[发明专利]镀锌件表面化学着黑剂

说明书

本发明涉及金属、非金属制品表面着色防蚀剂，是一种适用于锌制件或金属，非金属表面镀锌制件的化学着黑剂。

常用金属尤其是钢铁，由于大气中氧、水、二氧化碳等化学物质的侵蚀，会有不同程度的腐蚀现象，因此，提高金属防蚀能力，减少损耗，延长使用寿命，对增产节约有重要意义。目前国际上流行黑色精饰，汽车、自行车零件、电讯器材、家用电器、灯具及家具的外表面，经化学着黑处理形成色膜，既能防腐又能改进产品外观，明显地提高了产品的社会竞争能力。

目前化学着黑防蚀方法中“镀锌表面化学着黑”技术是比较理想的方法。对该项技术中所使用的着黑剂，不少国家均有研究。美、英、苏等国采用硫酸铜作为发黑体系(简称铜盐体系)，这种体系只能得到黑灰色的钝化膜；日本Udylite和Dipsol公司开发的黑色钝化液均采用磷酸银作为发黑剂(简称银盐体系)。我国武汉材料保护研究所研制的与日本类型相同的ZB-82型镀锌层黑色钝化剂银用量高，原料依赖进口，此外，着黑钝化工艺繁琐，操作条件苛刻。如：不能将硝酸带入钝化液，出光零件必须严格水洗，迅速干燥，水洗和空停时间对钝化膜的质量会产生明显影响。着黑处理温度必须在20-30℃，否则明显影响着黑效果。台湾莱德化工有限公司的BD-200染黑剂对着黑时间要求苛刻，限在20秒以内，否则对着黑效果有严重影响，且抗蚀性能差。

为了稳定着黑工艺，提高着黑工艺中抗干扰能力，降低着黑剂成本，并使黑色钝化膜的性能达到或优于国内外同类产品，本发明提出一种独特的镀锌表面着黑剂。

本着黑剂采用铜-银-铬体系，它的组成为：每升着黑剂中含有(1)铜盐、银盐和铬化合物，其中Cu²⁺含量1-40克，Ag⁺含量0.001-8克，Cr^(VI)含量2-80克；(2)表面活性剂1-60克，该表面活性剂必须是非离子表面活性剂，或两性离子表面活性剂，或阴离子表面活性剂，或上述各种表面活性剂的混合物；(3)醋酸和醋酸盐混合物5-120克，磷酸和磷酸盐混合物亦可代替醋酸和醋酸盐，用量为3-80克；(4)硫酸镁或硫酸钠5-25克。

将上述(1)、(2)、(3)、(4)类组分分别用水溶解、稀释，然后将铜盐、银盐、表面活性剂以及酸和盐混合物溶液混和、最后加入铬化合物溶液，并用水定容至1升，搅拌均匀。

本发明方案中所述的钢盐可采用硫酸铜、醋酸铜、氢氧化钢或氧化铜；所用银盐可用硝酸银、铬酸银、重铬酸银或硫酸银；所用铬化合物可采用铬酸、重铬酸、铬酸盐、重铬酸盐或三氧化铬。

本着黑剂适用于锌制件或镀锌制件的表面着黑工艺。镀锌制件可以是金属镀锌制件，亦可以是非金属镀锌制件。

本发明的铜-银-铬体系着黑剂在着黑工艺过程中抗干扰能力强，适用温度范围大，在40--5℃条件下着黑效果不受影响，着黑件浸泡时间为10分钟左右，NO₃^-、水洗和空气中放置时间不影响黑膜质量，也易于掌握黑膜厚度。由于本发明的着黑剂用银量少，原料来源立足国内，因此成本较低。

本着黑剂应干密闭阴凉处保存，经多次使用着黑性能减退后，加入适量铬化合物、银盐、铜盐可恢复原着黑性能，经多次再生使用方作废弃。

为了详细说明本着黑剂的配方组分，特举以下实施例。

实施例一，原料采用硫酸钢、硝酸银、重铬酸钠，每升溶液中离子含量为：Cu²⁺5-10克，Ag⁺0.001-2克，Cr^(VI)2-10克；采用OP乳化剂1-10克/升；醋酸和醋酸盐混合物5-20克/升；硫酸镁5-10克/升。上述各组分用蒸馏水溶解稀释备用，先将硫酸铜、硝酸银、OP乳化剂、醋酸和醋酸盐混合物、硫酸镁5种溶液混合稀释，搅拌均匀。再将重铬酸钠溶液并入，再用蒸馏水定容至1升，搅拌均匀。即可用于镀锌件的浸泡着黑。

实施例二，原料采用醋酸铜、铬酸银、三氧化铬、阴离子表面活性剂，醋酸和醋酸盐混合物、硫酸钠。每升着黑剂中上述物质含量为： Cu²⁺10-20克，Ag⁺5-8克，Cr^(VI)70克，阴离子表面活性剂30-40克，醋酸和醋酸盐混合物80克，硫酸钠15克。