一種鍍鋅用彩色鈍化液及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鍍鋅用彩色鈍化液及其制備方法，屬材料表面處理技術領域。
【背景技術】
[0002]材料腐蝕與材料防腐工程，直接關系到經(jīng)濟的發(fā)展和人民的生命安全，表面工程技術是解決機械零部件及材料腐蝕與防護最經(jīng)濟有效的技術手段。電鍍鋅是提高鋼鐵材料表面抗腐蝕能力的有效途徑，目前廣泛地應用于建筑、交通、機械、電子、航空等許多領域中。但在潮濕的環(huán)境中，尤其在濕熱環(huán)境中，鍍鋅層容易發(fā)生腐蝕，使鍍層表面形成暗灰色或白色疏松的腐蝕產(chǎn)物一白銹；時間長了會出現(xiàn)紅銹，從而失去防腐效果。為了提高鍍層的耐蝕性，須在鋼鐵材料表面電鍍鋅后，再對鍍層進行鈍化處理，以便在鍍鋅層表面形成致密的純化I旲，從而進一步提尚材料的耐蝕性，延長材料的使用壽命。
[0003]目前幾乎所有的鍍鋅材料如鍍鋅板等的后處理工藝都采用以六價鉻或三價鉻為主要成分的溶液進行鈍化處理，由于六價鉻毒性高且容易致癌，各國政府已嚴格限制其使用和排放，尤其是在歐盟RoHS指令中明確禁止使用任何經(jīng)六價鉻鈍化技術處理的零件和產(chǎn)品；三價鉻鈍化工藝盡管比六價鉻的污染性小得多，但是經(jīng)三價鉻鈍化的鍍鋅材料經(jīng)過一段時間后仍會被氧化成六價鉻，也就是說實質上并沒有真正解決六價鉻的毒性問題，所以很多國家和地區(qū)也開始限制使用三價鉻鈍化工藝。
[0004]因此，開發(fā)符合環(huán)保要求的無鉻鈍化液必然成為今后的發(fā)展趨勢。目前國內外對于鍍鋅層無鉻鈍化液的研究主要有鉬酸鹽體系、鈦鹽體系、稀土體系、硅酸鹽體系、植酸體系和有機物體系等，但目前還沒有一種無鉻鈍化液可以在生產(chǎn)上完全取代傳統(tǒng)含鉻鈍化液。鉬酸鹽鈍化液可形成多種顏色鈍化膜，但是耐蝕性差、效率低、成本高、維護困難，而且鉬與鉻同族，化學性質相似，仍存在污染問題。硝酸鹽鈍化液可提供較好的耐蝕性，外觀顏色欠佳，成膜效率較低。稀土鈍化液也可以形成耐蝕性優(yōu)良的鈍化膜，但成膜效率太低，一般要鈍化1~2天才能達到性能要求，而含鉻鈍化只需5~30秒。植酸和有機物鈍化液環(huán)保性好，無重金屬離子處理問題，但是成膜光亮性和耐腐蝕性較差，成本高，維護困難。鈦鹽鈍化液清潔環(huán)保，膜層耐蝕性好，成本低，效率高，是最有應用前景的無鉻鈍化液，彩色鈍化后的鍍鋅件顏色已經(jīng)可以達到六價絡彩色鈍化的外觀色彩。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種鍍鋅用彩色鈍化液，所述鈍化液的組分如下:三氯化鈦 3~10ml/L ;硝酸鈉 5~15g/L ;葡萄糖酸鈉 l~8g/L ;硼酸 l~3g/L ；H20210~20mL/L ;硝酸鈰3~5g/L ;醋酸鈉l~3g/L ;其余為H20。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供所述鍍鋅用彩色鈍化液的制備方法，具體包括以下步驟:
(1)將硝酸鈉、硼酸分別溶解于水中，得硝酸鈉水溶液、硼酸水溶液。
[0007](2 )將三氯化鈦加入步驟(1)得到的硝酸鈉水溶液中，混合均勻。
[0008](3)將葡萄糖酸鈉加入步驟(2)得到的混合溶液中，混合均勻。
[0009](4)將步驟(1)得到的硼酸水溶液加入步驟(3)得到的混合液中，混合均勻。
[0010](5)將硝酸鈰加入步驟(4)得到的混合液中，混合均勻。
[0011 ] (6 )將H202加入步驟(5 )得到的混合液中，混合均勻。
[0012](7)將醋酸鈉加入步驟(6)得到的混合液中，混合均勻。
[0013](8)在步驟(7)得到的混合溶液中加水定容至所需體積，按常規(guī)方法用HC1溶液調節(jié)溶液的pH值為1~1.5，即得娃酸鹽彩色鈍化液。
[0014]本發(fā)明所述三氯化鈦、硝酸鈉、葡萄糖酸鈉、硼酸、H202、硝酸鋪、NaAc為市售分析純化學試劑。
[0015]使用所述彩色鈍化液對電鍍鋅及熱鍍鋅材料進行鈍化處理的方法為:將經(jīng)過電鍍鋅的材料(常規(guī)方法得到)用水清洗干凈，按常規(guī)方法進行出光處理后，取出材料水洗，再將材料浸入所述鈦鹽彩色鈍化液中，室溫下浸泡5~30秒后，取出并用水清洗后，干燥即可。
[0016]所述出光處理(常規(guī)方法)為:將鍍鋅后的材料放入由ΗΝ0#ΡΗ20組成的出光液中，于室溫下浸泡3~5秒后，取出即可，其中出光液具體配比為:質量濃度為65%的ΗΝ03 5-15mL/L，其余為H20。
[0017]所述經(jīng)鍍鋅、出光和鈍化后的材料的清洗方法為:自來水沖洗，或者在裝有清潔水的槽中或池中漂洗，直至將鍍件表面清洗干凈為宜。
[0018]所述經(jīng)鈍化后的鍍鋅材料的干燥方法為:自然晾干，或者用吹風機吹干，或者用烤箱烘干。
[0019]本發(fā)明所涉及各個工藝過程中所使用的水為自來水，或者是蒸餾水。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明所述彩色鈍化液用于電鍍鋅材料的后序鈍化處理，可使鍍鋅材料的外觀呈現(xiàn)出紅、藍、黃、紫、綠等多種色彩均勻摻雜的良好視覺效果，同時顯著提高了鍍鋅或材料的耐蝕性，經(jīng)鹽霧試驗，出銹時間達到120小時，在外觀和性能方面均可達到現(xiàn)有含鉻彩色鈍化工藝的效果。
[0021](2)由于本發(fā)明的鈍化液中不含六價鉻和三價鉻，從根本上解決了現(xiàn)有含鉻鈍化工藝污染環(huán)境的問題，而且也不含其它任何對人體和環(huán)境有害的Ag、Cu、Pb、Ni等重金屬離子，完全符合我國國家污水綜合排放標準(GB 8978-1996)和歐盟RoHS指令等環(huán)保標準，是一種真正意義上的無公害鈍化液，可實現(xiàn)電鍍鋅鈍化工序的清潔生產(chǎn)。
[0022](3)同時，廉價的鈦鹽及及其它輔助成膜物質又使鈍化液配制成本大大降低，該鈍化液穩(wěn)定可靠，成膜效率高，完全可取代現(xiàn)有含鉻彩色鈍化液，在成本和鈍化效率方面也容易為生產(chǎn)企業(yè)所接受，是一種極具應用前景的無公害鈍化液。
【具體實施方式】
[0023]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于所述內容。
[0024]實施例1
本實施例所述鈍化液的組分如下:三氯化鈦5 ml/L、硝酸鈉10g/L、葡萄糖酸鈉5 g/L、硼酸2 g/L、H202 15 ml/L、硝酸鈰4g/L、醋酸鈉2 g/L，余量為H20，本實施例所用原料均為市購的分析純產(chǎn)品，h2o為自來水；
本實施例所述鈍化液由以下方法配制得到:
(1)將log硝酸鈉、2g硼酸分別溶解于水中，得硝酸鈉水溶液、硼酸水溶液；
(2 )將5ml三氯化鈦加入步驟(1)得到的硝酸鈉水溶液中，混合均勻；
(3)將5g葡萄糖酸鈉加入步驟(2)得到的混合溶液中，混合均勻；
(4)將步驟(1)得到的硼酸水溶液加入步驟(3)得到的混合液中，混合均勻；
(5)將4g硝酸鈰加入步驟(4)得到的混合液中，混合均勻；
(6)將15mlH202加入步驟(5)得到的混合液中，混合均勻；
(7 )將2g醋酸鈉加入步驟(6 )得到的混合液中，混合均勻；
(8)在步驟(7)得到的混合溶液中加水定容至1L，使用質量百分比濃度為5%的HC1調節(jié)溶液的pH值為1，即得娃酸鹽彩色鈍化液。
[0025]本實施例制備得到的彩色鈍化液用于鈍化電鍍鋅鋼板:
(1)所述電鍍鋅鋼板經(jīng)下列方法得到:將60mmX40 mmX0.5 mm的低碳鋼板在進行電鍍之前按常規(guī)進行除銹、除油、活化等前處理后，放入常規(guī)電鍍液中進行電鍍處理，鍍鋅處理工藝的鍍液組成及操作條件為:ZnCl2:50 g/L、KCl:200 g/L、添加劑適量、鍍液的pH值為6.0，電流密度為1.0 A/ dm2，溫度為室溫，電鍍時間為25分鐘，得電鍍鋅鋼板，備用；
(2)配制出光液:將化學純的ΗΝ03與水配制成10mL/L的出光液，備用；
(3 )將步驟(1)得到的電鍍鋅鋼板用自來水清洗干凈后浸入步驟(2 )中得到的出光液中，室溫下停留5秒，取出后用自來水清洗干凈，再浸入鈍化液中，室溫下浸泡20秒后，取出，經(jīng)自來水清洗干凈后用吹風機吹干。
[0026]經(jīng)鈍化液處理后的鋼板外觀均勻、彩色、光亮，經(jīng)中性鹽霧試驗，出白銹時間超過120小時。
[0027]實施例2
本實施例所述鈍化液的組分如下:三氯化鈦4 ml/L、硝酸鈉12g/L、葡萄糖酸鈉2 g/L、硼酸1 g/L、H202 10 ml/L、硝酸鈰3g/L、NaAc 3 g/L，余量為H20，所用原料均為市購的分析純產(chǎn)品，H20為自來水
本實施例所述鈍化液由以下方法配制得到:
(1)將12g硝酸鈉、lg硼酸分別溶解于水中，得硝酸鈉水溶液、