(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 105177557 A (43)申请公布日 2015.12.23
(21)申请号 201510481960.9(22)申请日 2015.08.07
(71)申请人武汉吉和昌化工科技股份有限公司
地址430022 湖北省武汉市江汉经济开发区
江达路8号(72)发明人宋文超 左正忠 戴建和 杨娟
李玉梁 江茜(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限
公司 42104
代理人马辉(51)Int.Cl.
C23C 22/46(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页
(54)发明名称
一种高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂及其制备方法和钝化处理方法(57)摘要
本发明提供了一种高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂及其制备方法和钝化处理方法，该钝化剂以去离子水为溶剂，溶质包括浓度为如下的组分：铬10～20g/L，草酸2.5～4g/L，苹果酸2～4g/L，氨三乙酸1.5～3g/L，氢氧化钾3～5g/L，钴2～3g/L，钨酸钠0.5～0.8g/L，镧0.25～0.4g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4～4g/L。本发明的钝化剂在使镀液中不含六价铬的同时较大程度地提高镀锌件的耐盐雾耐蚀性能，且同时使镀件具备美观的蓝白色膜层提高装饰性，配制方法和钝化操作工艺简单，易于控制。 C N 1 0 5 1 7 7 5 5 7 A CN 105177557 A
权 利 要 求 书
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1.一种高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂，其特征在于：所述钝化剂以去离子水为溶剂，溶质包括浓度为如下的组分：铬10～20g/L，草酸2.5～4g/L，苹果酸2～4g/L，氨三乙酸1.5～3g/L，氢氧化钾3～5g/L，钴2～3g/L，钨酸钠0.5～0.8g/L，镧0.25～0.4g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4～4g/L。
2.一种如权利要求1所述的高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铬加入水中搅拌至完全溶解，再依次加入草酸、苹果酸、氨三乙酸；(2)在不断地搅拌状态下缓慢加入氢氧化钾，并加热升温进行充分反应，再依次加入钴、钨酸钠、镧；
(3)待温度降至40℃以下时，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
3.根据权利要求2所述的高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，将水预先加热至55～60℃。
4.根据权利要求3所述的高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，加热升温至70～80℃。
5.根据权利要求4所述的高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，加热升温后，在保温状态下不断搅拌1小时以上进行充分反应。
6.一种如权利要求1所述的高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的镀锌层钝化处理方法，其特征在于，所述方法包括将镀锌层与所述蓝白钝化剂溶液接触进行钝化处理，调整钝化剂溶液pH值至2.0～3.0，钝化处理温度为20～35℃，钝化时间为20～40秒。
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说 明 书
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一种高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂及其制备方法和钝化处
理方法
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，特别涉及一种高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂
及其制备方法和钝化处理方法。
[0001]
背景技术
各类镀锌钢铁件因其优良的耐蚀性能、便宜的价格，而被广泛应用于建材、汽配、
家电等领域。但是，单纯的镀锌钢铁件，在潮湿的环境中易发生腐蚀，使其产品外观和耐蚀性受到严重影响。为了改善这一缺点，传统的方法是采用铬酸盐钝化处理。该钝化膜中的铬主要以六价铬形式存在，因钝化膜有自修复能力，所以其耐蚀性能较高。但是，六价铬为高毒、致癌物质，严重污染环境，危害人体健康。欧盟2002年即颁布了WEES和RoHS指令，严格六价铬的使用，因此，三价铬钝化工艺应运而生。但相比于六价铬钝化，三价铬钝化在耐蚀性、外观等方面仍然有许多不足。如多数三价铬钝化工艺无法兼具较高耐腐蚀性和良好装饰性，耐盐雾性能差，工艺流程复杂，不易操作控制。
[0002]
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供了一种高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂及其制备方法和钝化处理方法，在使镀液中不含六价铬的同时较大程度地提高镀锌件的耐盐雾耐蚀性能，且同时使镀件具备美观的蓝白色膜层提高装饰性，配制方法和钝化操作工艺简单，易于控制。
[0004] 本发明是通过以下方式实现的：本发明的一种高耐盐雾镀锌层的 蓝白钝化剂，以去离子水为溶剂，溶质包括浓度为如下的组分：铬10～20g/L，草酸2.5～4g/L，苹果酸2～4g/L，氨三乙酸1.5～3g/L，氢氧化钾3～5g/L，钴2～3g/L，钨酸钠0.5～0.8g/L，镧0.25～0.4g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4～4g/L。[0005] 一种上述所述高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的制备方法，包括以下步骤：[0006] (1)将铬加入水中搅拌至完全溶解，再依次加入草酸、苹果酸、氨三乙酸，充分搅拌；
[0007] (2)在不断地搅拌状态下缓慢加入氢氧化钾，并加热升温进行充分反应，再依次加入钴、钨酸钠、镧，充分搅拌；[0008] (3)待温度降至40℃以下时，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷。[0009] 所述步骤(1)中，将水预先加热至55～60℃。[0010] 所述步骤(2)中，加热升温至70～80℃。[0011] 所述步骤(2)中，加热升温后，在保温状态下不断搅拌1小时以上进行充分反应。
[0003]
一种利用上述所述高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂的镀锌层钝化处理方法，其特征在于，所述方法包括将镀锌层与所述蓝白钝化剂溶液接触进行钝化处理，用稀盐酸调整钝化剂溶液的pH值至2.0～3.0，钝化处理温度为20～35℃，钝化时间为20～40秒。
[0012]
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说 明 书
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本发明的有益效果主要表现在：本发明钝化剂为紫红色澄清液体，不含六价铬、汞、铅、镉及苯醚类等致癌物质，对人体和环境无损害，属于环保型钝化剂；本发明以工业铬为原料，通过添加草酸、苹果酸和氨三乙酸作混合络合剂，来控制钝化膜的成膜速度，还可络合钝化过程中产生的杂质，苹果酸能提高钝化膜层硬度，有助于膜层抗磨，还因其具有抗氧化性而具有保鲜保色的作用，氨基三乙酸根具有非常强的络合能力，能极大提高钝化膜成膜速度，且能有效掩蔽铁杂质的产生，使钝化剂的使用寿命大大延长，降低生产成本，同时还具有一定的化学抛光作用；钝化剂中含有钴，钴为抗耐盐雾剂，可提高耐盐雾时间，含根化合物又能在镀锌层上起到良好化学抛 光作用；钝化剂中添加少量钨酸钠和镧均能提高镀锌层的抗腐蚀性能；钝化剂中添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷后，能使钝化处理后的镀锌层具有防潮耐水、抗老化抗腐蚀等性能；利用本发明蓝白钝化剂钝化处理后的镀锌件参照GB/T 61-2002、GB/T10125-1997进行中性盐雾测试，其盐雾时间为120小时以上，表现出高耐盐雾性，且经该钝化剂处理的镀锌层外观呈均匀、光亮的蓝白色，满足了人们对工业产品高耐蚀性与优良装饰性的需求，且配制与操作工艺简单。具体实施方式
[0014] 以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明：[0015] 实施例1
[0016] 一种高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂，以1L去离子水为溶剂，溶质包括浓度为如下的组分：铬10g/L，草酸2.5g/L，苹果酸2g/L，氨三乙酸1.5g/L，氢氧化钾3g/L，钴3g/L，钨酸钠0.6g/L，镧0.3g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷4g/L。[0017] 上述高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)先加入300mL去离子水于反应容器中，加热至55℃后加入10g铬搅拌至完全溶解，再依次加入2.5g草酸、2g苹果酸、1.5g氨三乙酸，充分搅拌；(2)在不断地搅拌状态下缓慢加入3g氢氧化钾，然后将溶液升温至70℃，并于保温状态下搅拌1小时，再依次加入3g钴、0.6g钨酸钠、0.3g镧，充分搅拌；(3)待温度降至30℃时，加入4gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，充分搅拌，再加去离子水定容至1L，搅拌均匀，即得钝化剂产品。[0018] 镀锌件的钝化操作工艺：镀锌件除锈除油等前处理→水洗→工件进行电镀锌→取出水洗→进行钝化处理→水洗→热风吹干→得到亮蓝白色钝化产品。所用的钝化剂为上述方法制得的钝化剂产品，其中进行钝化处理的具体工艺为取1L钝化剂溶液，用稀盐酸调整溶液的pH值至3.0，将镀锌层与溶液接触进行钝化处理，钝化温度为20℃，钝化时间为40秒，得到外观均匀、全光亮的蓝白色钝化膜。将经过 钝化操作工艺处理后的镀锌件参照GB/T 61-2002、GB/T10125-1997进行中性盐雾测试，经过120小时后没有出现明显白绣(面积小于1％)，表现出高耐盐雾性。[0019] 实施例2
[0020] 一种高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂，以1L去离子水为溶剂，溶质包括浓度为如下的组分：铬12g/L，草酸3.5g/L，苹果酸3g/L，氨三乙酸2.5g/L，氢氧化钾4g/L，钴2.5g/L，钨酸钠0.6g/L，镧0.35g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2g/L。上述高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)先加入400mL去离子水于反应容器中，加热至55℃后加入12g铬搅拌至完全溶解，再依次加入3.5g草
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说 明 书
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酸3g苹果酸、2.5g氨三乙酸，充分搅拌；(2)在不断地搅拌状态下缓慢加入4g氢氧化钾，然后将溶液升温至75℃，并于保温状态下搅拌1.5小时，再依次加入2.5g钴、0.6g钨酸钠、0.35g镧，充分搅拌；(3)待温度降至35℃时，加入2gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，充分搅拌，再加去离子水定容至1L，搅拌均匀，即得钝化剂产品。[0022] 镀锌件的钝化操作工艺：镀锌件除锈除油等前处理→水洗→工件进行电镀锌→取出水洗→进行钝化处理→水洗→热风吹干→得到亮蓝白色钝化产品。所用的钝化剂为上述方法制得的钝化剂产品，其中进行钝化处理的具体工艺为取1L钝化剂溶液，用稀盐酸调整溶液的pH值至2.5，将镀锌层与溶液接触进行钝化处理，钝化温度为20℃，钝化时间为35秒，得到外观均匀、全光亮的蓝白色钝化膜。将经过钝化操作工艺处理后的镀锌件参照GB/T 61-2002、GB/T10125-1997进行中性盐雾测试，经过120小时后没有出现明显白绣(面积小于1％)，表现出高耐盐雾性。[0023] 实施例3
[0024] 一种高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂，以1L去离子水为溶剂，溶质包括浓度为如下的组分：铬15g/L，草酸3g/L，苹果酸3g/L，氨三乙酸2g/L，氢氧化钾4g/L，钴3g/L，钨酸钠0.5g/L， 镧0.4g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.2g/L。[0025] 上述高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)先加入500mL去离子水于反应容器中，加热至57℃后加入15g铬搅拌至完全溶解，再依次加入3g草酸、3g苹果酸、2g氨三乙酸，充分搅拌；(2)在不断地搅拌状态下缓慢加入4g氢氧化钾，然后将溶液升温至75℃，并于保温状态下搅拌2小时，再依次加入3g钴、0.5g钨酸钠、0.4g镧，充分搅拌；(3)待温度降至20℃时，加入2.2gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，充分搅拌，再加去离子水定容至1L，搅拌均匀，即得钝化剂产品。[0026] 镀锌件的钝化操作工艺：镀锌件除锈除油等前处理→水洗→工件进行电镀锌→取出水洗→进行钝化处理→水洗→热风吹干→得到亮蓝白色钝化产品。所用的钝化剂为上述方法制得的钝化剂产品，其中进行钝化处理的具体工艺为取1L钝化剂溶液，用稀盐酸调整溶液的pH值至2.5，将镀锌层与溶液接触进行钝化处理，钝化温度为25℃，钝化时间为30秒，得到外观均匀、全光亮的蓝白色钝化膜。将经过钝化操作工艺处理后的镀锌件参照GB/T 61-2002、GB/T10125-1997进行中性盐雾测试，经过120小时后没有出现明显白绣(面积小于1％)，表现出高耐盐雾性。[0027] 实施例4
[0028] 一种高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂，以1L去离子水为溶剂，溶质包括浓度为如下的组分：铬20g/L，草酸4g/L，苹果酸4g/L，氨三乙酸3g/L，氢氧化钾5g/L，钴3g/L，钨酸钠0.8g/L，镧0.4g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4g/L。[0029] 上述高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)先加入600mL去离子水于反应容器中，加热至60℃后加入20g铬搅拌至完全溶解，再依次加入4g草酸、4g苹果酸、3g氨三乙酸，充分搅拌；(2)在不断地搅拌状态下缓慢加入5g氢氧化钾，然后将溶液升温至80℃，并于保温状态下搅拌2小时，再依次加入3g钴、0.8g钨酸钠、0.4g镧，充分搅拌；(3)待温度降至40℃时， 加入0.4gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，充分搅拌，再加去离子水定容至1L，搅拌均匀，即得钝化剂产品。[0030] 镀锌件的钝化操作工艺：镀锌件除锈除油等前处理→水洗→工件进行电镀锌→取
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出水洗→进行钝化处理→水洗→热风吹干→得到亮蓝白色钝化产品。所用的钝化剂为上述方法制得的钝化剂产品，其中进行钝化处理的具体工艺为取1L钝化剂溶液，用稀盐酸调整溶液的pH值至2.0，将镀锌层与溶液接触进行钝化处理，钝化温度为35℃，钝化时间为20秒，得到外观均匀、全光亮的蓝白色钝化膜。将经过钝化操作工艺处理后的镀锌件参照GB/T 61-2002、GB/T10125-1997进行中性盐雾测试，经过120小时后没有出现明显白绣(面积小于1％)，表现出超高耐盐雾性。[0031] 实施例5
[0032] 一种高耐盐雾镀锌层的蓝白钝化剂，以1L去离子水为溶剂，溶质包括浓度为如下的组分：铬20g/L，草酸4g/L，苹果酸2g/L，氨三乙酸1.5g/L，氢氧化钾5g/L，钴2g/L，钨酸钠0.5g/L，镧0.4g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷4g/L。[0033] 上述高耐盐雾镀锌层蓝白钝化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)先加入800mL去离子水于反应容器中，加热至60℃后加入20g铬搅拌至完全溶解，再依次加入4g草酸、2g苹果酸、1.5g氨三乙酸，充分搅拌；(2)在不断地搅拌状态下缓慢加入5g氢氧化钾，然后将溶液升温至80℃，并于保温状态下搅拌2.5小时，再依次加入2g钴、0.5g钨酸钠、0.4g镧，充分搅拌；(3)待温度降至30℃以下时，加入4gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，充分搅拌，再加去离子水定容至1L，搅拌均匀，即得钝化剂产品。[0034] 镀锌件的钝化操作工艺：镀锌件除锈除油等前处理→水洗→工件进行电镀锌→取出水洗→进行钝化处理→水洗→热风吹干→得到亮蓝白色钝化产品。所用的钝化剂为上述方法制得的钝化剂产品，其中进行钝化处理的具体工艺为取1L钝化剂溶液，用稀盐酸调整溶液的pH值至2.0，将镀锌层与溶液接触进行钝化处理，钝化温度为35℃， 钝化时间为30秒，得到外观均匀、全光亮的蓝白色钝化膜。将经过钝化操作工艺处理后的镀锌件参照GB/T 61-2002、GB/T10125-1997进行中性盐雾测试，经过120小时后没有出现明显白绣(面积小于1％)，表现出超高耐盐雾性。
[0035] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于本发明。任何熟悉此技术的人员皆可在不违背本发明的精神和范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所述技术领域常规技术人员在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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