一种金属表面处理钝化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种金属表面处理钝化剂及其制备方法与应用，属于钝化剂技术领域。本发明专利技术的金属表面处理钝化剂包括以下重量份数的组分，含氟化合物10

【技术实现步骤摘要】
一种金属表面处理钝化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于钝化剂
，尤其涉及一种金属表面处理钝化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]不锈钢虽具有良好的耐腐蚀和抗高温氧化性能，但是由于其活性大，在加工过程中带来表污垢，锈迹及氧化膜焊渣等，影响了不锈钢设备与部件抗腐蚀性能，因此，需要对表面进行防腐蚀处理。常用的方法是在不锈钢表面生成一层完整、致密、均匀的钝化层后再喷涂的方法，以提高金属表面的耐蚀性，是一种常见且有效的附加保护措施。
[0003]传统对不锈钢的表面进行钝化的钝化剂是由铬酸盐、碱性助剂、抗氧化剂、稳定剂和络合剂等组成的，采用铬酸盐钝化处理后，在不锈钢表面上产生由铬化合物组成的防护性转化膜，即铬酸盐转化膜，铬酸盐钝化膜具有良好的耐蚀性和自修复性能。铬酸盐转化膜中铬主要以三价铬和六价铬的形式存在，其中三价铬在钝化膜中起到骨架作用，六价铬的氧化物则填充于其中起到自修复的作用。但是由于铬为重金属且六价铬的氧化性很强，六价铬毒性大，且为致癌物质，严重危害环境和人体健康，所以无铬钝化作为目前主要的研究和发展方向。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种金属表面处理钝化剂及其制备方法与应用。
[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种金属表面处理钝化剂，包括以下重量份数的组分，含氟化合物10
‑
20份、单宁酸2
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5份、双氧水2
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5份、硅溶胶5
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10份、抗氧化剂13
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17份、硅烷偶联剂1
‑
3份、除锈剂0.2
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0.5份、溶剂300
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400份。
[0006]在本专利技术的一个实施例中，所述含氟化合物选自氟锆酸钾和/或氟钛酸钾。所述含氟化合物中的氟能加快钝化膜的形成，可以提高钝化膜的厚度均匀性，可以提高钝化膜的颜色深度及光泽度。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述双氧水有利于钝化膜的形成，当过氧化氢的添加量较少时，产生OH
‑
离子浓度较小，不利于进行成膜反应，过氧化氢同时为氧化剂，但添加量过多时，过氧化氢直接与金属离子反应形成沉淀，影响成膜的均匀性。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述含氟化合物和双氧水发生配位化合反应，形成二氧化钛或二氧化锆胶体粒子吸附沉积于镀层表面，形成钝化膜，可阻止空气中水分等腐蚀介质的进入，以获得良好的耐腐蚀性能。因为含氟化合物的钝化剂不易稳定，所以添加了单宁酸，以增强钝化液的稳定性，但单宁酸过多时，游离的氟离子垒积将破坏钝化膜附着力。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述单宁酸是一种同时含有羟基和羧基的多元酸，其分子量较大，在一定条件下，与Fe
3+
发生螯合作用，生成一种具有网状结构、性能稳定的黑褐色单宁酸铁螯合物，紧密吸附在不锈钢工件表面，起防锈的作用。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述硅溶胶属胶体溶液、无臭、无毒，为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，有相当大的比表面积、粒子本身无色透明，不影响被覆
盖物的本色，粘度较低，水能渗透的地方都能渗透，因此和其他物质混合时分散性和渗透性都非常好。硅溶胶的加入可改善钝化剂成膜后钝化膜柔韧性差的问题。但是单一的含氟化合物在镀层表面以颗粒物的形式存在于成膜后的钝化膜中，会存在很多微孔，影响耐腐蚀性，因此添加硅溶胶，以填充在钝化膜空隙中，增强钝化膜的致密性，阻挡腐蚀介质的进一步渗入，进而更好的提高不锈钢工件的耐腐蚀性能。当硅溶胶添加较少时，促进成膜及填充膜层作用较弱，添加较多时，因含硅烷偶联剂有机成分，将影响不锈钢工件的焊接性能。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述抗氧化剂为巯基苯并噻唑和/或甲基苯并三氮唑。所述抗氧化剂会与不锈钢的铜原子形成共价键和配位键，其相互交替成链状聚合物，并在不锈钢的表面形成多层钝化膜，使不锈钢的表面不起氧化还原反应和不发生氢气，从而使不锈钢具有防蚀作用。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述硅烷偶联剂选自十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3
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(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。单一的硅溶胶因纳米颗粒尺寸较小容易团聚，因此使用硅烷偶联剂进行改性，以降低表面能纳米颗粒之间相互吸附发生的团聚，同时增强硅溶胶与钝化剂的相容性、促进成膜。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述除锈剂选自磷酸酯、三乙醇胺硼酸酯、脂肪醇醚磷酸酯钾盐和羟基乙叉二膦酸钾盐中的一种或多种。抗氧化剂和除锈剂会络合生成缓释络合，其利用膜吸附原理，使生成的缓释络合会自动吸附在不锈钢的钝化膜上，使得这层钝化膜变得更为致密和更加均匀，从而使不锈钢基材能更好地与外界的腐蚀性物质隔离开来，以实现有效地大大提高不锈钢的耐腐蚀性能。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述溶剂为乙醇、异丙醇和水的混合溶剂。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述乙醇、异丙醇和水的体积比为10：1
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3：20
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30。异丙醇与乙醇配合，可使铁锈转化剂与内层锈蚀发生反应，抑制了腐蚀过程的阳极反应，从而有效地延缓了腐蚀的进程。
[0016]本专利技术的第二个目的是提供一种所述的金属表面处理钝化剂的制备方法，按配比将含氟化合物、硅溶胶、硅烷偶联剂和除锈剂溶于溶剂，搅拌均匀静置20min
‑
30min，然后加入单宁酸、双氧水、抗氧化剂搅拌均匀得到所述的金属表面处理钝化剂。
[0017]本专利技术的第三个目的是提供一种所述的金属表面处理钝化剂在不锈钢处理中的应用，将不锈钢工件浸入钝化剂中进行钝化，钝化完毕将不锈钢工件取出，经水洗、晾干即可。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述钝化的温度为40℃
‑
50℃；钝化的时间为30s
‑
60s。
[0019]本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0020](1)本专利技术所述的金属表面处理钝化剂采用含氟化合物、单宁酸、双氧水、硅溶胶、抗氧化剂、硅烷偶联剂、除锈剂、溶剂等组成，能够在不锈钢工件表面形成致密的多层交叉钝化膜，而且成膜速度快、效率高，得到的钝化膜孔隙率低，显著改善镀件耐蚀性能。
[0021](2)本专利技术所述的金属表面处理钝化剂对不锈钢工件进行钝化处理，不仅易于成膜，而且形成的钝化膜与不锈钢的结合力较好，能够显著提高不锈钢的耐腐蚀性能且对环境友好。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地
理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0023]实施例1
[0024]本专利技术的金属表面处理钝化剂及其制备方法，具体包括以下步骤：
[0025]将乙醇、异丙醇和水按照体积比为10：2：25配置成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属表面处理钝化剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分，含氟化合物10
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20份、单宁酸2
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5份、双氧水2
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5份、硅溶胶5
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10份、抗氧化剂13
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17份、硅烷偶联剂1
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3份、除锈剂0.2
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0.5份、溶剂300
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400份。2.根据权利要求1所述的金属表面处理钝化剂，其特征在于，所述含氟化合物选自氟锆酸钾和/或氟钛酸钾。3.根据权利要求1所述的金属表面处理钝化剂，其特征在于，所述抗氧化剂为巯基苯并噻唑和/或甲基苯并三氮唑。4.根据权利要求1所述的金属表面处理钝化剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3
‑
(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的金属表面处理钝化剂，其特征在于，所述除锈剂选自磷酸酯、三乙醇胺硼酸酯、脂肪醇醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：周展斐，董洋，叶刚，
申请(专利权)人：广东宏泰节能环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：