[发明专利]一种镀锌层无氟蓝白钝化剂及其制备方法与钝化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种镀锌层无氟蓝 白钝化剂及其制备方法与钝化工艺。

背景技术

铬酸盐钝化作为电镀锌层最常用的后处理工艺，可在镀锌工件表 面形成具有良好自修复作用与屏蔽性能的钝化膜，极大提高了金属材 料的抗腐蚀性能，延长了金属材料的使用寿命。但铬酸盐钝化膜含 Cr(Ⅵ)，易对环境造成污染，危害人体健康。2002年欧盟即颁布RoHS 指令严格限制Cr(Ⅵ)的使用。因此，研究更加环保的钝化剂配方已成 为各国研发工作者努力的方向。目前逐步取代铬酸盐钝化的后处理工 艺为三价铬钝化。三价铬的毒性仅为六价铬的百分之一，因此三价铬 钝化工艺得以迅速推广。然而，面对全球日益严峻的生态环境及各国 越来越严格的环保法令的出台，现有三价铬钝化工艺也无法完全适应 环保要求。目前为了改善三价铬蓝白钝化膜外观、增加其蓝度以及提 高产品装饰性，大多数三价铬蓝白钝化剂配方会添加大量含氟化合物。 然而，含氟化物的废水若处理不到位，将造成大气、水、土壤的氟污 染，破坏生态环境，亦会造成人体氟中毒甚至致癌。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的就是要提供一种镀锌层无 氟蓝白钝化剂及其制备方法与钝化工艺。该发明的钝化剂中不含氟化 物和六价铬，减少了其对环境及人体的危害，更符合国家的环保安全 指标，而且该钝化工艺所得的蓝白色钝化膜均匀、光亮，装饰性强。

为实现此目的，本发明所提供的一种镀锌层无氟蓝白钝化剂，其 配方如下：硫酸铬5～22g/L、硝酸铬1.2～4.8g/L、苹果酸2.5～4g/L、 甘氨酸1.6～6.4g/L、氨基磺酸0.04～0.16g/L、钨酸钠0.5～1.6g/L、 钼酸钠0.16～0.64g/L、硝酸铈0.02～0.08g/L、酸性硅溶胶0.4～4g/L。

作为优选方案地，一种镀锌层无氟蓝白钝化剂，其配方如下：硫 酸铬8～20g/L、硝酸铬2～4g/L、苹果酸2.5～3g/L、甘氨酸2～6g/L、 氨基磺酸0.08～0.15g/L、钨酸钠0.8～1.5g/L、钼酸钠0.2～0.6g/L、 硝酸铈0.04～0.08g/L、酸性硅溶胶1～3.6g/L。

作为最佳方案地，一种镀锌层无氟蓝白钝化剂，其配方如下：硫 酸铬10～18g/L、硝酸铬2～3.8g/L、苹果酸2.8～3g/L、甘氨酸3～ 5g/L、氨基磺酸0.10～0.14g/L、钨酸钠1.0～1.4g/L、钼酸钠0.3～ 0.5g/L、硝酸铈0.04～0.06g/L、酸性硅溶胶2～3.2g/L。

进一步地，所述配方采用的溶剂为水。

一种制备镀锌层无氟蓝白钝化剂的方法，包括如下步骤：

1)取适量水，加热至60～70℃，依次加入硫酸铬、硝酸铬，充 分搅拌至完全溶解，得到溶液a；

2)向步骤1)所得溶液a中依次加入苹果酸、甘氨酸、氨基磺 酸，保温搅拌，得到溶液b；

3)向步骤2)所得溶液b中依次加入钨酸钠、钼酸钠、硝酸铈， 充分搅拌至完全溶解，得到溶液c；

4)待步骤3)所得溶液c温度降至30℃以下，加入酸性硅溶胶 充分搅拌至完全溶解，再补入水定容，即成。

作为优选方案地，所述步骤2)中，所述保温搅拌处理为在60～70℃ 的条件下保温搅拌0.5～2h。

作为最佳方案地，所述步骤2)中，所述保温搅拌处理为在70℃ 的条件下保温搅拌1h。

一种利用所述的镀锌层无氟蓝白钝化剂钝化的工艺，钝化温度为 20～35℃、钝化溶液pH为1.8～3.0、钝化时间为15～70s。

作为优选方案地，钝化温度为25～30℃、钝化溶液pH为2.0～ 2.8、钝化时间为30～60s。

更进一步地，所述钝化溶液pH采用稀硫酸或稀氢氧化钠溶液调 节。

与现有技术相比，本发明的优点：

(1)本发明的钝化剂不含氟化物和六价铬，减少了其对环境及 人体的危害，更符合国家的环保安全指标。

(2)本发明的钝化剂参照GB/T6461-2002、GB/T10125-1997 进行中性盐雾测试，可通过盐雾时间在100h以上，蓝白色钝化膜均 匀、光亮，且配制与操作工艺非常简便。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

实施例1：