[发明专利]一种不锈钢高温化学发黑剂与一种不锈钢的发黑方法

说明书

本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种不锈钢表面环保型发黑剂，由硝酸盐、磷酸盐、络合剂与水组成。本发明还提供一种不锈钢的发黑方法，包括以下步骤：将硝酸盐、磷酸盐、络合剂与水混合，调节pH至碱性，得到发黑剂；将不锈钢表面预处理，再置于所述发黑剂中进行氧化，得到发黑后的不锈钢。本发明的发黑剂不含六价铬离子，无毒环保无污染；不含强酸、强碱等腐蚀性物质，反应温和，操作过程中对人体无任何不良影响；发黑剂的配方及发黑工艺范围宽，工艺容易实施，重复性好。

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种不锈钢高温化学发黑剂与一种不锈钢的发黑方法。

背景技术

不锈钢具有优良的耐腐蚀性能与塑性加工性能，在厨房用具、家用电器、仪器仪表、医疗器械、电子工业、建筑装饰、化工设备、标牌印刷以及军工等领域得到广泛应用。随着不锈钢应用的多样化和高级化，不锈钢本身单一的银白色已经不能满足各类产品的需求，不锈钢表面着色成为不锈钢重要的表面处理之一。其中，不锈钢着黑色不仅具有一定的装饰性，还具有优良的消光性和吸热性，在上述领域中具有广泛的应用前景。

不锈钢发黑工艺包括常温发黑工艺和高温发黑工艺。常温发黑工艺的优点是能耗低，缺点是槽液稳定性差，调整、控制困难；膜的致密度、附着力差；膜层耐磨性不及高温发黑膜等。高温发黑工艺的优点是槽液稳定性好，容易控制；膜层色泽均匀性、膜层附着力、耐蚀性、耐磨性方面均明显优于常温发黑工艺。目前工业上应用较多的仍是高温发黑工艺，但现有不锈钢高温发黑工艺采用的发黑剂主要以铬酐或重铬酸钾、重铬酸钠等重铬酸盐为主要成分，含有有毒的Cr⁶⁺，环境污染严重。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种发黑剂，本申请提供的发黑剂用于不锈钢发黑中，使得到的膜层具有较好的附着力、耐蚀性与耐磨性；同时发黑剂具有环保性。

有鉴于此，本申请提供了一种不锈钢高温化学发黑剂，由硝酸盐、磷酸盐、络合剂和水组成。

优选的，所述硝酸盐选自硝酸钠、硝酸钾和硝酸钙中的一种或多种；所述磷酸盐选自磷酸氢二铵和磷酸二氢铵中的一种或两种；所述络合剂选自乙二胺四乙酸盐。

优选的，所述硝酸盐的含量为0.1～2.0mol/L，所述磷酸盐的含量为0.1～1.0mol/L，所述络合剂的含量为0.1～2.0mol/L。

优选的，所述硝酸盐的含量为0.8～1.6mol/L，所述磷酸盐的含量为0.4～0.8mol/L，所述络合剂的含量为0.8～1.6mol/L。

优选的，所述硝酸盐、磷酸盐与络合剂的摩尔比为2：1：2。

本申请还提供了一种不锈钢表面的发黑方法，包括以下步骤：

将硝酸盐、磷酸盐、络合剂与水混合，调节pH至碱性，得到发黑剂；

将不锈钢表面预处理，再置于所述发黑剂中进行氧化，得到发黑后的不锈钢。

优选的，所述调节pH的试剂为氨水，所述发黑剂的pH值为10～12。

优选的，所述氧化的温度为100～180℃，所述氧化的时间为5～30min。

本申请提供了一种不锈钢发黑剂，其包括硝酸盐、磷酸盐、络合剂与水。本申请提供的发黑剂中不包含六价铬离子，无毒环保无污染，且硝酸盐在发黑过程中作为氧化剂，在加热条件下与铬、铁等元素发生反应得到氧化物，从而得到黑色氧化膜，磷酸盐主要对不锈钢表面进行活化，络合剂在溶液中通过络合溶解的金属离子，控制反应速度，最终使制备的不锈钢膜层附着力、耐蚀性与耐磨性较好。

附图说明

图1为本发明实施例5制备的不锈钢发黑试样的宏观照片；

图2为本发明实施例5制备的不锈钢发黑试样表面的SEM照片；