本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種取代鉻酸鈍化的環(huán)保工藝。

背景技術(shù)：

熱鍍金屬材料，包括熱鍍鋅金屬材料和熱鍍鋁鋅金屬材料，為了防止發(fā)生銹蝕，都會在熱鍍金屬材料的表面涂敷一層金屬防護(hù)涂料以形成防護(hù)膜。因而金屬防護(hù)涂料的性能對于熱鍍金屬材料的防銹蝕十分重要。

六價鉻酸鹽鈍化技術(shù)由于其化學(xué)轉(zhuǎn)化膜優(yōu)異的耐腐蝕性能和良好的自修復(fù)能力，是工業(yè)上普遍應(yīng)用的化學(xué)轉(zhuǎn)化表面處理技術(shù)。但是，由于六價鉻的高毒性，不僅在鋁型材生產(chǎn)過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的廢水、廢渣污染，還在其使用、回收過程產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染。目前文獻(xiàn)報道的無鉻鈍化處理方法包括：鋯-鈦系、稀土系、錳鹽系、鈷鹽系、鉬鹽系以及硅烷系等鈍化體系。

如CN 102181853 A公開了一種新型鋁合金無鉻鈍化處理液，由下述質(zhì)量百分比的物質(zhì)組成：鈦酸鉀、鈦酸鈉和鈦酸鎂鹽的混合物20-30%,鋯酸鉀、鋯酸鈉和鋯酸鎂鹽的混合物5-15%，改性有機硅樹脂5-15%，以及聚氨酯樹脂40-50%。本發(fā)明所述的新型鋁合金無鉻鈍化處理液，專門用于鋁及其合金、鎂及其合金的表面處理。CN 101161861A公開了一種用于處理鋁合金的無鉻鈍化液及其使用方法，該鈍化液其組分和重量濃度是含Ti(IV) 0.05～ 0.15WT%的氟鋯酸，含Zr(IV)0.01～0.05WT%的氟鋯酸和含0.02WT%至飽和濃度的有機磷酸化合物。中國申請200710009302.5公開了“一種無鉻鈍化液”，該方案用35～140g有機酸、20～25g無機鹽,0.8～1g表面活性劑、4～5g氧化劑與無機酸配制成pH為2～5的鈍化液，無機物與有機物結(jié)合，其耐蝕性與鉻酸鹽相當(dāng)。中國申請CN102002697 A公開了“無鉻鈍化液”，該方案使用游離元素形成的鹽20～35克、絡(luò)合劑18～38克、氧化還原劑0.051

～0.15克與水配合，該鈍化液鈍化工藝與鉻酸鹽鈍化工藝相同，節(jié)省了企業(yè)的工人培訓(xùn)費用。但現(xiàn)有的無鉻鈍化處理液存在處理時間長、處理溫度高、處理工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高等缺點，距離工業(yè)生產(chǎn)有一定的距離。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種取代鉻酸鈍化的環(huán)保工藝，該工藝所使用的鈍化劑克服了現(xiàn)有無鉻鈍化劑處理時間長、處理溫度高、耐蝕性較差的缺陷，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種取代鉻酸鈍化的環(huán)保工藝，用于鈍化的鈍化液由以下組分組成：過硫酸銨 10～20g/L，植酸2～6g/L，磷酸三鈉 15～25g/L，磷酸1～3mL/L，硼酸 0.5～1mL/L，四丙醇鋯0.5～3g/L，苯并三氮唑 0.1～1g/L，絡(luò)合劑3～6g/L，水溶性成膜樹脂5～10g/L，納米氧化硅4～6g/L，穩(wěn)定劑0.1～3g/L，其余為水；

其中，所述鈍化液的制備方法為：（1）按上述用量組成取一定量過硫酸銨、磷酸三鈉、絡(luò)合劑和水溶性成膜樹脂倒入到水中，不斷攪拌形成溶液A；（2）取一定量磷酸，慢慢滴加到溶液A中，邊加變攪拌，形成溶液B；（3）向溶液B中加入四丙醇鋯、苯并三氮唑、納米氧化硅，邊加變攪拌，形成溶液C；（4）將一定量硼酸倒入一定量水中，充分?jǐn)嚢柚僚鹚嵬耆芙?，形成溶液D，再將溶液C倒入溶液D中，邊倒入邊攪拌，形成溶液E；（5）取一定量的植酸和穩(wěn)定劑，加入到溶液E中，邊加入邊攪拌，形成溶液F，即得所述鈍化液。

其中，所述水溶性成膜樹脂為水溶性聚酯成膜樹脂、水溶性苯丙成膜樹脂、水溶性環(huán)氧成膜樹脂、水溶性聚氨酯成膜樹脂、水溶性硅丙成膜樹脂、水溶性丙烯酸成膜樹脂和水溶性氟碳成膜樹脂中的至少一種。

所述納米氧化硅的平均粒徑為20～25nm。

所述所述穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸、丙二酸、檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉中的一種或兩種以上的混合物。

所述絡(luò)合劑為三乙醇胺與羥基乙叉二膦酸四鈉按重量比1：1～2組成。

所述鈍化液為酸性水溶液，其pH為2～4。

所述水為純凈水或者電導(dǎo)率小于6μS/cm的去離子水。

本發(fā)明的技術(shù)效果為：該鈍化液完全符合我國電鍍廢水排放標(biāo)準(zhǔn)和歐盟RoHS指令等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，所選用的都是廉價的無毒的原料成分，使用時安全環(huán)保；本發(fā)明使用過硫酸銨和磷酸三鈉為主要鈍化物質(zhì)，植酸為輔助鈍化物質(zhì)，并通過水溶性成膜樹脂和絡(luò)合劑的交聯(lián)起到螯合架橋的作用，從而形成一層三種物質(zhì)結(jié)合的分子復(fù)合膜層，使得成膜效果好，成膜速度快，膜層具有較好的附著力，成膜致密且均勻，并具有較好的防腐功能，中鹽霧腐蝕試驗顯示大于180h，并且四丙醇鋯的添加使得鈍化膜的致密性，結(jié)合力及硬度顯著提高；另外，本發(fā)明鈍化劑在室溫下放置360天不發(fā)生明顯的性能改變。

本發(fā)明所制備的鈍化液的主要性能指標(biāo)如下表1：

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述：

實施例1

一種取代鉻酸鈍化的環(huán)保工藝，用于鈍化的鈍化液由以下組分組成：過硫酸銨 10g/L，植酸2g/L，磷酸三鈉 15g/L，磷酸1mL/L，硼酸 0.5mL/L，四丙醇鋯0.5g/L，苯并三氮唑 0.1g/L，絡(luò)合劑3g/L，水溶性聚酯成膜樹脂5g/L，納米氧化硅4g/L，乙二胺四乙酸0.1g/L，其余為水；所述絡(luò)合劑為三乙醇胺與羥基乙叉二膦酸四鈉按重量比1：2組成。

實施例2

一種取代鉻酸鈍化的環(huán)保工藝，用于鈍化的鈍化液由以下組分組成：過硫酸銨 20g/L，植酸6g/L，磷酸三鈉 25g/L，磷酸3mL/L，硼酸 1mL/L，四丙醇鋯3g/L，苯并三氮唑 1g/L，絡(luò)合劑6g/L，水溶性苯丙成膜樹脂10g/L，納米氧化硅6g/L，穩(wěn)定劑丙二酸3g/L，其余為水；所述絡(luò)合劑為三乙醇胺與羥基乙叉二膦酸四鈉按重量比1：1.2組成。

實施例3

一種取代鉻酸鈍化的環(huán)保工藝，用于鈍化的鈍化液由以下組分組成：過硫酸銨 15g/L，植酸4g/L，磷酸三鈉 20g/L，磷酸2mL/L，硼酸 0.8mL/L，四丙醇鋯1.5g/L，苯并三氮唑 0.4g/L，絡(luò)合劑4g/L，水溶性環(huán)氧成膜樹脂8g/L，納米氧化硅5g/L，穩(wěn)定劑檸檬酸鈉1.3g/L，其余為水；所述絡(luò)合劑為三乙醇胺與羥基乙叉二膦酸四鈉按重量比1：1組成。

實施例4

一種取代鉻酸鈍化的環(huán)保工藝，用于鈍化的鈍化液由以下組分組成：

過硫酸銨 12g/L，植酸3g/L，磷酸三鈉 19g/L，磷酸2mL/L，硼酸0.6mL/L ，四丙醇鋯1.7g/L，苯并三氮唑 0.5g/L，絡(luò)合劑4g/L，水溶性聚氨酯成膜樹脂7g/L，納米氧化硅5g/L，穩(wěn)定劑葡萄糖酸鈉2.0g/L，其余為水；所述絡(luò)合劑為三乙醇胺與羥基乙叉二膦酸四鈉按重量比1：1.5組成。

實施例5

一種取代鉻酸鈍化的環(huán)保工藝，用于鈍化的鈍化液由以下組分組成：過硫酸銨 18g/L，植酸5g/L，磷酸三鈉 22g/L，磷酸3mL/L，硼酸 0.8mL/L，四丙醇鋯2.5g/L，苯并三氮唑 0.8g/L，絡(luò)合劑5g/L，水溶性丙烯酸成膜樹脂8g/L，納米氧化硅5g/L，穩(wěn)定劑乙二胺四乙酸2.5g/L，其余為水；所述絡(luò)合劑為三乙醇胺與羥基乙叉二膦酸四鈉按重量比1：1.8組成。

實施例6

一種取代鉻酸鈍化的環(huán)保工藝，用于鈍化的鈍化液由以下組分組成：

過硫酸銨 16g/L，植酸4g/L，磷酸三鈉 17g/L，磷酸2mL/L，硼酸 0.6L/L，四丙醇鋯1.8g/L，苯并三氮唑 0.4g/L，絡(luò)合劑6g/L，水溶性氟碳成膜樹脂7g/L，納米氧化硅5g/L，穩(wěn)定劑檸檬酸鈉1.5g/L，其余為水；所述絡(luò)合劑為三乙醇胺與羥基乙叉二膦酸四鈉按重量比1：1.7組成。

實施例7

實施例1-6所述鈍化劑的制備方法包括如下步驟：（1）按上述用量組成取一定量過硫酸銨、磷酸三鈉、絡(luò)合劑和水溶性成膜樹脂倒入到水中，不斷攪拌形成溶液A；（2）取一定量磷酸，慢慢滴加到溶液A中，邊加變攪拌，形成溶液B；（3）向溶液B中加入四丙醇鋯、苯并三氮唑、納米氧化硅，邊加變攪拌，形成溶液C；（4）將一定量硼酸倒入一定量水中，充分?jǐn)嚢柚僚鹚嵬耆芙猓纬扇芤篋，再將溶液C倒入溶液D中，邊倒入邊攪拌，形成溶液E；（5）取一定量的植酸和穩(wěn)定劑，加入到溶液E中，邊加入邊攪拌，形成溶液F，即得所述鈍化液。

實施例8

對實施例1-6的鈍化劑進(jìn)行性能測試實驗，測試工藝：將鍍鋅件從電鍍槽中取出，水洗后在5wt%的稀硝酸中漂洗出光，再在去離子水中漂洗兩次，然后放入配制好的鈍化液工作液中，鈍化時間20-60s，出槽后在110℃的條件下干燥10-20min即得。鈍化后的鍍鋅層的性能如下表：

其測試結(jié)果如下表2：

由表2可以看出本發(fā)明所制備的鈍化劑其在濕熱環(huán)境中耐腐蝕性較好，耐鹽水浸泡性好，成膜性好，耐鹽霧時間長。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。