所述复合防护膜的制备方法，本发明提供的制备方法能够提高铁基复合防护膜的致密性，提高复合防护膜对铁基体的防护性能。

技术领域

本发明涉及金属表面防护技术领域，特别涉及一种无重金属铁基复合防护膜及其制备方法。

背景技术

铁在使用过程中很容易生锈，当铁制成铁锅等烹调器具时，由于烹调器具在使用时会接触许多盐、醋等化学物质，会被这些物质锈蚀。为了能够避免锈蚀的产生，人们通常将铁进行表面处理，在铁表面形成防护膜。

目前在铁表面形成防护层的主要方法为：将铁基体直接在成膜液中进行单一的氧化或磷化，在铁基体表面形成氧化膜或磷化膜。但是氧化膜的膜厚度较薄，通常在5μm以下，防护性能差、易被腐蚀和磨损；磷化膜的膜厚相对要高一些，但是磷化膜通常较为蓬松，孔隙多，不耐高温，防护性能仍然不能满足要求。为了提高铁基防护膜的性能，通常在防护膜中引入重金属(如锰、锡等)，然而由于重金属的引入，使得铁基材料不能作为与食品直接接触的金属材料。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种无重金属铁基复合防护膜及其制备方法。本发明提供的无重金属铁基复合防护膜对铁基体的防护性能优异，且不含重金属。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种无重金属铁基复合防护膜，所述复合防护膜包括由内而外依次沉积在铁基体表面的氧化铁层和磷化铁层；所述氧化铁层包括氧化亚铁和三氧化二铁，所述磷化铁层包括磷酸铁和磷酸亚铁；所述复合防护膜的厚度为10～70μm。

优选地，所述磷化铁层还包括磷酸钙。

优选地，所述磷化铁层还包括草酸盐；所述草酸盐包括草酸铁和草酸亚铁。

本发明提供了以上技术方案所述无重金属铁基复合防护膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铁基体在无重金属活化液中进行第一浸泡处理，得到活化铁基体；所述无重金属活化液包括以下含量的组分：

(2)将所述活化铁基体在无重金属成膜液中进行第二浸泡处理，得到无重金属铁基复合防护膜；所述第二浸泡处理的温度为85～100℃；所述无重金属成膜液包括以下含量的组分：

所述无重金属成膜液的pH值为1.5～2.5。

优选地，所述第一浸泡处理的时间为30～120s；所述第二浸泡处理的时间为15～90min。

优选地，所述无重金属活化液的制备方法包括以下步骤：

将磷酸与水混合，得到磷酸水溶液；

将所述磷酸水溶液与磷酸亚铁混合进行水解反应，得到水解混合液；

将所述水解混合液与三氧化二铁混合进行中和反应，得到所述无重金属活化液。

优选地，所述无重金属成膜液的制备方法包括以下步骤：

将磷酸与水混合，得到磷酸水溶液；

将所述磷酸水溶液与还原铁粉混合进行氧化还原反应，得到氧化还原反应混合液；

将所述氧化还原反应混合液与氧化亚铁和三氧化二铁混合进行陈化，得到陈化处理液；