[发明专利]一种环境友好型镀锌用硅酸盐钝化液及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境友好型镀锌硅酸盐钝化液及其制备方法，主要用于提供一种可对镀锌产品进行表面防腐处理的新型无公害钝化液产品及其制备丁艺，属金属材料表面处理技术领域。 

背景技术

在钢铁上镀锌是提高钢铁耐大气腐蚀的有效方法之一，广泛应用在建筑、机械、汽车等诸多领域。但是镀锌件在潮湿的环境中容易发生腐蚀，产生白锈，从而影响其外观和耐蚀性。为了解决这一问题，通常要对镀锌件进行钝化后处理。 

铬酸盐钝化因其具有耐蚀性强、溶液稳定性好、工艺操作简单、成本低廉等优点，被广泛地应用和采纳。然而六价铬有剧毒，对人体和环境有很大伤害，目前已经被欧盟禁止使用。所以，寻求一种环境友好的钝化工艺取代铬酸盐钝化势在必行。硅酸盐钝化因为其钝化液稳定性好，无毒无污染，使用方便且处理成本低，所以具有非常广阔的前景。 

锌是两性金属，既能与酸反应也能与碱反应，基于此，无机硅酸盐钝化也出现了两种不同类型的工艺，即酸性硅酸盐钝化和碱性硅酸盐钝化。钝化工艺实质上就是钝化液与锌基底发生化学或者电化学反应，生成一层不溶性钝化膜的过程。无机硅酸盐钝化的研究主要集中在硅酸钠、硅酸钾等强碱弱酸盐上，它们溶于水后呈碱性。早期的硅酸盐钝化工艺通常会在硅酸盐中添加一些酸或者酸性添加剂，从而形成了酸性硅酸盐钝化工艺。目前国内外研究较多的是碱性硅酸盐钝化，其特点是不添加酸性物质，是基于硅酸盐本性的一种钝化工艺。 

发明内容

本发明的目的是提供一种环境友好型镀锌硅酸盐钝化液及其制备方法，主要用于提供一种可对镀锌产品进行表面防腐处理的新型无公害钝化液产品及其制备工艺；同时还要保证工艺简单，使其能够在工业上得到广泛的应用。 

本发明的另一目的是提供所述环境友好型镀锌硅酸盐钝化液的应用。 

本发明的目的通过如下技术方案实现： 

一种环境友好型镀锌用硅酸盐钝化液，其原料配方由如下组份组成：氢氧化钠（1～20）g/L、二氧化硅（5～50）g/L、硅溶胶（20～160）ml/L，其余为水，钝化液pH值为7.0～12.0。 

所述的环境友好型镀锌用硅酸盐钝化液的制备方法，包括如下步骤： 

A、将氢氧化钠与水混合，充分搅拌至氢氧化钠完全溶解； 

B、将二氧化硅加入步骤A已配制好的氢氧化钠水溶液中，边加入边搅拌，直至混合均匀； 

C、将硅溶胶加入到步骤B已配制好的氢氧化钠与二氧化硅混合水溶液中，边加入边搅拌，直至混合均匀； 

D、向步骤C已配制好的氢氧化钠、二氧化硅、硅溶胶混合水溶液中补加水定容至所需体积，然后并搅拌直至混合均匀，静置（6～72）h，备用。 

进一步地，述的硅溶胶中的SiO₂的质量含量为30%，pH值7.0～9.0。 

所述氢氧化钠、二氧化硅、硅溶胶均为市购的工业级产品。 

所述水为自来水或蒸馏水。 

所述搅拌是用塑胶棒对溶液进行搅拌。 

所述环境友好型镀锌用硅酸盐钝化液在制备高耐蚀镀锌层硅酸盐保护膜应用：钢铁工件镀锌后，采用恒温浸渍的方法将工件置环境友好型镀锌用硅酸盐钝化液中，（0.5～5）min后取出，处理温度为（20～80）℃，形成高耐蚀镀锌层硅酸盐保护膜。 

本发明以硅酸盐代替传统钝化工艺所使用的铬盐作为主要成膜物质，可与镀锌层表面发生化学反应形成具有保护作用的钝化膜，所获膜层与镀锌层结合力好、致密、无色透明，具有良好的防白锈性能。 

相对于现有技术，本发明的有益效果是： 

1）该钝化液用于镀锌零件的后处理工艺，能够显著提高镀锌产品的耐蚀性； 

2）由于在钝化液中用硅酸盐代替了铬盐作为主要原料，是一种真正意义上的无公害钝化液及制备工艺，可实现镀锌行业的清洁生产； 

3）本发明配制该钝化液所用物质均为常见、价格低廉的原料，配制过程及操作简单； 

4）用本发明对镀锌钢铁零部件进行表面钝化处理时，操作条件均和生产中现有工艺一致，无特殊要求，零件浸入该钝化液0.5～5min即可完成钝化过程，钝化效率高，完全可以取代传统含铬钝化工艺。 

附图说明

图1为实施例1用环境友好型镀锌硅酸盐钝化液处理镀锌钢板后形成的钝化膜层的扫描电镜图。 

图2为镀锌层和用环境友好型镀锌硅酸盐钝化液处理镀锌钢板后形成的钝化膜层分别 在5%NaCl盐雾实验的线性图。 

图3为镀锌层和用环境友好型镀锌硅酸盐钝化液处理镀锌钢板后形成的钝化膜层在5%NaCl溶液中的极化曲线。