[发明专利]一种镀锌无铬黑钝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于镀锌加工后处理领域，具体地说，涉及一种镀锌无铬黑钝剂及其制备方法。

背景技术

钝化剂是在一定条件下，通过其作用在金属表面形成一层致密氧化膜(钝化膜)，以增强金属的防腐能力的化学药剂。在金属的钝化中，镀锌层的钝化以面广量大和要求严格占有特殊的位置，愈来愈得到行业内和全社会的关注。目前国内外的镀锌产品还多延用铬酸盐钝化。近几年这种传统的使用模式受到严峻的挑战，代之是钝化剂的专业化生产。其构成和浓度正朝着高质量、高稳定性、低毒方向发展且已取得实质性的进展。

传统六价铬的钝化膜是通过锌的溶解、铬酸根的还原以及三价铬凝胶的析出而形成，膜层中含有六价铬，因此，钝化膜有自我修复能力，亦被称为自愈能力。

镀锌层具有很高的耐蚀性能。在环境较差且需消光条件下使用的镀锌件，黑色是最佳选择。目前市场上使用的黑钝化剂普遍存在的问题一是成本较高，二是钝化液稳定性难以控制，调整困难。

传统的镀锌黑色钝化中，大量使用六价铬和硝酸银，对环境和资源都有很大的破坏和损耗，已逐渐被市场淘汰。由于欧美限制了产品中六价铬的含量，市场上广泛使用含三价铬的黑锌钝化剂。由于三价铬和六价铬在自然环境下会互相转换，因此经常出现产品到国外后六价铬超标的纠纷。国外客户对产品中六价铬的要求越来越严格。镀锌件钝化后产生的废渣、废液主要是低价铬化合物，也会有少量的高价铬。而高价铬是环保部门控制排放的物质，必须处理后才能排放。

CN 101041900A公开了一种镀锌钝化液，成分包括铬酐、硝酸、硫酸、硫酸亚铁、三氯化铁、醋酸等。各成分配比为：铬酐(200-220)g/L；硝酸(24-28)mL/L；硫酸(12-18)mL/L；硫酸亚铁(6-8)g/L；三氯化铁(8-12)g/L；醋酸5-8mL/L；其余为水。用该钝化液钝化后的产品表面色泽一致性好，亮度均匀，有光泽。

CN 1858303B公开了一种常温钝化的镀锌层三价铬彩色钝化剂，它包含有1～7.5g/L的Cr³⁺(由CrCl₃提供)、1～25g/L的钼酸盐，5～15g/l的硫酸钴，1～8g/L的氟化氢铵，1～15g/L的NaNO₃，1～12g/L的丙二酸，1～12g/L的磷酸盐，0.2～6g/L硅酸盐。上述混合钝化液的pH值为1.8～2.3，采用碳酸钠或硝酸来调节的pH值，其温度为20～35℃，钝化时间为30～60秒，烘干温度为70～80℃。该发明钝化剂中含有三价铬的成分，在自然环境下会转化成六价铬，导致产品达不到环境质量要求。

CN 1910306A提供了一种无铬钝化液，该无铬钝化液含有以下成分：钝化有效量的含有过渡元素的含氧盐、无机酸及水；所述含有过渡元素的含氧盐为选自含有钛的含氧盐、含有锆的含氧盐、含有铪的含氧盐、含有钒的含氧盐、含有铌的含氧盐、含有钽的含氧盐、含有钼的含氧盐、含有钨的含氧盐、含有锰的含氧盐、含有锝的含氧盐和含有铼的含氧盐；所述含有过渡金属的盐与无机酸的重量比为200～400∶1。所述无铬钝化液还可以含有一种或多种络合剂。该发明提供的无铬钝化液可以解决现有的产品镀锌层及钝化液中含有有毒有害的六价铬和三价铬元素的问题，但是制作出的产品并不能够达到像含六价铬的钝化剂那样乌黑光亮的效果，耐蚀性能也不够突出。

无铬钝化体系有钛酸盐、钼酸盐、钨酸盐、稀土、硅酸盐，目前这些无铬钝化体系虽然无毒环保，但耐蚀性及外观没有六价铬钝化的好，满足不了普通五金件电镀要求，更不用说满足汽车部件电镀的高耐蚀要求。因此，迫切需要研究一种耐蚀性好，产品外观能够满足使用要求的新型镀锌黑钝剂。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种不含六价铬和三价铬，适用于镀锌件的黑色钝化，耐蚀性能强，无污染，废水处理易，操作简单的镀锌无铬黑钝剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种镀锌无铬黑钝剂，按质量分数包括以下组分：

作为优选技术方案，所述镀锌无铬黑钝剂按质量分数包括以下组分：

作为优选技术方案，所述镀锌无铬黑钝剂按质量分数包括以下组分：