[发明专利]一种金属发黑防护处理剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金属发黑防护处理剂及其制备方法。金属发黑防护处理剂，每升溶剂中其含有如下质量浓度的原料：铜盐4‑8g/L、硫代硫酸盐7‑10g/L、钼酸盐5.5‑9g/L、镍盐1.5‑3g/L、有机酸3.5‑4.5g/L、稀土钙钛矿型复合氧化物1.5‑2.5g/L、钛酸酯偶联剂0.5‑1g/L、润湿剂0.03‑0.05g/L。其制备方法包括如下步骤：将铜盐、镍盐和有机酸加入溶剂中，混合后加入硫代硫酸盐和钼酸盐，溶解后再依次加入钛酸酯偶联剂、稀土钙钛矿型复合氧化物和润湿剂，混合均匀。本申请的金属发黑防护处理剂符合节能减排要求，且发黑处理后的钢铁工件具有优异的耐磨性、耐腐蚀和防锈效果。

技术领域

本发明涉及金属表面处理剂领域，尤其是涉及一种金属发黑防护处理剂及其制备方法。

背景技术

金属发黑是金属热处理的一种常用手段，可以对金属材料起到腐蚀防护作用。金属发黑防护处理剂使金属表面产生一层氧化膜，以隔绝空气，达到防锈目的。常用的发黑处理方法有传统的碱性高温发黑处理方法和常温发黑处理方法两种。

传统的碱性高温发黑处理方法用亚硝酸盐的加热体系，工艺简单，耐蚀性好，但需要在140℃左右的高温下进行，反应时间一般需要40min作用，导致能耗高、周期长、污染大、严重影响工人身体健康。常温发黑处理方法在5-40℃内均可使用，发黑速度快，同时具有节能、高效、操作方便等一系列的优点。

目前常温发黑处理方法常采用常温含硒发黑剂，但常温含硒发黑剂价格昂贵且有剧毒，环境污染较大，符合环保要求、不能直接排放。且常温含硒发黑剂中溶液沉淀偏多，在金属表面产生的氧化膜与基体金属的结合力较差，导致氧化膜的耐磨性下降，降低了防护效果。

因此，本发明亟需研发一种环保、高防护效果的金属发黑防护处理剂。

发明内容

为了提高发黑处理剂在金属表面产生的氧化膜的耐磨性，本申请提供一种金属发黑防护处理剂及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种金属发黑防护处理剂，采用如下技术方案实现：

一种金属发黑防护处理剂，每升溶剂中其含有如下质量浓度的原料：

通过采用上述技术方案，稀土钙钛矿型复合氧化物属于多金属复合组分，具有钠微结构和可调节的氧化还原能力，提高了金属发黑防护处理剂的耐腐蚀性；钛酸酯偶联剂不仅具有防沉效果，能提高体系的分散性，还具有渗透性和粘结性；钛酸酯偶联剂和稀土钙钛矿型复合氧化物共同作用，不仅降低了成膜时间，具有细化膜层结晶，使氧化膜致密均匀，从而提高了氧化膜与基体金属的结合力，还提高了发黑处理后钢铁工件的耐腐蚀性。钢铁工件经过本申请的金属发黑防护处理剂处理后，在工件表面形成了一层致密的氧化膜，不仅有效的防止了钢铁工件腐蚀生锈，还提高了钢铁工件的耐磨性，起到了优异的防护作用。此外，本申请提供的金属发黑防护处理剂属于环保型常温发黑处理剂，不含硒、磷、铬等对环境有污染的元素，无毒可直接排放，符合环保要求；且金属发黑防护处理剂用于发黑处理无需高温条件，同时发黑速度快，具有节能高效等优点。

优选的，每升溶剂中所述金属发黑防护处理剂含有如下质量浓度的原料：

优选的，所述稀土钙钛矿型复合氧化物的制备方法，包括如下步骤：

S1、将硝酸镧、硝酸锶、硝酸铁和硝酸镍混合，加去离子水溶解，再加入络合剂，在75-90℃反应0.5-1h，干燥，得络合物；

S2、将络合物置于马弗炉中，在500-800℃煅烧2.5-3.5h，得煅烧物；

S3、将煅烧物和去离子水混合后，在170-190℃水热反应3-5h，抽滤，干燥后置于马弗炉中，在550-650℃煅烧45-75min，得稀土钙钛矿型复合氧化物。