[发明专利]一种无铬纯化液

说明书

技术领域

本发明属于无铬纯化技术领域，尤其涉及一种具有耐高温黄变特性的无铬纯化液。

背景技术

采用表面镀锌的方法对基体金属进行保护，可以显著减少钢铁行业黑色金属的腐蚀，全世界所产的锌大约有一半均用于镀锌工艺，因镀锌板耐腐蚀性好、价格较便宜而被广泛应用于航空、汽车、建材、家电、机械等领域，它也成为近几年来我国产量增长最快的钢材品种之一。

锌的化学性质活泼，在大气中容易氧化变暗，最后产生“白锈”腐蚀。镀锌后经过钝化液处理，以便在锌上覆盖一层化学转化膜，使活泼的金属处于钝态，这就叫锌层表面钝化处理——这种表面处理已成为所有镀锌板生产企业必不可少的工艺之一。铬酸盐作为过去100年间最好的钝化处理剂而被广泛应用于各种金属表面处理行业。由于铬酸盐价格低廉，钝化效果好，目前绝大多数的镀锌钢板均采用不同含量铬酸盐溶液进行钝化处理。

但是由于铬酸盐为剧毒物质，并且有强致癌，因此它的使用和排放已受到世界各国环保法规的日益限制。早在2003年欧盟就颁布了禁止在电子电气设备中使用六价铬等有害物质的RoHS指令 (The Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment, 即RoHS指令），并已于2006年7月1日开始全面强制执行；2006年，美国的职业安全和健康管理委员会(OSHA)也发布了对六价铬金属更为严格的使用规定；2007年3月1日，素有“中国RoHS”之称的《电子信息产品污染控制管理办法》也正式施行，此办法也明确要求在电子信息产品中 “限制使用铅、汞、镉、六价铬和多溴联苯（PBB）、多溴二苯醚（PBDE）等六种有毒有害物质”。根据上述严格的环保法规，各相关行业(特别是家电行业)也开始制定自己的企业标准。

因而，在不牺牲钝化效果的前提下，寻找传统铬酸盐钝化的替代品一直是多年来研究的热点，早期国内外的研究者已研究了多种无铬保护膜层：无机盐类的如钼酸盐、钨酸盐、硅酸盐、稀土盐等；有机化合物类如植酸、单宁酸、有机螯合物、丙烯酸树脂以及环氧树脂类等等，但均难以具有铬酸盐钝化膜的耐蚀性好、无色、钝化层可自愈等特点。

近几年来，为了取代铬酸化学转化钝化处理工艺，研究人员又提出了各种各样的无铬处理方法。

如美国专利US patent 6,596,835 (Method of treating metals using amino silanes and multi-silyl-functional silanes in admixture)公布了一种用于冷轧钢或镀锌层表面的无铬钝化处理液，其核心为使用双-三乙氧基硅乙烷(BTSE)与γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合配成处理液，其pH值在酸性范围内。该无铬处理液有不含铬的优点，且耐蚀性能较好，但该处理液存稳定性较差，配制工艺较复杂而且大量使用低分子醇类溶剂（含量超过90%以上），这样操作或使用时会产生有机物挥发，造成环境污染。

日本专利JP 61-253381公开了一种提高防锈性能的方法，该方法包括涉及通过转化涂覆使镀锌表面黑化、然后通过应用硅酸盐水溶液或胶体二氧化硅水溶液等涂覆已.转化涂覆的表面，并且能够赋予提高的防锈性能。但是，在经过用这种方法防锈处理的镀锌钢板中，在日本工业标准(JIS)规定的盐雾实验中不到48小时就会出现白锈，其防锈性能在实际应用中是不够的。

日本专利JP 10-219138 A公开了一种使用无机填料、硅酸盐和/或胶体二氧化硅的含水粘结剂溶液的面涂层的方法，且该面涂层主要应用于镀锌或涂有富锌油漆的铁类基材的表面上。此表面处理剂可有效防止出现红锈，但往往会出现锌层被腐蚀而产生的白锈。

中国专利CN02815757.5（发明名称为“锌和锌合金的无铬钝化方法”）公开了一种不含铬的组合物，属于纯无机钝化，由钛离子、氟化物及氧化剂共同组成，可用于锌层表面钝化处理，但形成的是蓝色的无机转化膜。

中国专利CN200810047151.7（发明名称为“一种用于镀锌板的无铬钝化液及其制备方法”）公开了一种无铬钝化液，其由无机缓蚀剂、有机酸、硅丙乳液、水共同组成，其与本发明最大不同在于其使用钼盐及铈盐缓蚀剂，其耐蚀性能一般。此外，因其最终体系呈酸性，故硅丙乳液的使用会造成体系稳定性下降的趋势。