一种电解锰的钝化剂及钝化方法技术

本发明专利技术涉及电解锰的钝化方法，将电解锰浸泡在钝化液中，并在40

【技术实现步骤摘要】
[0009](2)4Mn(OH)2+O2→
4MnO(OH)+H2O
[0010]或：2Mn(OH)2+O2→
2MnO(OH)2[0011]由于生成的Mn(OH)2非常不稳定，未经处理的电解锰表面会被进一步氧化，变成棕黑色的MnO(OH)或MnO(OH)2，形成一种链式腐蚀反应Mn
→
Mn
2+
→
Mn
3+
→
Mn
4+
→
Mn
6+
→
Mn
7+
。
[0012]因此，区别于其他金属(金属锌、镁铝合金等)，要对电解锰进行有效钝化，必须阻断锰的链式腐蚀反应，抑制锰向更高价态的持续氧化。针对如何抑制锰的链式腐蚀反应的问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0013]一种电解锰的钝化方法，将电解锰浸泡在钝化液中，并在40～95℃的温度下进行钝化；
[0014]所述的钝化液为溶解有至少一种式1盐的水溶液；
[0015](R
‑
COO
‑
)
n
M
n+
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式1
[0016]所述的R为C4～C
20
的直链烷烃基或者带有取代基的直链烷基；
[0017]所述的取代基为C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基、C2～C
10
的烯烃基、C2～C
10
的酯基、甲酰基、C2～C6的羧烷基、C4～C
20
的酰胺基中的至少一种；
[0018]M为一价、二价、三价中的至少一种金属元素；
[0019]所述的n为金属M的化合价。
[0020]本专利技术研究发现，创新地采用式1化合物作为钝化活性成分，配合温度的联合控制，能产生协同作用，能够有效地改善钝化效果，使钝化效果呈数量级提升。
[0021]本专利技术的钝化方法针对锰的链式腐蚀反应(Mn
→
Mn
2+
→
Mn
3+
→
Mn
4+
→
Mn
6+
→
Mn
7+
)，能够较好抑制锰的氧化，在构建疏水膜层的同时，本专利技术创新性地通过其他金属阳离子的晶格诱导(钠、钾等)或晶格取代(镁、铜、锌、铝、钴、铁等)效应，阻断Mn
2+
的进一步氧化，显著提升Mn
2+
的稳定性。
[0022]本专利技术中，式1化合物和温度的协同控制是改善电解锰钝化效果的关键。研究还发现，调控R、M的选取范围，有助于进一步改善式1盐和温度的协同效果，有助于进一步改善电解锰的钝化效果。
[0023]本专利技术中，所述的R可以是直链的烷烃基(也即是碳链)，或者在所述的直链烷烃基上带有取代基的取代烷基。
[0024]本专利技术中，取代烷基中，所述的取代基可以是C1～C6的烷基或者烷氧基。此外，所述的取代基还可以是烯烃基(此时的R为在碳链上带有部分不饱和键的碳链)、C2～C
10
的酯基(R1‑
COO
‑
)、甲酰基(
‑
OOC
‑
)、C1～C6的羧烷基(
‑
OCO
‑
R1‑
)、C4～C
20
的酰胺基(R2‑
CONH
‑
)中的至少一种。所述的R1、R2为烷烃基。
[0025]作为优选，所述的R为C
10
～C
20
的直链烷烃基，或者带有1～3个不饱和烯烃键的烷烃基。
[0026]所述的R
‑
COO
‑
具有以下结构式中的至少一种：
[0027][0028][0029]作为优选，M中，所述的一价元素为钠或钾。
[0030]作为优选，所述的M为二价和/或三价元素。本专利技术研究意外地发现，控制该优选的M下，有助于进一步改善式1和温度的协同效果，有助于进一步改善电解锰的钝化效果。
[0031]进一步优选，所述M为镁、铜、锌、铝、钴、铁中的至少一种金属元素。优选的M下，有助于改善式1和温度的协同性，有助于意外地进一步改善电解锰的钝化效果。
[0032]作为优选，钝化液为由式1盐和水组成的均相水溶液。本专利技术研究发现，该优选的钝化液，成分简单，且基于所述的成分和温度的协同控制，能够带来更优的钝化效果，具有更大的工业价值。
[0033]本专利技术中，钝化液中，式1盐的浓度为0.3～100g/L；进一步优选为0.3～3g/L或9～100g/L；更进一步优选为0.3～3g/L。
[0034]钝化过程的温度优选为60～85℃。
[0035]本专利技术中，钝化的时间为20s～10min；；进一步优选为0.5～5min；更进一步优选为0.5～1min。
[0036]将钝化后的式样进行清洗，即得。清洗过程的清洗剂的温度为10～30℃。清洗剂优选为水。
[0037]本专利技术还一种用于电解锰的钝化液，由所述的式1盐和水组成的均相水溶液。
[0038]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0039](1)通过式1盐RCOO
‑
和M的键合作用，进一步基于式1盐和钝化温度的协同控制，能够显著改善电解锰的钝化效果；
[0040](2)对式1的R以及M进行控制，特别是二价及以上价态的M的控制，其有助于进一步改善和温度的协同性，使得在电解锰表面形成一种有机
‑
无机相结合的复合膜层，有效抑制电解锰的腐蚀，达到更好的耐蚀效果。
[0041](3)本专利技术的无铬钝化技术可在金属锰表面形成疏水性的钝化膜层，可有效阻挡腐蚀介质对锰的侵蚀。此外，本专利技术的无铬钝化剂形成的疏水涂层具有良好的耐蚀性和稳定性，钝化后相比钝化前金属锰产品的自腐蚀电流降低三个数量级，其耐蚀效果甚至高于
铬盐钝化的效果。
[0042](4)本专利技术采用的无铬钝化剂高效、环保、稳定性强、工艺简单、可实用性强，且原材料来源广泛、成本较低。
附图说明
[0043]图1为未钝化的电解锰试样和实施例1所制备钝化后的电解锰试样的Tafel曲线。其中：1号曲线为未钝化的电解锰试样的Tafel曲线；2号曲线为实施例1所制备钝化后的电解锰试样的Tafel曲线；3号曲线为3％重铬酸钾钝化后的电解锰试样的Tafel曲线。
[0044]图2为未钝化的电解锰试样、实施例1和2以及对比例1所制备钝化后的电解锰试样的扫描电镜图和接触角测试图。其中：图(a)为未钝化的电解锰试样的扫描电镜图和接触角测试图，图(b)为实施例1所制备钝化后的电解锰试样的扫描电镜图和接触角测试图，图(c)为对比例1所制备钝化后的电解锰试样的扫描电镜图和接触角测试图，图(d)为实施例2所制备钝化后的电解锰试样的扫描电镜图和接触角测试图，图(e)为实施例2所制备钝化后的电解锰试样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解锰的钝化方法，其特征在于，将电解锰浸泡在钝化液中，并在40～95℃的温度下进行钝化；所述的钝化液为溶解有至少一种式1盐的水溶液；(R
‑
COO
‑
)
n
M
n+
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式1所述的R为C4～C
20
的直链烷烃基或者带有取代基的直链烷基；所述的取代基为C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基、C2～C
10
的烯烃基、C2～C
10
的酯基、甲酰基、C2～C6的羧烷基、C4～C
20
的酰胺基中的至少一种；M为一价、二价、三价中的至少一种金属元素；所述的n为金属M的化合价。2.如权利要求1所述的电解锰的钝化方法，其特征在于，所述的R为C
10
～C
20
的直链烷烃基，或者带有1～3个不饱和烯烃键的烷烃基。3.如权利要求1所述的电解锰的钝化方法，其特征在于，所述的R
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹占芳，雷思华，钟宏，马鑫，王帅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：