无铬钝化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种无铬钝化剂及其制备方法，涉及对金属材料表面处理技术领域，该无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：氟锆酸1.2－1.8％、硝酸0.3－0.7％、硼砂0.2－0.6％、硝酸盐1.1－1.8％、氟化钠0.2－0.6％、硫酸铵0.1－0.5％和氟锆酸盐1.8－2.4％，余量为水。该无铬钝化剂解决现有技术中铬酸盐钝化剂污染环境及现有的无铬钝化剂性能达不到使用要求的技术问题，具有无毒无害且耐腐蚀性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
无铬钝化剂及其制备方法
本专利技术涉及对金属材料表面处理
，尤其是涉及一种无铬钝化剂及其制备方法。
技术介绍
金属材料的腐蚀无时无刻不在发生，金属材料表面喷涂是一种常见工艺，喷涂前为提高涂料与金属基体的附着力、防止表面腐蚀，就必须采取磷化、钝化处理方法。而且铝制品在日常生活和工农业生产中应用越来越广泛，由于铝较活泼，其表面处理尤为重要。在铝及合金的表面处理上一层化学钝化涂层即铝钝化剂，为防腐和装饰奠定好基础。目前，用于铝及铝合金钝化处理的钝化剂大概有三类：铬酸盐、钼酸盐和有机钝化剂。铬酸盐钝化液用作钝化剂成本低、使用方便、耐腐蚀性能好，但其中含有有毒有害的六价铬元素，六价铬毒性极强，皮肤接触可能导致过敏，更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，排放后对环境造成极大的污染难以治理，随着环保意识的增强，铬酸盐的使用受到严格的限制。无铬钝化技术则具有无毒无害、环境友好、高效低耗等优点，成为当下的主流研发方向。无铬钝化技术主要分为三类，分别为无机钝化、有机钝化和复合钝化。有机钝化剂中，由于有有机物的存在，并未做到真正的环保无害，而目前的无机钝化剂其耐腐蚀性也无法达到铬钝化的效果，不能满足实际使用要求。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种无铬钝化剂，该无铬钝化剂具有无毒无害且耐腐蚀性好的优点，解决现有技术中铬酸盐钝化剂污染环境及现有的无铬钝化剂性能达不到使用要求的技术问题。本专利技术的第二目的在于提供一种无铬钝化剂的制备方法，该制备方法具有工艺流程简单且适合工业化生产的优点。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种无铬钝化剂，该无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：进一步的，所述硝酸盐为硝酸铈和硝酸镁的混合物，其中硝酸铈和硝酸镁的重量比为1：(3－15)。进一步的，所述氟锆酸盐为氟锆酸钾。进一步的，所述无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：进一步的，所述无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：进一步的，所述无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：一种上述无铬钝化剂的制备方法，将上述原料溶于水中，充分溶解搅拌均匀即得所述无铬钝化剂。进一步的，先将氟锆酸盐和氟化钠溶于沸水中，再将氟锆酸、硝酸、硼砂、硝酸铈、硝酸镁和硫酸铵溶于上述溶液中搅拌均匀。进一步的，加入氟锆酸、硝酸、硼砂、硝酸铈、硝酸镁和硫酸铵搅拌均匀后，静置7－9小时，抽取所得溶液的上层清液至沉淀釜中沉淀进行均化处理。进一步的，所述均化处理的时间为7－9小时。进一步的，上述无铬钝化剂的制备方法包括以下步骤：1)在沸水中加入氟锆酸盐和氟化钠搅拌均匀；2)将步骤1)中所得溶液转移到反应釜中，再依次加入氟锆酸、硝酸、硼砂、硝酸铈、硝酸镁和硫酸铵；边加边搅拌，搅拌0.5－1.5小时；3)将步骤2)中所得溶液静置7－9小时，抽取所得溶液的上层清液至沉淀釜中沉淀进行均化处理；均化处理的时间为7－9小时。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：氟锆酸、硝酸和氟锆酸钾是形成无铬转化膜的主要原料，参与成膜反应。氟锆酸除在金属表面形成转化膜外，还具有催化作用，可加快钝化反应的进行。硼酸和硫酸铵能够调节钝化剂的pH值，去除残酸。硝酸盐能够提高钝化膜的耐蚀性，氟化钠可以在金属表面形成保护层。上述几种物质的相互协同作用，互相影响，产生正向的综合效应。涂装后钝化效果好，膜层环保、光滑、有亮泽、耐高温、结合力和耐腐蚀性好。本专利技术采用的制备方法操作简单对环境无污染，适合产业化。该无铬钝化剂彻底解决了铬酸盐钝化对环境所造成的危害，且克服了目前无机钝化剂耐蚀性达不到使用要求的问题，具有显著的社会效益和经济效益。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术的一个方面提供了一种无铬钝化剂，该无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：氟锆酸用作锆化合原料、镁铝合金、催化剂、钢、有色金属合金、以及原子能工业、高级电器材料领域、耐火材料、电真空技术材料、光学玻璃原料、烟火、陶瓷、搪瓷和玻璃的生产等。在专利技术中是主要的成膜材料，并且能调节溶液的pH值，促进钝化反应的进行。本专利技术中，氟锆酸典型但非限制性的百分含量例如为：1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％或1.8％。硝酸常温下在铝表面发生钝化，阻止铝及铝合金继续反应。本专利技术中，硝酸典型但非限制性的百分含量例如为：0.3％、0.4％、0.5％、0.6％或0.7％。硼砂：能调节溶液的pH值，溶液的pH值对钝化膜的形成有较大的影响。pH值过高或过低，铝件表面都不易成膜。本专利技术中，硼砂典型但非限制性的百分含量例如为：0.2％、0.3％、0.4％、0.5％或0.6％。硝酸盐作为氧化剂，与金属表面反应生成铝或其他金属离子，促使钝化膜形成，可提高钝化膜的耐蚀性。硝酸根对镀层有一定的出光作用，可提高钝化膜的光亮性。本专利技术中，硝酸盐典型但非限制性的百分含量例如为：1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％或1.8％。氟化钠是钝化膜的促进剂。本专利技术中，氟化钠典型但非限制性的百分含量例如为：0.2％、0.3％、0.4％、0.5％或0.6％。硫酸铵能调节溶液的pH值，溶液的pH值对钝化膜的形成有较大的影响。pH值过高或过低，铝件表面都不易成膜。本专利技术中，硫酸铵典型但非限制性的百分含量例如为：0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％。氟锆酸盐是铝及铝合金钝化膜的主要原料，参与成膜反应，氟锆酸盐的用量影响膜层的颜色、均匀度和光泽。增加氟锆酸盐的浓度，反应速度加快，颜色加深，色泽不均匀；而氟锆酸钾用量过少，则反应沉积速度慢，颜色浅，光泽也较差。本专利技术中，氟锆酸盐典型但非限制性的百分含量例如为：1.8％、1.9％、2.0％、2.1％、2.2％、2.3％或2.4％。上述溶液中，去除上述各原料外，剩余量为水。氟锆酸、硝酸和氟锆酸钾是形成无铬转化膜的主要原料，参与成膜反应。氟锆酸除在金属表面形成转化膜外，还具有催化作用，可加快钝化反应的进行。硼酸和硫酸铵能够调节钝化剂的pH值，去除残酸。硝酸盐能够提高钝化膜的耐蚀性，氟化钠可以在金属表面形成保护层。上述几种物质的相互协同作用，互相影响，产生正向的综合效应。涂装后钝化效果好，膜层环保、光滑、有亮泽、耐高温、结合力和耐腐蚀性好。该无铬钝化剂彻底解决了铬酸盐钝化对环境所造成的危害，且克服了目前无机钝化剂耐蚀性达不到使用要求的问题，具有显著的社会效益和经济效益。在本专利技术的优选的实施方式中，所述硝酸盐为硝酸铈和硝酸镁的混合物，其中硝酸铈和硝酸镁的重量比为1：(3－15)。硝酸镁的效果在其他硝酸盐中效果更好，耐蚀性进一步提高。硝酸铈与硝酸镁搭配使用，在提高耐蚀性的同时，提高钝化层的涂装性，并改善钝化层的表面质量。在本专利技术的优选的实施方式中，所述氟锆酸盐为氟锆酸钾。在本专利技术的优选的实施方式中，所述无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：在上述优选实施方式中，硝酸铈典型但非限制性的百分含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无铬钝化剂，其特征在于，该无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：

【技术特征摘要】
1.一种无铬钝化剂，其特征在于，该无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：2.根据权利要求1所述的无铬钝化剂，其特征在于，所述硝酸盐为硝酸铈和硝酸镁的混合物，其中硝酸铈和硝酸镁的重量比为1：(3－15)；优选地，所述氟锆酸盐为氟锆酸钾。3.根据权利要求2所述的无铬钝化剂，其特征在于，所述无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：4.根据权利要求2所述的无铬钝化剂，其特征在于，所述无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：5.根据权利要求2所述的无铬钝化剂，其特征在于，所述无铬钝化剂的制备原料包括以下重量百分数的组分：6.一种权利要求1－5任一项所述的无铬钝化剂的制备方法，其特征在于，将权利要求1－5任一项所述的原料溶于水中，充分溶解搅拌均匀即得所述无铬钝化剂。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈再兵，
申请(专利权)人：重庆市金思杰科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50