一种水性镀锌钝化液的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性镀锌钝化液的制备方法，属于金属添加剂制备技术领域。本发明专利技术先将聚乙烯醇、硅酸钠与水混合后溶胀，再升温搅拌溶解制得分散液，随后以四氯化钛为钛源，氯化钾为钾源，与氢氧化钠反应形成前驱体，并配合活性炭优良的吸附性能将前驱体吸附，再经煅烧去除活性炭后进一步升温煅烧制得煅烧料，再将氯酸钾加热分解，生成氧化性较强的高氯酸钾和氯化钾，利用溶解度差异去除氯化钾，再将高氯酸钾与高锰酸钾复配制得混合溶液，最后将分散液，混合溶液，煅烧料及其他助剂超声分散制得环保水性镀锌钝化液，本发明专利技术所得环保水性镀锌钝化液可形成稳定钝化膜，成膜后不易开裂，且耐腐蚀性较好，具有广阔应用前景。

Method for preparing aqueous zinc plating passivation liquid

The invention discloses a preparation method of a water zinc plating passivation liquid, belonging to the technical field of metal additive preparation. The present invention first polyvinyl alcohol, sodium silicate mixed with water swelling, and heating stirring and dissolving the prepared dispersion, followed by four titanium chloride as titanium source, potassium chloride potassium source precursor and sodium hydroxide reaction, and with excellent adsorption performance of activated carbon adsorption precursor, followed by calcination to remove activated carbon after further heating to the calcined calcined powder, then the thermal decomposition of potassium chlorate, potassium perchlorate, strong oxidation resistance and produce potassium chloride, potassium chloride removal by the solubility difference, then the mixture of potassium perchlorate and Potassium Permanganate to produce a mixed solution, the dispersion of mixed solution, calcined powder and other additives of ultrasonic dispersion preparation of water-based passivation solution, the invention of the water-based passivation solution can form a stable passivation film, the film is not easy to crack, and good corrosion resistance, and has broad application Foreground.

【技术实现步骤摘要】
一种水性镀锌钝化液的制备方法
本专利技术公开了一种水性镀锌钝化液的制备方法，属于金属添加剂制备

技术介绍
镀锌（包括电镀锌和热浸镀锌）是所有金属表面沉积处理中数量最大的镀种之一，目前已广泛应用于国民经济中的每一个领域，而镀锌板、铝及铜合金等因具有优良的加工性能和良好的耐腐蚀能力，已被广泛应用于轻工、家电、汽车及建筑工业领域，镀锌钢板更是汽车工业、电子仪表、家用电器、建筑工业领域的支撑材料。然而，锌、铝及铜作为化学性质较为活泼的金属，在许多环境下都易发生腐蚀，例如在潮湿大气中易生“白锈”，在含氯离子环境中易发生“点蚀”等。为了提高金属表面质量和耐蚀性，改善其表面涂装性能，延长金属板的使用寿命，一般都需要对其进行钝化处理，使其表面生成一层高致密度、高稳定性的薄膜，以提高其抗蚀性能，增加金属板表面的光泽性、耐腐蚀及加工使用性能。在现有的钝化工艺中，一般采用铬酸盐和无铬钝化液来对工件镀锌层进行钝化。但是采用铬酸盐钝化后的废液处理十分困难，且废液中含有有毒的六价铬，对人体和环境危害很大，而市场上现有的无铬钝化液虽然不存在六价铬的污染问题，但是在使用过程中成膜效果差，且形成的钝化膜表面有微裂纹，影响钝化膜耐腐蚀性能。因此，开发一种成膜效果好、高耐蚀性、低成本的无铬钝化液仍是目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对传统无铬镀锌钝化液在使用过程中成膜效果差，且形成的钝化膜表面有微裂纹，影响钝化膜耐腐蚀性能的问题，提供了一种水性镀锌钝化液的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）称取30～50g聚乙烯醇，倒入800～1000mL水中，搅拌混合10～15min后，静置3～5h，再于温度为88～90℃条件下，恒温搅拌混合60～90min，得分散液；（2）依次取100～120mL浓度为2.0～2.5mol/L的四氯化钛溶液，100～110mL浓度为1.0～1.2mol/L的氯化钾溶液，20～30g活性炭，于温度为65～70℃，转速为400～600r/min条件下，恒温搅拌反应2～4h；（3）待恒温搅拌反应结束，调节搅拌转速至600～800r/min，并升温至80～90℃，在恒温搅拌状态下，向三口烧瓶中滴加质量分数为10～20%尿素溶液，直至不再产生更多沉淀，待滴加结束，继续恒温搅拌反应45～60min，再经过滤、洗涤和干燥，得干燥滤饼，并将所得干燥滤饼转入马弗炉中，保温煅烧后出料，出料，得煅烧料；（4）称取30～40g氯酸钾，于温度为360～365℃条件下加热反应30～45min，待自然冷却至室温，倒入120～150mL去离子水中，搅拌混合15～20min后，过滤，得高氯酸钾滤渣，并将所得高氯酸钾滤渣干燥至恒重，得干燥滤渣；（5）依次称取1～2g所得干燥滤渣，2～3g高锰酸钾，倒入200～300mL去离子水中，搅拌混合溶解，得混合溶液；（6）按重量份数计，依次取100～120份分散液，60～80份混合溶液，8～10份煅烧料，6～8份表面活性剂OP-10，15～20份无水乙醇，混合并超声分散15～20min，出料，灌装，即得水性镀锌钝化液。步骤（1）所述的分散液中还可以加入50～60g硅酸钠。步骤（2）所述的活性炭为粉碎至120～160目的活性炭粉末。步骤（3）所述的保温煅烧条件为：以8～10℃/min速率程序升温至500～550℃，保温煅烧45～60min后，继续以10～15℃/min速率程序升温至780～820℃，保温煅烧3～5h，随炉冷却至室温。步骤（5）所述混合溶液中还可以添加3～5mL质量分数为30%磷酸溶液。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术利用聚乙烯醇优异的成膜性能，并辅以硅酸钠，利用硅酸钠水解产物与聚乙烯醇结构发生氢键吸附，提高聚乙烯醇成膜稳定性，避免产品在工件表面形成的钝化膜开裂；（2）本专利技术以四氯化钛为钛源，氯化钾为钾源，与尿素缓慢水解产物发生化学反应，生成前驱体沉淀晶体，且晶体一旦形成即被活性炭吸附，并填充于活性炭孔隙结构中，避免晶体进一步团聚生长，再经煅烧去除活性炭内核，并进一步煅烧使前驱体反应产生形貌均一，分散性良好的钛酸钾晶须，并将此晶须添加至产品中，使产品在工件表面形成均匀致密的钝化膜；（3）本专利技术通过严格控制反应温度，使氯酸钾分解生成高氯酸钾和氯化钾，再利用高氯酸钾和氯化钾的溶解度差异，使高氯酸钾得以分离纯化，并用制得的高氯酸钾与高锰酸钾复配，并添加少量磷酸，使钝化液处于弱酸性环境，提高高氯酸钾和高锰酸钾的氧化性能，在使用过程中，可使工件表面快速形成氧化膜保护层。具体实施方式首先称取30～50g聚乙烯醇，50～60g硅酸钠，倒入盛有800～1000mL水的烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10～15min后，静置3～5h，再将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为88～90℃，转速为400～600r/min条件下，恒温搅拌混合60～90min，得分散液，依次取100～120mL浓度为2.0～2.5mol/L的四氯化钛溶液，100～110mL浓度为1.0～1.2mol/L的氯化钾溶液，20～30g粉碎至120～160目的活性炭，倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为65～70℃，转速为400～600r/min条件下，恒温搅拌反应2～4h，待恒温搅拌反应结束，调节搅拌转速至600～800r/min，并升温至80～90℃，在恒温搅拌状态下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加质量分数为10～20%尿素溶液，直至不再产生更多沉淀，待滴加结束，继续恒温搅拌反应45～60min，再将三口烧瓶中物料过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼3～5次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得干燥滤饼，再将所得干燥滤饼转入马弗炉中，以8～10℃/min速率程序升温至500～550℃，保温煅烧45～60min后，继续以10～15℃/min速率程序升温至780～820℃，保温煅烧3～5h，随炉冷却至室温，出料，得煅烧料，称取30～40g氯酸钾，倒入坩埚中，再将坩埚置于管式电阻炉中，于温度为360～365℃条件下加热反应30～45min，随炉冷却至室温，将坩埚中物料倒入盛有120～150mL去离子水的烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15～20min后，将烧杯中物料过滤，得高氯酸钾滤渣，并将所得高氯酸钾滤渣转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得干燥滤渣，依次称取1～2g所得干燥滤渣，2～3g高锰酸钾，3～5mL质量分数为30%磷酸溶液，倒入盛有200～300mL去离子水的烧杯中，再将烧杯移至温度为55～60℃的水浴锅中，用玻璃棒搅拌混合20～40min，得混合溶液，最后按重量份数计，依次取100～120份分散液，60～80份混合溶液，8～10份煅烧料，6～8份表面活性剂OP-10，15～20份无水乙醇，混合并置于超声振荡仪中，以40kHz频率超声分散15～20min，出料，灌装，即得水性镀锌钝化液。实例1首先称取30g聚乙烯醇，倒入盛有800mL水的烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10min后，静置3h，再将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为88℃，转速为400r/min条件下，恒温搅拌混合60min，得分散液，依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性镀锌钝化液的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取30～50g聚乙烯醇，倒入800～1000mL水中，搅拌混合10～15min后，静置3～5h，再于温度为88～90℃条件下，恒温搅拌混合60～90min，得分散液；（2）依次取100～120mL浓度为2.0～2.5mol/L的四氯化钛溶液，100～110mL浓度为1.0～1.2mol/L的氯化钾溶液，20～30g活性炭，于温度为65～70℃，转速为400～600r/min条件下，恒温搅拌反应2～4h；（3）待恒温搅拌反应结束，调节搅拌转速至600～800r/min，并升温至80～90℃，在恒温搅拌状态下，向三口烧瓶中滴加质量分数为10～20%尿素溶液，直至不再产生更多沉淀，待滴加结束，继续恒温搅拌反应45～60min，再经过滤、洗涤和干燥，得干燥滤饼，并将所得干燥滤饼转入马弗炉中，保温煅烧后出料，出料，得煅烧料；（4）称取30～40g氯酸钾，于温度为360～365℃条件下加热反应30～45min，待自然冷却至室温，倒入120～150mL去离子水中，搅拌混合15～20min后，过滤，得高氯酸钾滤渣，并将所得高氯酸钾滤渣干燥至恒重，得干燥滤渣；（5）依次称取1～2g所得干燥滤渣，2～3g高锰酸钾，倒入200～300mL去离子水中，搅拌混合溶解，得混合溶液；（6）按重量份数计，依次取100～120份分散液，60～80份混合溶液，8～10份煅烧料，6～8份表面活性剂OP‑10，15～20份无水乙醇，混合并超声分散15～20min，出料，灌装，即得水性镀锌钝化液。...

【技术特征摘要】
1.一种水性镀锌钝化液的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取30～50g聚乙烯醇，倒入800～1000mL水中，搅拌混合10～15min后，静置3～5h，再于温度为88～90℃条件下，恒温搅拌混合60～90min，得分散液；（2）依次取100～120mL浓度为2.0～2.5mol/L的四氯化钛溶液，100～110mL浓度为1.0～1.2mol/L的氯化钾溶液，20～30g活性炭，于温度为65～70℃，转速为400～600r/min条件下，恒温搅拌反应2～4h；（3）待恒温搅拌反应结束，调节搅拌转速至600～800r/min，并升温至80～90℃，在恒温搅拌状态下，向三口烧瓶中滴加质量分数为10～20%尿素溶液，直至不再产生更多沉淀，待滴加结束，继续恒温搅拌反应45～60min，再经过滤、洗涤和干燥，得干燥滤饼，并将所得干燥滤饼转入马弗炉中，保温煅烧后出料，出料，得煅烧料；（4）称取30～40g氯酸钾，于温度为360～365℃条件下加热反应30～45min，待自然冷却至室温，倒入120～150mL去离子水中，搅拌混合15～20min后，过滤，得高氯酸钾滤渣，并将所得高氯酸钾滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢新昇，许丽君，孙冬，
申请(专利权)人：谢新昇，
类型：发明
国别省市：江苏,32