一種鍍鋅層無鉻鈍化劑及其製備方法
2023-05-22 16:38:06 2
一種鍍鋅層無鉻鈍化劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鍍鋅層無鉻鈍化劑及其製備方法，鈍化劑包括以下組分：硫酸氫鈉、三聚磷酸鈉，烷基苯磺酸鈉，醋酸銨，氧化鋁，澱粉，硫脲，亞硝酸二環己胺，甲基纖維素，尼泊金甲酯，乙二醇單硬脂酸酯和去離子水。製備方法為將硫酸氫鈉、三聚磷酸鈉、烷基苯磺酸鈉、醋酸銨和硫脲加入到去離子水中，室溫攪拌混合均勻，得到混合液一；將氧化鋁、澱粉、亞硝酸二環己胺、甲基纖維素、尼泊金甲酯和乙二醇單硬脂酸酯加入到無水乙醇中，加熱回流乙醇，過濾得固體混合物，烘乾得到中間物一；然後將中間物一加入到步驟二得到的混合液一中，在真空加熱條件下攪拌混合，得到鍍鋅層無鉻鈍化劑。本發明提供的鍍鋅層無鉻鈍化劑具有優良的耐腐蝕性能。
【專利說明】一種鍍鋅層無鉻鈍化劑及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於金屬鍍層鈍化劑製備【技術領域】，具體涉及一種鍍鋅層無鉻鈍化劑及其 製備方法。
【背景技術】
[0002] 在金屬零部件基體上，鍍鋅作為防護鍍層是電鍍工業中最廣泛的電鍍品種之一。 由於鋅的標準電極電勢比鐵負，金屬零部件基體上的鍍層通常需要進行鈍化處理形成緻密 的鈍化膜才能作為防護性鍍層。傳統鍍鋅層主要採用鉻酸鹽溶液進行鈍化處理，由於鉻酸 鹽溶液中的六價鉻是一種有毒物質並具有致癌作用，歐美國家出臺了系列相關法律限制六 價鉻的使用。
[0003] 環保型的鈍化主要採用三價鉻和無鉻鈍化兩個方向。無鉻鈍化體系有鈦酸鹽、鑰 酸鹽、鎢酸鹽、稀土、矽酸鹽，目前這些無鉻體系鈍化膜無毒環保，近年來耐蝕性和外觀都有 很大的提高，滿足了普通五金件電鍍要求，所以無鉻鈍化工藝在工業上有廣泛的應用前景。 無鉻鈍化相對於以上提到的兩種鈍化處理方法，具有無毒環保、高效、低耗等特點。無鉻鈍 化包括無機鹽類鈍化、有機物鈍化和有機無機複合鈍化。無機鹽類鈍化包括鑰酸鹽、鶴酸 鹽、矽酸鹽和稀土金屬鹽等無機鹽類鈍化。有機物鈍化包括單寧酸、植酸、油酸、有機矽烷等 有機物鈍化。有機無機複合鈍化即無鉻複合鈍化包括植酸和磷酸鹽等的複合鈍化、矽烷偶 聯劑處理、塗覆處理等複合鈍化方法。早期無機鹽類和有機物無鉻鈍化的耐蝕性不如六價 鉻鈍化，無機鹽類鈍化形成的鈍化膜不像六價鉻鈍化膜具有自修復能力，在膜破損情況下， 膜無法修復，造成鈍化膜耐蝕性下降。有機物鈍化雖然耐蝕性比無機鹽類鈍化好，但膜存在 缺陷，耐蝕性不如六價鉻鈍化劑。
[0004] 申請號為201410226675.8的中國專利公開了一種鍍鋅層無鉻鈍化劑及其製備 方法，其中無鉻鈍化劑含鑰酸鈉 l〇_28g/L，矽酸鈉10-18g/L，氟化鎂48-55g/L，檸檬酸 15-30g/L，乙烯基三乙醯氧基矽烷10-25g/L，鎢酸鹽8-13g/L，丙烯酸樹脂8-12g/L，緩蝕劑 5-15g/L，硝酸5-10g/L，餘量為水。達到了鈍化膜表面結構緻密、無明顯裂紋，附著力較好， 滿足產品性能的要求。申請號為201310121351. 3的中國專利公開了一種鍍鋅層無鉻鈍化 齊U，其包括作為氧化劑的過硫酸鹽和作為封閉劑的矽酸鋰；過硫酸鹽的質量百分含量優選 為2 % -20 %，更優選為6 %，矽酸鋰的質量百分含量優選為0. 4 % -3 %，更優選為1 % ;過 硫酸鹽優選為過硫酸銨或過硫酸鉀。其製備方法相對簡單，進行鍍鋅層鈍化，防護效果好。 工藝過程徹底摒除鉻汙染，具有很好的經濟效益和環境效益。以上公開的鍍鋅層無鉻鈍化 齊U，雖然都達到了一定的防護效果，但是其鈍化膜的性能仍然不能滿足需要，需要更進一步 提高鈍化膜的性質，因此還需要進一步研究開發一種性能更為優越的鈍化劑。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在於為了克服以上現有技術的不足而提供一種鍍鋅層無鉻鈍化劑 及其製備方法，大大提高鈍化層的結合能力以及穩定性能。
[0006] 本發明是通過以下技術手段實現的：
[0007] -種鍍鋅層無鉻鈍化劑，以重量組分計包括：硫酸氫鈉5-10份、三聚磷酸鈉2-6 份，燒基苯磺酸鈉1-5份，醋酸銨8-14份，氧化錯0. 5-2份，澱粉1-4份，硫脲2-7份，亞硝 酸二環己胺3-8份，甲基纖維素2-7份，尼泊金甲酯1-6份，乙二醇單硬脂酸酯0. 8-2份，去 離子水800-1000份。
[0008] 所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑，可以優選為以重量組分計包括：硫酸氫鈉6-8份、三聚 磷酸鈉3-5份，烷基苯磺酸鈉3-5份，醋酸銨10-13份，氧化鋁0. 8-1. 5份，澱粉2-4份，硫 脲4-6份，亞硝酸二環己胺5-7份，甲基纖維素5-7份，尼泊金甲酯3-5份，乙二醇單硬脂酸 酯1. 3-1. 7份，去離子水880-950份。
[0009] 所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑，可以進一步優選為以重量組分計包括：硫酸氫鈉 7份、 三聚磷酸鈉4份，烷基苯磺酸鈉4份，醋酸銨12份，氧化鋁1. 3份，澱粉3份，硫脲5份，亞 硝酸二環己胺6份，甲基纖維素6份，尼泊金甲酯4份，乙二醇單硬脂酸酯1. 6份，去離子水 930 份。
[0010] 一種以上所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，包括以下製備步驟：
[0011] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0012] 步驟二，將硫酸氫鈉、三聚磷酸鈉、烷基苯磺酸鈉、醋酸銨和硫脲加入到去離子水 中，室溫攪拌混合均勻，得到混合液一；
[0013] 步驟三，將氧化鋁、澱粉、亞硝酸二環己胺、甲基纖維素、尼泊金甲酯和乙二醇單硬 脂酸酯加入到重量份為200-300份無水乙醇中，加熱回流乙醇，回流30-50分鐘，過濾得固 體混合物，再將固體混合物烘乾，得到中間物一；
[0014] 步驟四，將中間物一加入到步驟二得到的混合液一中，在真空度為 0. 002-0. 006MPa的條件下加熱至60-70°C，攪拌混合，得到鍍鋅層無鉻鈍化劑。
[0015] 所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，步驟二中攪拌混合均勻的條件可以為攪拌 速度150-180轉/分鐘，攪拌時間30-40分鐘。
[0016] 所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，步驟三中烘乾的條件可以為溫度105°c，時 間2-3小時。
[0017] 所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，步驟四中攪拌混合均勻的條件可以為攪拌 轉速140-160轉/分鐘，攪拌時間50-60分鐘。
[0018] 所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，步驟四中真空度可以為0. 〇4MPa。
[0019] 本發明提供的鍍鋅層無鉻鈍化劑鈍化樣品後的鈍化膜具有優良的耐腐蝕性能，其 中耐酸性能達到了 152小時以上無異常，耐鹼性能達到了 163小時以上無異常，耐中性鹽霧 性能達到了 165小時以上無異常。本發明提供的鍍鋅層無鉻鈍化劑由於組分中引入了硫脲 和亞硝酸二環己胺，進一步增強了鈍化劑的鈍化性能，增強了鈍化膜的耐酸、耐鹼以及耐中 性鹽霧性能。
【具體實施方式】
[0020] 實施例1
[0021] 一種鍍鋅層無鉻鈍化劑，以重量組分計包括：硫酸氫鈉5份、三聚磷酸鈉2份，烷基 苯磺酸鈉1份，醋酸銨8份，氧化鋁0. 5份，澱粉1份，硫脲2份，亞硝酸二環己胺3份，甲基 纖維素2份，尼泊金甲酯1份，乙二醇單硬脂酸酯0. 8份，去離子水800份。
[0022] 以上所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，包括以下製備步驟：
[0023] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0024] 步驟二，將硫酸氫鈉、三聚磷酸鈉、烷基苯磺酸鈉、醋酸銨和硫脲加入到去離子水 中，室溫攪拌混合均勻，條件為攪拌速度150轉/分鐘，攪拌時間30分鐘，得到混合液一；
[0025] 步驟三，將氧化鋁、澱粉、亞硝酸二環己胺、甲基纖維素、尼泊金甲酯和乙二醇單硬 脂酸酯加入到重量份為200份無水乙醇中，加熱回流乙醇，回流30分鐘，過濾得固體混合 物，再將固體混合物烘乾，烘乾條件為溫度l〇5°C，時間2小時，得到中間物一；
[0026] 步驟四，將中間物一加入到步驟二得到的混合液一中，在真空度為0. 002MPa的條 件下加熱至60°C，攪拌混合，條件為攪拌轉速140轉/分鐘，攪拌時間50分鐘，得到鍍鋅層 無鉻鈍化劑。
[0027] 實施例2
[0028] -種鍍鋅層無鉻鈍化劑，以重量組分計包括：硫酸氫鈉 6份、三聚磷酸鈉 3份，烷基 苯磺酸鈉3份，醋酸銨10份，氧化鋁0. 8份，澱粉2份，硫脲4份，亞硝酸二環己胺5份，甲 基纖維素5份，尼泊金甲酯3份，乙二醇單硬脂酸酯1. 3份，去離子水880份。
[0029] 以上所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，包括以下製備步驟：
[0030] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0031] 步驟二，將硫酸氫鈉、三聚磷酸鈉、烷基苯磺酸鈉、醋酸銨和硫脲加入到去離子水 中，室溫攪拌混合均勻，條件為攪拌速度160轉/分鐘，攪拌時間32分鐘，得到混合液一；
[0032] 步驟三，將氧化鋁、澱粉、亞硝酸二環己胺、甲基纖維素、尼泊金甲酯和乙二醇單硬 脂酸酯加入到重量份為230份無水乙醇中，加熱回流乙醇，回流38分鐘，過濾得固體混合 物，再將固體混合物烘乾，烘乾條件為溫度l〇5°C，時間3小時，得到中間物一；
[0033] 步驟四，將中間物一加入到步驟二得到的混合液一中，在真空度為0. 003MPa的條 件下加熱至65°C，攪拌混合，條件為攪拌轉速146轉/分鐘，攪拌時間54分鐘，得到鍍鋅層 無鉻鈍化劑。
[0034] 實施例3
[0035] -種鍍鋅層無鉻鈍化劑，以重量組分計包括：硫酸氫鈉7份、三聚磷酸鈉4份，烷基 苯磺酸鈉4份，醋酸銨12份，氧化鋁1. 3份，澱粉3份，硫脲5份，亞硝酸二環己胺6份，甲 基纖維素6份，尼泊金甲酯4份，乙二醇單硬脂酸酯1. 6份，去離子水930份。
[0036] 以上所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，包括以下製備步驟：
[0037] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0038] 步驟二，將硫酸氫鈉、三聚磷酸鈉、烷基苯磺酸鈉、醋酸銨和硫脲加入到去離子水 中，室溫攪拌混合均勻，條件為攪拌速度170轉/分鐘，攪拌時間36分鐘，得到混合液一；
[0039] 步驟三，將氧化鋁、澱粉、亞硝酸二環己胺、甲基纖維素、尼泊金甲酯和乙二醇單硬 脂酸酯加入到重量份為260份無水乙醇中，加熱回流乙醇，回流40分鐘，過濾得固體混合 物，再將固體混合物烘乾，烘乾條件為溫度l〇5°C，時間3小時，得到中間物一；
[0040] 步驟四，將中間物一加入到步驟二得到的混合液一中，在真空度為0. 003MPa的條 件下加熱至66°C，攪拌混合，條件為攪拌轉速150轉/分鐘，攪拌時60分鐘，得到鍍鋅層無 鉻鈍化劑。
[0041] 實施例4
[0042] -種鍍鋅層無鉻鈍化劑，以重量組分計包括：硫酸氫鈉8份、三聚磷酸鈉5份，烷基 苯磺酸鈉5份，醋酸銨13份，氧化鋁1. 5份，澱粉4份，硫脲6份，亞硝酸二環己胺7份，甲 基纖維素7份，尼泊金甲酯5份，乙二醇單硬脂酸酯1. 7份，去離子水950份。
[0043] 以上所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，包括以下製備步驟：
[0044] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0045] 步驟二，將硫酸氫鈉、三聚磷酸鈉、烷基苯磺酸鈉、醋酸銨和硫脲加入到去離子水 中，室溫攪拌混合均勻，條件為攪拌速度170轉/分鐘，攪拌時間40分鐘，得到混合液一； [0046] 步驟三，將氧化鋁、澱粉、亞硝酸二環己胺、甲基纖維素、尼泊金甲酯和乙二醇單硬 脂酸酯加入到重量份為280份無水乙醇中，加熱回流乙醇，回流45分鐘，過濾得固體混合 物，再將固體混合物烘乾，烘乾條件為溫度l〇5°C，時間2小時，得到中間物一；
[0047] 步驟四，將中間物一加入到步驟二得到的混合液一中，在真空度為0. 005MPa的條 件下加熱至60-70°C，攪拌混合，條件為攪拌轉速155轉/分鐘，攪拌時間60分鐘，得到鍍鋅 層無鉻鈍化劑。
[0048] 實施例5
[0049] 一種鍍鋅層無鉻鈍化劑，以重量組分計包括：硫酸氫鈉 10份、三聚磷酸鈉 6份，烷 基苯磺酸鈉5份，醋酸銨14份，氧化鋁2份，澱粉4份，硫脲7份，亞硝酸二環己胺8份，甲 基纖維素7份，尼泊金甲酯6份，乙二醇單硬脂酸酯2份，去離子水1000份。
[0050] 以上所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，包括以下製備步驟：
[0051] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0052] 步驟二，將硫酸氫鈉、三聚磷酸鈉、烷基苯磺酸鈉、醋酸銨和硫脲加入到去離子水 中，室溫攪拌混合均勻，條件為攪拌速度180轉/分鐘，攪拌時間40分鐘，得到混合液一；
[0053] 步驟三，將氧化鋁、澱粉、亞硝酸二環己胺、甲基纖維素、尼泊金甲酯和乙二醇單硬 脂酸酯加入到重量份為300份無水乙醇中，加熱回流乙醇，回流50分鐘，過濾得固體混合 物，再將固體混合物烘乾，烘乾條件為溫度l〇5°C，時間3小時，得到中間物一；
[0054] 步驟四，將中間物一加入到步驟二得到的混合液一中，在真空度為0. 006MPa的條 件下加熱至70°C，攪拌混合，條件為攪拌轉速160轉/分鐘，攪拌時間60分鐘，得到鍍鋅層 無鉻鈍化劑。
[0055] 對照例
[0056] -種鍍鋅層無鉻鈍化劑，以重量組分計包括：硫酸氫鈉7份、三聚磷酸鈉4份，烷基 苯磺酸鈉4份，醋酸銨12份，氧化鋁1. 3份，澱粉3份，甲基纖維素6份，尼泊金甲酯4份， 乙二醇單硬脂酸酯1. 6份，去離子水930份。
[0057] 以上所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，包括以下製備步驟：
[0058] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0059] 步驟二，將硫酸氫鈉、三聚磷酸鈉、烷基苯磺酸鈉和醋酸銨加入到去離子水中，室 溫攪拌混合均勻，條件為攪拌速度170轉/分鐘，攪拌時間36分鐘，得到混合液一；
[0060] 步驟三，將氧化鋁、澱粉、甲基纖維素、尼泊金甲酯和乙二醇單硬脂酸酯加入到重 量份為260份無水乙醇中，加熱回流乙醇，回流40分鐘，過濾得固體混合物，再將固體混合 物烘乾，烘乾條件為溫度l〇5°C，時間3小時，得到中間物一；
[0061] 步驟四，將中間物一加入到步驟二得到的混合液一中，在真空度為0. 003MPa的條 件下加熱至66°C，攪拌混合，條件為攪拌轉速150轉/分鐘，攪拌時60分鐘，得到鍍鋅層無 鉻鈍化劑。
[0062] 對以上實施例和對照例製備得到的鍍鋅層無鉻鈍化劑進行性能測試，其中在室溫 下將待鈍化樣品直接浸入鈍化劑中，鈍化30-40秒，測定鈍化膜的性能，其中耐酸性為在質 量濃度為5%的鹽酸溶液中測試，耐鹼性為在質量濃度為5%的氫氧化鈉溶液中測試，耐中 性鹽霧性能為在質量濃度為5%的氯化鈉溶液中測試，具體結果如下：
[0063]
【權利要求】
1. 一種鍍鋅層無鉻鈍化劑，其特徵在於，以重量組分計包括：硫酸氫鈉5-10份、三聚 磷酸鈉2-6份，燒基苯磺酸鈉1-5份，醋酸銨8-14份，氧化錯0. 5-2份，澱粉1-4份，硫脲 2-7份，亞硝酸二環己胺3-8份，甲基纖維素2-7份，尼泊金甲酯1-6份，乙二醇單硬脂酸酯 〇? 8-2份，去離子水800-1000份。
2. 根據權利要求1所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑，其特徵在於，以重量組分計包括：硫酸氫 鈉6-8份、三聚磷酸鈉3-5份，烷基苯磺酸鈉3-5份，醋酸銨10-13份，氧化鋁0. 8-1. 5份， 澱粉2-4份，硫脲4-6份，亞硝酸二環己胺5-7份，甲基纖維素5-7份，尼泊金甲酯3-5份， 乙二醇單硬脂酸酯1. 3-1. 7份，去離子水880-950份。
3. 根據權利要求1所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑，其特徵在於，以重量組分計包括：硫酸氫 鈉7份、三聚磷酸鈉4份，烷基苯磺酸鈉4份，醋酸銨12份，氧化鋁1. 3份，澱粉3份，硫脲5 份，亞硝酸二環己胺6份，甲基纖維素6份，尼泊金甲酯4份，乙二醇單硬脂酸酯1. 6份，去 離子水930份。
4. 權利要求1或2所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，其特徵在於，包括以下製備步 驟： 步驟一，按照重量份稱取各組分； 步驟二，將硫酸氫鈉、三聚磷酸鈉、烷基苯磺酸鈉、醋酸銨和硫脲加入到去離子水中，室 溫攪拌混合均勻，得到混合液一； 步驟三，將氧化鋁、澱粉、亞硝酸二環己胺、甲基纖維素、尼泊金甲酯和乙二醇單硬脂酸 酯加入到重量份為200-300份無水乙醇中，加熱回流乙醇，回流30-50分鐘，過濾得固體混 合物，再將固體混合物烘乾，得到中間物一； 步驟四，將中間物一加入到步驟二得到的混合液一中，在真空度為0. 002-0. 006MPa的 條件下加熱至60-70°C，攪拌混合，得到鍍鋅層無鉻鈍化劑。
5. 根據權利要求4所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，其特徵在於，步驟二中攪拌 混合均勻的條件為攪拌速度150-180轉/分鐘，攪拌時間30-40分鐘。
6. 根據權利要求4所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，其特徵在於，步驟三中烘乾 的條件為溫度105°C，時間2-3小時。
7. 根據權利要求4所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，其特徵在於，步驟四中攪拌 混合均勻的條件為攪拌轉速140-160轉/分鐘，攪拌時間50-60分鐘。
8. 根據權利要求4所述的鍍鋅層無鉻鈍化劑的製備方法，其特徵在於，步驟四中真空 度為 0. 04MPa。
【文檔編號】C23C22/23GK104404485SQ201410650815
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】尤為 申請人:無錫伊佩克科技有限公司