專(zhuān)利名稱(chēng)：一種金屬鍍后鈍化液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬表面鍍后的保護(hù)液及其使用方法，更具體地，本發(fā)明涉及是一種不含鉻的金屬鍍后鈍化液及其使用方 法。
背景技術(shù)：
金屬鍍后(目前的表面處理有電鍍、熱浸鍍等)，在存儲(chǔ)運(yùn)輸過(guò)程當(dāng)中或使用時(shí)暴露在空氣里，由于空氣濕度及溫度的變化，會(huì)在鍍層表面形成結(jié)露，導(dǎo)致金屬生銹或變色， 影響產(chǎn)品外表的防銹性能，為了防止鍍層的這種銹蝕，在金屬表面涂鍍后，需要對(duì)其表面鍍層進(jìn)行鈍化處理。傳統(tǒng)的鈍化處理通常采用六價(jià)或三價(jià)的鉻酸鹽在鍍層表面形成一層鈍化膜，該膜具有良好的隔離性能與自修復(fù)作用，具有良好的防腐蝕作用，具有工藝簡(jiǎn)單、快速、成本低， 鈍化可在線進(jìn)行，鈍化產(chǎn)品在后期涂裝加工過(guò)程中油漆的附著性能好等優(yōu)點(diǎn)，是目前常規(guī)的鈍化方法。但是其所含的鉻離子對(duì)環(huán)境和人體均有極大的危害，使用受到限制。歐盟于 2003年1月27日通過(guò)ROHS指令，規(guī)定出口到歐盟的電子電器產(chǎn)品中禁止使用鉻酸鹽鈍化的鍍鋅鋼板。其它國(guó)家和地區(qū)也紛紛仿效出臺(tái)了相應(yīng)的法令、法規(guī)。因此，目前世界上各國(guó)都在研究替代鉻酸鹽的產(chǎn)品，基本分為三大類(lèi)無(wú)機(jī)鈍化、有機(jī)鈍化和無(wú)機(jī)有機(jī)混合鈍化。無(wú)機(jī)鈍化主要采用高價(jià)金屬鹽如鉬酸鹽、鎢酸鹽、硅酸鹽等，CN101886259A公開(kāi)了一種用于鍍鋅層用環(huán)保型鈍化液，其中就采用了鉬酸鈉、鎢酸鈉、硫酸氧鈦等原料，其優(yōu)點(diǎn)是耐高溫、耐指紋，但是其耐腐蝕性較差。有機(jī)鈍化主要以水溶性有機(jī)物為主，如植酸、單寧酸、有機(jī)鰲合物、丙烯酸樹(shù)脂及環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)等，其優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性提高，但是耐高溫性和耐指紋性較差。無(wú)機(jī)有機(jī)混合鈍化主要是無(wú)機(jī)鹽鹽中添加可溶性有機(jī)物，以達(dá)到高耐腐蝕性。如 CN 101235498A公開(kāi)了一種用于鍍鋅鋼板表面的無(wú)鉻鈍化液，其組分及配制方法鉬酸鹽 80 160g/L，鎢酸鹽16 32g/L，丙烯酸15 50g/L，雙氧水20 40g/L，植酸5 10g/L，其余為水，pH值為1.5 2.5 ；用磷酸調(diào)節(jié)pH值。目前在替代鉻酸鹽鈍化的研究上，方向不同，方案眾多，但是尚未能提供一種可提供高耐腐蝕性，耐指紋性和耐高溫性的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種耐高溫、耐腐蝕以及耐指紋的金屬鍍后鈍化液，所述鈍化液具有環(huán)保以及綜合性能高的特點(diǎn)。所述金屬鍍后鈍化液為水溶液，包括以下成分釩酸鹽0.001 30g/L鉬酸鹽0.01 30g/L優(yōu)選所述金屬鍍后鈍化液，所述鈍化液由以下成分組成釩酸鹽0.001 30g/L
鉬酸鹽0.01 30g/L其余為水。進(jìn)一步優(yōu)選，所述金屬鍍后鈍化液由以下成分組成釩酸鹽0.001 30g/L鉬酸鹽0.01 30g/L植酸1 300g/L其余為水。特別優(yōu)選所述金屬鍍后鈍化液中含有樹(shù)脂或/和硅烷。所述金屬可以為金屬單質(zhì)或合金。所述鈍化液pH值為1. 5 7. 5，優(yōu)選為3 6，其pH值可通過(guò)酸堿來(lái)調(diào)節(jié)。所述釩酸鹽濃度優(yōu)選為0. 01 30g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 1 20g/L，更優(yōu)選為 0. 5 10g/L，特別優(yōu)選為l-5g/L ；所述鉬酸鹽濃度優(yōu)選為0. 1 30g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 1 20g/L，更優(yōu)選為1 10g/L，特別優(yōu)選為5 8g/L;所述硅烷濃度優(yōu)選為0. 01 30g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為1 20g/L，更優(yōu)選為1 15g/ L，特別優(yōu)選為2 9g/L;所述植酸濃度優(yōu)選為1 200g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為1 100g/L，特別優(yōu)選為30 60g/L。所述樹(shù)脂濃度優(yōu)選為1 500g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為1 300g/L，再進(jìn)一步優(yōu)選為1 200g/L，更優(yōu)選為1 100g/L，特別優(yōu)選為1 50g/L。所述釩酸鹽可以為單一釩酸鹽，也可以為2種或2種以上釩酸鹽的混合物，優(yōu)選為鈉鹽、銨鹽、鉀鹽或其混合物。所述鉬酸鹽可以為單一鉬酸鹽，也可以為2種或2種以上鉬酸鹽的混合物，鈉鹽、 銨鹽、鉀鹽或其混合物。本發(fā)明所述硅烷優(yōu)選為液態(tài)硅烷，可以為R-氨丙基三乙氧基、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3_氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、 2-(3，4_環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。所述植酸優(yōu)選為質(zhì)量濃度為30%以上的植酸溶液。所述植酸(Phytic acid)，化學(xué)名肌醇六磷酸，分子式=C6H18O24P6，是從植物種籽中提取的一種有機(jī)磷酸類(lèi)化合物。由于其巨大螯合勢(shì)能，因此具有優(yōu)良的抗腐蝕性，在金屬和合金表面上的植酸鹽涂層具有抗蝕性和金屬與聚合物涂層間的優(yōu)良粘合性。所述樹(shù)脂優(yōu)選為水性樹(shù)脂或其乳液，可以為丙烯酸水性樹(shù)脂、氨基水性樹(shù)脂、酚醛水性樹(shù)脂、環(huán)氧水性樹(shù)脂、聚氨酯水性樹(shù)脂、有機(jī)硅水性樹(shù)脂中的一種或幾種。所述水性樹(shù)脂為鋼鐵、不銹鋼、銅鋁等金屬的專(zhuān)用型高性能樹(shù)脂，對(duì)鋼鐵、不銹鋼、銅鋁等金屬具有超強(qiáng)的附著力及耐鹽霧性能，適用于金屬制品的防護(hù)與裝飾，防銹、防手??；所述水為自來(lái)水、蒸餾水、去離子水等或其混合物。本發(fā)明所述的釩酸鹽、鉬酸鹽、硅烷、植酸、樹(shù)脂均為已知產(chǎn)品，可以市售得到，也可以按照現(xiàn)有技術(shù)/新技術(shù)的制備方法得到，本發(fā)明不再就其來(lái)源贅述。
本發(fā)明所述的金屬鍍后鈍化液不含任何價(jià)態(tài)的鉻。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)其掌握的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)，可以在本發(fā)明涉及的金屬鍍后鈍化液中添加其他成分。本發(fā)明金屬鍍后鈍化液是按照現(xiàn)有技術(shù)記載的方法制備，例如通過(guò)簡(jiǎn)單的混合工藝得到。本發(fā)明的目的之一還在于提供所述金屬鍍后鈍化液的使用方法。

使用本發(fā)明所述金屬鍍后鈍化液對(duì)鍍后金屬進(jìn)行鈍化的方法，包括以下步驟(1)對(duì)鍍后金屬進(jìn)行表面處理；(2)在室溫 99°C，經(jīng)過(guò)步驟(1)處理的金屬表面與鈍化液完全接觸至少5秒，干
O步驟(1)所述表面處理為所屬技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)處理方法，可以為單一方法處理，也可以是多種處理結(jié)合。步驟(2)中所述接觸可以為浸泡、噴涂、輥涂、刷涂或其結(jié)合。步驟(2)中所述接觸時(shí)間優(yōu)選不超過(guò)3分鐘，進(jìn)一步優(yōu)選不超過(guò)2分鐘，特別優(yōu)選為5 60秒。步驟(2)中所述干燥可以為常溫干燥或烘干。所述常溫干燥時(shí)間優(yōu)選至少12小時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選至少24小時(shí)，特別優(yōu)選48小時(shí)。所述烘干溫度優(yōu)選為40°C 200°C，進(jìn)一步優(yōu)選為60°C 150°C。與現(xiàn)有技術(shù)的金屬鍍后鈍化液相比，本發(fā)明所涉及的金屬鍍后鈍化液具有以下優(yōu)占.(1)以釩酸鹽、鉬酸鹽、硅烷以及植酸和樹(shù)脂等為原料，不含鉻等污染環(huán)境的化合物，從根本上解決了含鉻鈍化工藝對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，有利于環(huán)保；(2)用于金屬鍍后的鈍化，可使金屬鍍后產(chǎn)品表面的耐腐蝕性能、耐高溫性能以及耐指紋性能得到增強(qiáng)；(3)制備簡(jiǎn)單，使用方便，成本較低，具有廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。實(shí)施例一用去離子水配制釩酸銨濃度為0. 01g/L、鉬酸銨濃度為5g/L、3_氨基丙基三乙氧基硅烷濃度為15g/L、植酸濃度為60g/L的鈍化液，調(diào)節(jié)其pH值為3，得到鈍化液1。實(shí)施例二用去離子水配制釩鈉鹽濃度為0. 5g/L、鉬酸銨濃度為5g/L、丁基-氨丙基三乙氧基硅烷濃度為9g/L、植酸濃度為30g/L的鈍化液，調(diào)節(jié)其pH值為6，得到鈍化液2。實(shí)施例三用去離子水配制釩酸銨濃度為5g/L、鉬酸鈉濃度為8g/L、3_縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷濃度為2g/L、環(huán)氧水性樹(shù)脂濃度為50g/L的鈍化液，其pH值為6，得到鈍化液3。實(shí)施例四
用自來(lái)水配制釩酸銨濃度為0. 001g/L、鉬酸銨濃度為30g/L的鈍化液，其pH值為 1.5，得到鈍化液4。實(shí)施例五用自 來(lái)水配制釩酸鉀濃度為30g/L、鉬酸鈉濃度為0. 01g/L、植酸濃度為300g/L的鈍化液，其PH值為7. 5，得到鈍化液5。實(shí)施例六用去離子水配制釩酸銨濃度為10g/L、鉬酸鉀濃度為10g/L、植酸濃度為lg/L、聚氨酯水性樹(shù)脂濃度為200g/L的鈍化液，其pH值為5，得到鈍化液6。實(shí)施例七用去離子水配制釩酸鈉濃度為lg/L、鉬酸銨濃度為lg/L、N-(2_氨基乙基)-3_氨基丙基甲基二甲氧基硅烷濃度為0. 01g/L、植酸濃度為200g/L、酚醛水性樹(shù)脂濃度為lg/L 的鈍化液，其PH值為4，得到鈍化液7。實(shí)施例八用去離子水配制釩酸銨濃度為20g/L、鉬酸銨濃度為0. lg/L、3_氨基丙基三乙氧基硅烷濃度為30g/L的鈍化液，其pH值為7，得到鈍化液8。實(shí)施例九用去離子水配制釩酸銨濃度為0. lg/L、鉬酸鈉濃度為30g/L、有機(jī)硅水性樹(shù)脂濃度為500g/L的鈍化液，其pH值為2，得到鈍化液9。為了證明本發(fā)明實(shí)施例的性能，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)(NSS)，實(shí)驗(yàn)步驟如下采用鈍化液1 9對(duì)試樣進(jìn)行鈍化，將鈍化完的試樣放在鹽霧箱中，參照IS03768 的標(biāo)準(zhǔn)，采用濃度為5%、pH值為6. 5 7. 2、溫度為35士2°C的NaCl溶液進(jìn)行連續(xù)噴霧，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)試樣表面出現(xiàn)白銹的面積，計(jì)算試樣表面白銹的百分比，評(píng)價(jià)試樣的耐腐蝕性能。以經(jīng)熱鍍鋅后的金屬作為試樣，測(cè)試結(jié)果如下所示
權(quán)利要求
1.一種金屬鍍后鈍化液，其特征在于，所述鈍化液為水溶液，包括以下成分 釩酸鹽 0. OOl 30g/L鉬酸鹽 0. 01 30g/L
2.如權(quán)利要求1所述的鈍化液，其特征在于，所述鈍化液由以下成分組成 釩酸鹽 0. 001 30g/L鉬酸鹽 0. 01 30g/L 其余為水。
3.如權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的鈍化液，其特征在于，所述鈍化液由以下成分組成 釩酸鹽 0. 001 30g/L鉬酸鹽 0. 01 30g/L 植酸 1 300g/L 其余為水。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鈍化液，其特征在于，所述鈍化液中含有樹(shù)脂或/和硅焼。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鈍化液，其特征在于，所述鈍化液pH值為1.5 7. 5， 優(yōu)選為3 6，其pH值可通過(guò)酸堿來(lái)調(diào)節(jié)。
6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鈍化液，其特征在于，所述的金屬鍍后鈍化液不含任何價(jià)態(tài)的鉻。
7.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鈍化液，其特征在于，所述釩酸鹽濃度優(yōu)選為0.01 30g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 1 20g/L，更優(yōu)選為0. 5 10g/L，特別優(yōu)選為l_5g/L ；所述鉬酸鹽濃度優(yōu)選為0. 1 30g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 1 20g/L，更優(yōu)選為1 IOg/ L，特別優(yōu)選為5 8g/L;所述硅烷濃度為0. 01 30g/L，優(yōu)選為1 20g/L，更優(yōu)選為1 15g/L，特別優(yōu)選為 2 9g/L ；所述植酸濃度優(yōu)選為1 200g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為1 100g/L，特別優(yōu)選為30 60g/L。 所述樹(shù)脂濃度為1 500g/L，優(yōu)選為1 300g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為1 200g/L，更優(yōu)選為 1 100g/L，特別優(yōu)選為1 50g/L。
8.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鈍化液，其特征在于，所述釩酸鹽為單一釩酸鹽，或?yàn)?2種或2種以上釩酸鹽的混合物；所述鉬酸鹽為單一鉬酸鹽，或?yàn)?種或2種以上鉬酸鹽的混合物； 所述硅烷為液態(tài)硅烷，為R-氨丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、 甲基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種； 所述植酸優(yōu)選為質(zhì)量濃度為30%以上的植酸溶液；所述樹(shù)脂為水性樹(shù)脂及其乳液，為丙烯酸水性樹(shù)脂、氨基水性樹(shù)脂、酚醛水性樹(shù)脂、環(huán)氧水性樹(shù)脂、聚氨酯水性樹(shù)脂、有機(jī)硅水性樹(shù)脂中的一種或幾種。
9.一種使用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的鈍化液對(duì)鍍后金屬進(jìn)行鈍化的方法，包括以下步驟(1)對(duì)鍍后金屬進(jìn)行 表面處理；(2)在室溫 99°C，經(jīng)過(guò)步驟(1)處理的金屬表面與鈍化液完全接觸至少5秒，干燥。 10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述表面處理為所屬技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)處理方法，為單一方法處理，或多種處理結(jié)合。步驟(2)中所述接觸為浸泡、噴涂、輥涂、刷涂或其結(jié)合； 步驟(2)中所述鈍化溫度優(yōu)選50 70°C ；步驟(2)中所述接觸時(shí)間優(yōu)選不超過(guò)3分鐘，進(jìn)一步優(yōu)選不超過(guò)2分鐘，特別優(yōu)選為 5 60秒；步驟(2)中所述干燥為常溫干燥或烘干；所述常溫干燥時(shí)間優(yōu)選至少12小時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選至少24小時(shí)，特別優(yōu)選48小時(shí)； 所述烘干溫度優(yōu)選為40°C 200°C，進(jìn)一步優(yōu)選為60°C 150°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬鍍后無(wú)鉻鈍化液及其涂鍍方法，所述鈍化液包括0.001～30g/L的釩酸鹽、0.01～30g/L的鉬酸鹽，還可以含有1～300g/L的植酸、0.01～30g/L的硅烷、1-500g/L的樹(shù)脂中的一種或幾種的水溶液，鍍后金屬可浸泡、噴涂、輥涂、刷涂使用，在使用后的金屬表面形成替換層和/或覆蓋層，可有效增強(qiáng)產(chǎn)品的表面防腐蝕性能；另外，本發(fā)明所述的鈍化液不含有污染環(huán)境的任何價(jià)態(tài)的鉻，有利于環(huán)保。
文檔編號(hào)C23C22/40GK102312234SQ20111031973
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者尤為 申請(qǐng)人:無(wú)錫伊佩克科技有限公司