一种环保型彩色钝化剂制造技术

本发明专利技术涉及金属材料表面处理技术领域，尤其涉及一种环保型彩色钝化剂，包括以下组分：三氯化钛的盐酸溶液为2.5～7.5ml/L、硝酸为1～3ml/L、焦磷酸钠为2.5ml/L、双氧水为2.5～7.5g/L、氟硅酸钠为5g/L和水；其中，上述钝化剂的pH值为1

【技术实现步骤摘要】
一种环保型彩色钝化剂


[0001]本专利技术涉及金属材料表面处理
，尤其涉及一种环保型彩色钝化剂。

技术介绍

[0002]锌具有较好的耐腐蚀性，被广泛应用于镀锌工业，通过释放出锌离子来降低碳钢表面的电极电位及生成氧化物、氢氧化物和各种碱式盐等产物抑制腐蚀，或锌在钢表面形成超疏水和疏油锌涂层，显著延长了低碳钢的使用寿命，主要用于汽车、建筑、船舶、机械、家用电器等行业；但金属锌属于较活泼金属，在酸性或碱性环境中都很容易发生化学反应，如果不对锌或镀锌件采取钝化处理，将很快发生变色腐蚀等现象，不能达到长期保护基体金属的目的。为了延长锌或镀锌件的使用寿命，起初人们用铬酸盐溶液与锌作用生成组织致密的三价或六价铬化膜紧密结合在锌表面，显著增强了锌或镀锌件的耐腐蚀能力。但六价铬有剧毒，且严重污染环境，世界各国已经严格限制六价铬的使用和排放，低毒的三价铬在长期使用过程中也有可能转化为六价铬，无法满足环保使用的需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是针对
技术介绍
中存在的问题，提出一种环保型彩色钝化剂。
[0004]本专利技术提供的技术方案为一种环保型彩色钝化剂，包括以下组分：三氯化钛的盐酸溶液、硝酸、焦磷酸钠、双氧水、氟硅酸钠和水；其中，上述钝化剂的pH值为1
‑
1.5。
[0005]优选的，三氯化钛的盐酸溶液为2.5～7.5ml/L、硝酸为1～3ml/L、焦磷酸钠为2.5ml/L、双氧水为2.5～7.5g/L和氟硅酸钠为5g/L。
[0006]本专利技术还提供了采用上述环保型彩色钝化剂组分制备环保型彩色钝化剂的方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将三氯化钛的盐酸溶液、硝酸、焦磷酸钠、双氧水、氟硅酸钠加至部分水中，搅拌均匀后得到混合溶液A；
[0008]S2、向混合溶液A中继续加水定容至所需容量，得到定容溶液B；
[0009]S3、少量多次的向定容溶液B中添加磷酸，搅拌均匀，待溶液澄清后，检测其PH值，直至pH值为1
‑
1.5。
[0010]本专利技术还提供了采用上述的环保型彩色钝化剂的制备方法制得的环保型彩色钝化剂的使用方法：镀锌试样先进行清洗除油，再进行水洗后浸入钝化剂中，置于室温下钝化；将镀锌试样从钝化液中取出在空气中停留一段时间，最后进行水洗烘干。
[0011]优选的，室温下钝化时间为50～70s。
[0012]优选的，从钝化液中取出的镀锌试样在空气中停留时间为20～30s。
[0013]优选的，获得的镀锌试样外表面呈现蓝灰色、蓝紫色以及土黄色。
[0014]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0015]钛盐在锌表面钝化机理为：将锌浸入钛盐钝化溶液，其中Ti
3+
被氧化剂H2O2转化为Ti
4+
，钛以[Ti(OH)2·
(H2O)4]2+
形式存在，溶液中的酸使锌发生腐蚀溶解(微阳极区)：Zn
→
Zn
2+
+2e；同时，在微阴极区发生H+，O2的去极化还原：2H
+
+2e
→
H2或O2+2H2O+4e
→
4OH
－
，因上述反应连续进行，微阴极区的析氢或吸氧反应导致局部锌表面的pH值增大，形成难溶于水的二氧化钛水合物胶体沉淀：[Ti(OH)2·
(H2O)4]2+
+2OH－
→
[Ti(OH)2·
(H2O)4]+2H2O。另外，溶解后的锌离子与OH－形成氢氧化锌胶体沉淀：Zn
2+
+2OH－
→
Zn(OH)2；溶液中的含氟硅促进剂也参与反应形成氢氧化硅胶体沉淀：Si F
62
‑
+4OH
－
→
Si(OH)4+6F
－
，形成的胶体沉淀吸附在镀锌层表面共同形成钝化膜，将这层钝化膜干燥处理而发生脱水反应后，在锌表面形成由TiO2、Zn4Si2O7(OH)2·
2H2O、ZnO以及SiO2构成的彩色钝化膜；
[0016]本专利技术提供的环保型彩色钝化剂克服了铬酸盐钝化技术毒性大以及不环保的缺点，环保型彩色钝化剂是一种环保型的钝化液，且该钝化剂性能稳定、生产成本较低、使用过程简单；
[0017]本专利技术提供的环保型彩色钝化剂优化钝化剂的组成及其配比，经钝化后的镀锌试样其外观呈现出蓝灰色、蓝紫色以及土黄色等多种色彩均匀掺杂良好的视觉效果，而且耐蚀性能优良，盐雾试验出锈时间达到80
‑
120小时；对钛盐所形成的钝化膜进行XPS分析可以发现，钛元素实际参与了成膜反应，膜层中含有一定量的二氧化钛，而二氧化钛的惰性使得钝化膜不易被腐蚀性介质侵蚀，在外观和性能方面均可达到传统含铬彩色钝化工艺的效果，值得推广。
具体实施方式
[0018]实施例一
[0019]本专利技术提出的一种环保型彩色钝化剂，包括以下组分：三氯化钛的盐酸溶液为7.5ml/L、硝酸为3ml/L、焦磷酸钠为2.5ml/L、双氧水为7.5g/L、氟硅酸钠为5g/L和水；其中，上述钝化剂的pH值为1
‑
1.5；
[0020]采用上述环保型彩色钝化剂的组分制备环保型彩色钝化剂，以配制1L钝化剂为例，
[0021]环保型彩色钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0022]S1、先取500ml水；
[0023]将7.5ml的三氯化钛的盐酸溶液、3ml的硝酸、2.5ml的焦磷酸钠、7.5g的双氧水、5g的氟硅酸钠加至上述水中，搅拌均匀后得到混合溶液A；
[0024]S2、向混合溶液A中继续加水定容至1L，得到定容溶液B；
[0025]S3、少量多次的向定容溶液B中添加磷酸，搅拌均匀，待溶液澄清后，检测其PH值，直至pH值为1
‑
1.5，即得到环保型彩色钝化剂。
[0026]上述制得的环保型彩色钝化剂的使用方法为：
[0027]镀锌试样先进行清洗除油，再进行水洗后浸入钝化剂中，置于室温下钝化50s；将镀锌试样从钝化液中取出在空气中停留一段时间20s，最后进行水洗烘干，获得的镀锌试样外表面呈现蓝灰色、蓝紫色以及土黄色等多种色彩均匀掺杂良好的视觉效果，而且耐蚀性能优良，盐雾试验出锈时间达到80小时。
[0028]实施例二
[0029]本专利技术提出的一种环保型彩色钝化剂，包括以下组分：三氯化钛的盐酸溶液为5ml/L、硝酸为2ml/L、焦磷酸钠为2.5ml/L、双氧水为5g/L、氟硅酸钠为5g/L和水；其中，上述
钝化剂的pH值为1
‑
1.5；
[0030]采用上述环保型彩色钝化剂的组分制备环保型彩色钝化剂，以配制1L钝化剂为例，
[0031]环保型彩色钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0032]S1、先取500ml水；
[0033]将5ml的三氯化钛的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型彩色钝化剂，其特征在于，包括以下组分：三氯化钛的盐酸溶液、硝酸、焦磷酸钠、双氧水、氟硅酸钠和水；其中，上述钝化剂的pH值为1
‑
1.5。2.根据权利要求1所述的一种环保型彩色钝化剂，其特征在于，三氯化钛的盐酸溶液为2.5～7.5ml/L、硝酸为1～3ml/L、焦磷酸钠为2.5ml/L、双氧水为2.5～7.5g/L和氟硅酸钠为5g/L。3.一种制备环保型彩色钝化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将三氯化钛的盐酸溶液、硝酸、焦磷酸钠、双氧水、氟硅酸钠加至部分水中，搅拌均匀后得到混合溶液A；S2、向混合溶液A中继续加水定容至所需容量，得到定容溶液B；S3、少量多次的向定容溶液B中添加磷酸，搅拌均匀，待溶液澄...

【专利技术属性】
技术研发人员：范云鹰，冯秀秀，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：