一种碱性钝化液
阅读：124发布：2020-05-13
专利汇可以提供一种碱性钝化液专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 碱 性 钝化 液，属于金属材料 表面处理 技术领域，本发明所述钝化液的pH=10?12，其组分及含量为碱性物质25?65g/L、氟化物5?10g/L、 硫酸 盐 10?15g/L、过 氧 化氢15?25mL/L；本发明所述钝化液不含铬、重金属等有毒有害物质， 腐蚀 性小，绿色环保；钝化液生产工艺简单易操作， 稳定性 好，钝化效果好。，下面是一种碱性钝化液专利的具体信息内容。
一种碱性钝化液
技术领域
背景技术
[0002] 腐蚀是指材料受环境介质中的电化学、化学和物理作用下引起的一种失效破坏现象。在工业生产中，广泛使用的钢铁等材料在大气、海洋和土壤环境中会发生不同程度的损坏，如磨损、断裂和腐蚀。因为各种腐蚀而导致大量的工程构件、设备失效，给国家带来巨大经济损失。
[0004] 钢铁材料镀锌后往往还要进行钝化处理，以防止“白锈”的产生。表面工程技术是解决机械零部件腐蚀的经济有效的手段和方法。传统的铬酸盐钝化工艺操作简单、成本低，其钝化膜具有优良的抗腐蚀性能，但钝化液中的六价铬及三价铬有毒且致癌，对环境有很大的污染和危害，因而必须研究一种取代剧毒铬酸盐钝化的方法。
[0005] 近年来，国内外学者转向开发低毒或无毒的钝化液来替代铬酸盐，以解决铬酸盐钝化带来的环境污染问题。目前，不少研究人员提出了金属表面（铝及铝合金、锌及锌合金、铜及铜合金等）无铬钝化处理工艺，主要包括钛盐、钼酸盐、植酸、稀土盐等。然而，因为它们现存的耐腐蚀性、稳定性差等问题，并未被大规模应用。
[0006] 无铬钝化基本原理：去除带有剧毒的铬酸盐，同时必须保持镀锌材料优良的防腐蚀性，通过氧化还原反应，在镀锌件表面形成化学稳定性好、致密均匀的氧化锌薄膜。然而，当前国内外学者所研究和关注的无铬钝化液基本上均为酸性体系，由于酸性条件下，氧化锌薄膜容易被溶解，这是引起目前无铬钝化液防腐蚀性以及稳定性差的本质原因。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种碱性钝化液，所述碱性钝化液的pH=10-12，组分及含量为：碱性物质25-65g/L、氟化物5-10g/L、硫酸盐10-15g/L、过氧化氢15-25mL/L。
[0009] 所述氟化物为氟化钠或/和氟化钾。
[0012] 所述钝化液适用于镀锌件表面防腐蚀处理。
[0013] 本发明所述钝化液的制备方法具体包括以下步骤：（1）在烧杯中加入体积为配置所需钝化液体积50-60%的水；
（2）按照5-10g/L的浓度范围内取氟化物，加入水中，搅拌至完全溶解；
（3）按照10-15g/L的浓度范围内取硫酸盐，加入步骤（2）得到的溶液中，搅拌至完全溶解；
（4）按照15-25mL/L的浓度范围内取过氧化氢，加入步骤（3）得到的溶液中，混匀；
（5）按照25-65 g/L的浓度取碱性物质，加入步骤（4）得到的溶液中，搅拌至完全溶解，补充水并加醋酸调pH=10-12，至实际需要的体积，得到澄清钝化液。
（2）按照5-10g/L的浓度范围内取氟化物，加入水中，搅拌至完全溶解；
（3）按照10-15g/L的浓度范围内取硫酸盐，加入步骤（2）得到的溶液中，搅拌至完全溶解；
（4）按照15-25mL/L的浓度范围内取过氧化氢，加入步骤（3）得到的溶液中，混匀；
（5）按照25-65 g/L的浓度取碱性物质，加入步骤（4）得到的溶液中，搅拌至完全溶解，补充水并加醋酸调pH=10-12，至实际需要的体积，得到澄清钝化液。
[0014] 本发明的基本原理：- -
（1）碱性物质主要是提供OH ，锌在OH的作用下，形成Zn(OH)2，脱水后形成化学稳定性非常好的ZnO薄膜，这层膜在碱性条件下比在酸性条件下稳定、均匀、致密。
（1）碱性物质主要是提供OH ，锌在OH的作用下，形成Zn(OH)2，脱水后形成化学稳定性非常好的ZnO薄膜，这层膜在碱性条件下比在酸性条件下稳定、均匀、致密。
[0015] （2）氟化物有利于提高ZnO薄膜的稳定性，在钝化过程中发挥缓蚀剂和稳定剂的作用。
[0016] （3）弱碱盐复合钝化可形成络合物，进一步提高钝化膜的抗腐蚀性能。
[0017] （4）硫酸盐能够提供SO42-，在一定程度上可以减缓碱性溶液对热镀锌件的腐蚀作用。
[0018] （5）过氧化氢可以提高钝化后热镀锌件表面的光亮度，增强热镀锌制品的外观效果。
[0019] 本发明的有益效果：（1）本发明所述钝化液不含铬、重金属等有毒有害物质，不会对人体产生危害及环境污染，符合欧盟实行的RoHS环保法令。
[0020] （2）本发明所述钝化液生产工艺简单易操作，是一种全新的碱性钝化液，稳定性好，废液易回收处理，经济实用，在镀锌层表面形成的钝化膜具有良好的耐腐蚀性能。
具体实施方式
[0021] 下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明，但本发明的范围并不限于所述内容。
[0022] 实施例1本实施例所述钝化液的组分及含量为：氢氧化钠25g/L、氟化钾10g/L、硫酸钠5g/L、硫酸钾5g/L、过氧化氢20mL/L，其余为水。
[0023] 本实施例所述的碱性钝化液的制备方法，具体包括以下步骤：（1）在槽内加入体积为配置所需钝化液体积60%的蒸馏水；
（2）在步骤（1）的蒸馏水中加入所需氟化钾，搅拌至完全溶解；
（3）在步骤（2）得到的溶液中加入所需硫酸钠和硫酸钾混合物，搅拌至完全溶解；
（4）在步骤（3）得到的溶液中加入所需过氧化氢，混匀；
（5）在步骤（4）得到的溶液中加入所需氢氧化钠，搅拌至完全溶解，补充水并加醋酸调整pH=12，至所需体积，得到澄清钝化液。
（2）在步骤（1）的蒸馏水中加入所需氟化钾，搅拌至完全溶解；
（3）在步骤（2）得到的溶液中加入所需硫酸钠和硫酸钾混合物，搅拌至完全溶解；
（4）在步骤（3）得到的溶液中加入所需过氧化氢，混匀；
（5）在步骤（4）得到的溶液中加入所需氢氧化钠，搅拌至完全溶解，补充水并加醋酸调整pH=12，至所需体积，得到澄清钝化液。
[0024] 实施例2本实施例所述钝化液的组分及含量为：硅酸钠65g/L、氟化钠5g/L、硫酸钾10g/L、过氧化氢15mL/L，其余为水。
[0025] 本实施例所述的碱性钝化液的制备方法，具体包括以下步骤：（1）在槽内加入体积为配置所需钝化液体积50%的去离子水；
（2）在步骤（1）的去离子水中加入所需氟化钠，搅拌至完全溶解；
（3）在步骤（2）得到的溶液中加入所需硫酸钾，搅拌至完全溶解；
（4）在步骤（3）得到的溶液中加入所需过氧化氢，混匀；
（5）在步骤（4）得到的溶液中加入所需硅酸钠，搅拌至完全溶解，补充水并加醋酸调整pH=10，至所需体积，得到澄清钝化液。
（2）在步骤（1）的去离子水中加入所需氟化钠，搅拌至完全溶解；
（3）在步骤（2）得到的溶液中加入所需硫酸钾，搅拌至完全溶解；
（4）在步骤（3）得到的溶液中加入所需过氧化氢，混匀；
（5）在步骤（4）得到的溶液中加入所需硅酸钠，搅拌至完全溶解，补充水并加醋酸调整pH=10，至所需体积，得到澄清钝化液。
[0026] 实施例3本实施例所述钝化液的组分及含量为：氢氧化钾10g/L、磷酸钠25g/L、氟化钾4g/L、氟化钠4g/L、硫酸钠10g/L、硫酸钾5g/L、过氧化氢25mL/L，其余为水。
[0027] 本实施例所述的碱性钝化液的制备方法，具体包括以下步骤：（1）在槽内加入体积为配置所需钝化液体积55%的蒸馏水；
（2）在步骤（1）的蒸馏水中加入所需氟化钾和氟化钠混合物，搅拌至完全溶解；
（3）在步骤（2）得到的溶液中加入所需硫酸钠和硫酸钾混合物，搅拌至完全溶解；
（4）在步骤（3）得到的溶液中加入所需过氧化氢，混匀；
（5）在步骤（4）得到的溶液中加入所需氢氧化钾和磷酸钠的混合物，搅拌至完全溶解，补充水并加醋酸调整pH=11，至所需体积，得到澄清钝化液。
（2）在步骤（1）的蒸馏水中加入所需氟化钾和氟化钠混合物，搅拌至完全溶解；
（3）在步骤（2）得到的溶液中加入所需硫酸钠和硫酸钾混合物，搅拌至完全溶解；
（4）在步骤（3）得到的溶液中加入所需过氧化氢，混匀；
（5）在步骤（4）得到的溶液中加入所需氢氧化钾和磷酸钠的混合物，搅拌至完全溶解，补充水并加醋酸调整pH=11，至所需体积，得到澄清钝化液。
[0028] 实施例4本实施例所述钝化液的组分及含量为：氢氧化钾10g/L、磷酸氢二钠10g/L、醋酸钠10g/L、碳酸钠20g/L、氟化钠4g/L、氟化钾2g/L、硫酸钠5g/L、硫酸钾7g/L、过氧化氢20mL/L，其余为水。
[0029] 本实施例所述的碱性钝化液的制备方法，具体包括以下步骤：（1）在槽内加入体积为配置所需钝化液体积60%的去离子水；
（2）在步骤（1）的去离子水中加入所需氟化钠和氟化钾混合物，搅拌至完全溶解；
（3）在步骤（2）得到的溶液中加入所需硫酸钾和硫酸钠混合物，搅拌至完全溶解；
（4）在步骤（3）得到的溶液中加入所需过氧化氢，混匀；
（5）在步骤（4）得到的溶液中加入所需氢氧化钾、磷酸氢二钠、醋酸钠和碳酸钠的混合物搅拌至完全溶解，补充水并加醋酸调整pH=11，至所需体积，得到澄清钝化液。
（2）在步骤（1）的去离子水中加入所需氟化钠和氟化钾混合物，搅拌至完全溶解；
（3）在步骤（2）得到的溶液中加入所需硫酸钾和硫酸钠混合物，搅拌至完全溶解；
（4）在步骤（3）得到的溶液中加入所需过氧化氢，混匀；
（5）在步骤（4）得到的溶液中加入所需氢氧化钾、磷酸氢二钠、醋酸钠和碳酸钠的混合物搅拌至完全溶解，补充水并加醋酸调整pH=11，至所需体积，得到澄清钝化液。
[0030] 下面通过对比实验进一步说明本发明的有益效果。
[0031] 1.钝化液稳定性实验将实施例所得到的澄清钝化液和对比钝化液在室温条件下静置，观察钝化液性状变化，如果钝化液出现胶状物或絮状物或沉淀，变得浑浊，则说明钝化液失效。
[0032] 2.钝化效果对比实验取规格型号一致的镀锌试件7件，在相同的条件下依次进行钝化处理。用水清洗镀锌试件，室温出光2s，水洗，使用实验钝化液在室温钝化50s，干燥。经48h的中性盐雾实验，观察工件表面是否出现“白锈”的情况。
[0033] 试件的实验数据见表1。
[0034] 表1 试件的实验数据表
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