[发明专利]一种金属锰无铬钝化剂及其制备方法和应用

说明书

发明公开了一种金属锰无铬钝化剂及其制备方法和应用，其中，金属锰无铬钝化剂包括直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2‑吗啉乙磺酸类化合物；所述直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2‑吗啉乙磺酸类化合物的质量比为1：(1～6)：(0.1～8)：(0.5～5)。该金属锰无铬钝化剂钝化效果好、环保、稳定性好、具备自我修复性，可用于金属锰制品的钝化。该钝化剂可通过将上述各组分按比例直接混合制备，或者先将过量直链疏水性脂肪酸依次经酯化、磺化、中和以及漂白，形成脂肪酸或脂肪酸盐与脂肪酸甲酯磺酸盐的混合物，再添加可溶性铈盐和2‑吗啉乙磺酸类化合物制备得到。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种金属锰无铬钝化剂及其制备方法和应用。

背景技术

锰是钢铁工业的基本原料之一。“无锰不成钢”，锰可以显著改善钢的机械性能，增加钢的强度、硬度和延展性，是钢铁生产不可缺少的合金元素。近年来，我国锰业随着钢铁产量的迅速增长而强劲发展，锰矿石、锰合金和电解锰产量均已位居世界第一，其中电解锰产量达130.7万吨，占世界总产量的98.3％。然而，由于金属锰的化学电位较低，活性非常高，在空气中很容易与氧气反应而造成金属锰的腐蚀，锰的腐蚀不仅会大大降低锰的机械性能，缩短锰机械设备的使用寿命，而且会破坏金属材料的电子和光学特性，甚至造成灾难性的事故以及巨大的经济损失。因此，必须对其进行钝化以提高锰的耐腐蚀性能。

传统的铬酸盐钝化工艺具有工艺简单，成本低，槽液稳定，所得钝化膜颜色均匀，结合力好，耐蚀性高，且钝化膜具有良好的自我修复能力等优点，被广泛应用于电解锰工业生产中。然而，该工艺中所使用的六价铬是剧毒和致癌物质，对环境及人类健康危害严重，许多国家都已严令限制铬酸盐钝化工艺的使用，因此，开发新型环保的钝化剂产品，对于电解锰业的良性发展具有十分重要的意义。

目前，无铬钝化剂的研究成为国内外很多科技工作者关注的热点。例如，专利CN200510086577.X公布了一种以0.1～20％的磷酸水溶液为电解锰钝化液，用碱调节pH为3～14，对金属锰的钝化有一定的效果。专利CN201210439032.2公布了一种以磷酸或磷酸盐为主钝化剂，柠檬酸及醋酸为助溶剂，酒石酸钠为缓蚀剂，硫酸锌及硝酸钙为光亮剂的新型无铬钝化剂，该钝化液处理后的金属锰具有良好的色泽和优良的钝化效果。然而，由于磷酸的使用，钝化液会产生大量的含磷钝化废液，对水体有一定的危害，同时也容易造成金属锰产品中磷含量超标。专利CN200610018760.0公开了一种以硅酸盐、助溶剂、缓蚀剂、加速剂为主成分的电解锰无铬钝化剂。该钝化剂钝化后的产品耐湿热能力与重铬酸钾钝化的产品相近，但产品中硅含量增加，会一定程度降低电解金属锰产品的质量。综上所述，已有的无铬钝化剂产品，或多或少存在磷污染、钝化液不稳定、产品成色不好、不具自修复性等弊端，因此，急需开发新型环保，性能优异的无铬钝化剂产品。

发明内容

针对以上背景技术中提到的不足和缺陷，本发明的目的在于，提供一种钝化效果好、环保、稳定性好、具备自我修复性的金属锰无铬钝化剂，并且提供了该无铬钝化剂的制备方法及其应用方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种金属锰无铬钝化剂，其特征在于，

包括直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物；

所述直链疏水脂肪酸、直链脂肪酸甲酯磺酸盐、可溶性铈盐和2-吗啉乙磺酸类化合物的质量比为1：(1～6)：(0.1～8)：(0.5～5)。