[发明专利]一种无铬钝化液及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种无铬钝化液及其制备方法和应用，包括以下重量份的组分：1.5～4份硅烷偶联剂、1.5～5份四烷氧基硅烷、1.5～7.5份的聚硅酸锂、6～15份氨基甲酸乙酯树脂乳液、3～6份钛酸盐和/或含钛化合物、2～8份缓蚀剂、2～6份鳌合剂、80～120份水。本发明中的无铬钝化液不含铬酸盐、稳定性好、干燥速度快、形成的钝化膜无色均匀透明且有良好耐蚀性及优异耐候性。本发明中的无铬钝化液在加热至60℃时不产生沉淀，具有优异的储存稳定性和使用稳定性，能够长期储存和使用，形成的钝化膜在盐雾测试时出现白锈的时间大于120h，出现红锈的时间大于240h。

技术领域

本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种无铬钝化液及其制备方法和应用。

背景技术

钢铁在空气、水或土壤中很容易生锈，甚至完全损坏，每年因腐蚀造成的钢铁损失约占整个钢铁产量的十分之一。钢铁表面镀锌是提高钢板防腐能力的常用手段，但在潮湿的环境中，镀锌层容易发生腐蚀形成白色疏松的腐蚀产物，严重影响镀锌件的性能，所以必须在镀锌后进行钝化处理，以提高其耐蚀性能。传统的钝化处理多采用铬酸盐钝化，该钝化工艺简单，耐蚀性好，具有自我修复能力等优点，被广泛使用。但是六价铬具有剧毒性，是高致癌物质。目前世界各国都已经立法限制甚至禁止使用六价铬钝化，欧盟从2006年7月开始实施无六价铬的环保指令。因此，开发出新的无毒、环保、高效、无铬钝化工艺来取代传统的钝化工艺就显得非常迫切，适应环保大趋势。

目前，国内外在无铬钝化剂方面的研究开发主要集中在无机盐钝化剂和有机物钝化剂，无机盐钝化剂包括钛酸盐，钼酸盐和钨酸盐、稀土金属盐以及硅酸盐，有机物钝化剂主要是有机硅烷，有机硅烷水解形成的硅醇缩合交联在金属表面形成一层保护膜，有效提高抗腐蚀能力。但这些无铬钝化剂普遍存在稳定性较差、加热容易产生沉淀、在金属表面成膜不均匀、附着力较低、导致钝化膜结合力不好等缺点，采用其作为钝化剂制成产品的耐蚀性能均低于铬酸盐钝化制成的产品，使得钢铁无铬钝化剂的技术应用受到极大的限制。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种无铬钝化液。

本发明的目的之二在于提供一种无铬钝化液的制备方法。

本发明的目的之三在于提供一种无铬钝化液在热镀锌中的应用。

本发明的目的之四在于提供一种无铬钝化工艺。

为了实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明第一方面提供了一种无铬钝化液，包括以下重量份的组分：1.5～4份硅烷偶联剂、1.5～5份四烷氧基硅烷、1.5～7.5份的聚硅酸锂、6～15份氨基甲酸乙酯树脂乳液、3～6份钛酸盐和/或含钛化合物、2～8份缓蚀剂、2～6份鳌合剂、80～120份水。

优选地，所述无铬钝化液包括以下重量份的组分：2～3份硅烷偶联剂、2～4份四烷氧基硅烷、2～6份的聚硅酸锂、8～12份氨基甲酸乙酯树脂乳液、4～5份钛酸盐和/或含钛化合物、3～6份缓蚀剂、3～5份鳌合剂、90～110份水。

优选地，所述四烷氧基硅烷的重量份数为2～3份。四烷氧基硅烷水解物在锌表面形成了一层超薄的类似磷化晶体的三维网状结构的有机涂层,同时在界面形成Si—O—Me共价键(其中:Me为金属)，四烷氧基硅烷水解物与聚硅酸锂通过交叠融合粘合在一起形成复合保护膜，进一步填充有机涂层的孔隙，两者协同增效，可以进一步提高有机镀层的附着力和分子间的结合力，从而提高镀层的耐腐蚀性能。

优选地，所述聚硅酸锂的重量份数为4～6份；进一步优选地，所述聚硅酸锂的重量份数为5～6份。

优选地，所述氨基甲酸乙酯树脂乳液的重量份数为10～12份；进一步优选地，所述氨基甲酸乙酯树脂乳液的重量份数为11～12份。

优选地，所述缓蚀剂的重量份数为3～4份。

优选地，所述螯合剂的重量份数为5～6份。