[发明专利]一种有机-无机复合的常温自泳发黑剂

说明书

本发明公开了一种有机‑无机复合的常温自泳发黑剂，由如下质量百分比的组分混制而成：30～40％水溶性丙烯酸树脂、0.5～1.5％乳化剂、3～6％颜料、1～2％氧化剂、0.5～0.8％活化剂、0.1～0.5％抑制剂以及水余量。相比于现有常温发黑剂，本发明发黑剂可在金属工件上形成有机膜层，有机膜层比无机膜层更厚，具有更强的遮盖力和更强的盐雾性能；相比于余热发黑剂，本发明发黑剂可在无需工件带热量的情况下成膜，一方面大幅节约能源，一方面能够防止长时间工作在高温环境下的余热发黑液易破乳沉淀的问题，从而提高槽液的稳定性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种有机-无机复合的常温自泳发黑剂。

背景技术

发黑工艺是指通过物理或化学方法在金属工件表面形成致密平滑的黑色保护膜，从而增强金属工件防锈能力，美化外观。余热发黑是现在行业内普遍使用的一项发黑技术，主要采用热固性丙烯酸类树脂、无机成膜助剂及色浆复合形成发黑液，待处理工件通过高温回火后带热量进入发黑液中，使得树脂裹挟色浆迅速固化附着在工件表面形成光亮平滑的树脂膜层。虽然余热发黑剂作为目前主流的发黑技术，但其发黑过程中需要有足量的热量方可成膜，对于一些二次加工或无高温回火工序的工艺则不适用。

近年来，为了克服余热发黑必须的高能耗条件，热加工行业又研发出了常温发黑工艺。该工艺主要是在常温条件下使表面清洁良好的工件通过含铜和硒化合物的酸性发黑液，通过氧化还原反应在工件表面生成黑色的硒化铜或硒化亚铜实现染黑色。该工艺生成的发黑膜为无机物膜层，相较于有机膜层的防锈性能差，并且对于前道工件表面整洁度要求高，且反应后工件表面色泽容易发花不均，无法在行业内大面积推广使用。

发明内容

发明目的：本发明的目的旨在提供一种发黑过程中无需利用工件高温余热成膜的有机-无机复合的常温自泳发黑剂，能够适用于二次加工或无高温回火工序的钢制金属工件的发黑，并且形成的发黑膜为有机膜层，具有良好的防锈性能。

技术方案：本发明所述的有机-无机复合的常温自泳发黑剂，由如下质量百分比的组分混制而成：30～40％水溶性丙烯酸树脂、0.5～1.5％乳化剂、3～6％颜料、1～2％氧化剂、0.5～0.8％活化剂、0.1～0.5％抑制剂以及水余量。

其中，所述发黑剂的pH值为2～5。

其中，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物或烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种或几种的混合。加入的乳化剂可以更好的将色浆与树脂进行乳化，使得乳胶粒子与颜料颗粒更稳定，成膜后颜色均匀不易发花。

其中，所述颜料为碳黑、氧化铁黑或苯胺黑中的一种。

其中，所述氧化剂为双氧水或碘酸。

其中，所述活化剂为醋酸或柠檬酸。

其中，所述抑制剂为氟锆酸或三氟化铁。槽液中加入抑制剂可以与反应一段时间后槽液中过量的Fe³⁺络合，保持整个溶液的稳定性。体系中无抑制剂，槽液容易失稳，树脂析出；抑制剂提供初始的金属阳离子，当发黑剂体系中初始金属阳离子含量太少，加入金属工件后进行发黑时，体系反应速度很慢，发黑时间很长，长达几个小时；因此需使发黑剂体系中初始金属阳离子浓度为不高于1000ppm，既能使发黑剂的乳化液体系稳定存在，又能在加入金属工件后进行发黑时，能够快速发黑的同时控制树脂的析出速度不使膜层过厚。