[发明专利]钢铁常温发黑剂及其制备方法和发黑方法

说明书

本发明涉及钢铁常温发黑剂及其制备方法和发黑方法，属于金属材料腐蚀防护技术领域。所述钢铁常温发黑剂以水为溶剂并包含以下组分：亚硒酸1‑5g/L，硫酸铜1‑5g/L，硝酸镍1‑5g/L，磷酸二氢锌1‑4g/L，磷酸1‑5mL/L，柠檬酸1‑3g/L，焦磷酸钾0.5‑1.5g/L，OP‑10乳化剂0.5‑1.5mL/L和氧化石墨烯0.04‑0.07g/L。本文主要通过在硒‑铜常温发黑体系中添加一定量的氧化石墨烯，以此得到一种在防护和装饰上更加优良的新型钢铁常温发黑剂。

技术领域

本发明涉及钢铁常温发黑剂及其制备方法和发黑方法，属于金属材料腐蚀防护技术领域。

背景技术

钢铁作为当今社会快速发展中不可缺少的材料，在我们的生活中随处可见，而钢铁的产量和使用量也是衡量各国经济水平的标准。但是，钢铁有着其较大的缺点，据统计，由于钢铁材料自身的腐蚀损失和对材料的防护费用，我国每年大约有3％-5％的国民生产总值会因此而损失掉，世界范围内每年也会有约30％的钢铁产品因腐蚀而报废，虽然其中大部分都能够回收利用，但仍然会损失10％的钢材。因此，世界各国的研究者们仍在努力寻找更为有效的钢铁表面防腐措施。

Fe作为钢铁的主要成分，其容易与空气中的O₂、H₂O等发生反应，形成锈蚀，造成腐蚀以致最终产生无法挽回的损失。对于当前环境下，这是不可避免的，所以为了提高钢铁在服役时的防腐蚀性能，世界各国科学家仍努力探究钢铁防腐蚀的新方法。而关于钢铁防腐蚀方面，常常采用对钢铁进行发黑处理的方法，发黑工艺有着发黑剂的制作方便，发黑处理周期较短且效果较好的优良性价比。

目前，常温发黑剂分为含硒发黑剂和无硒发黑剂，含硒发黑剂分为硒-铜系、硒-铜-磷系等，而硒-铜系是目前钢铁常温发黑中最成功的体系，其发黑效果超过其他体系，但是该体系在耐蚀性上还有待提高。周红在《钢铁常温发黑研究》(硕士学位论文.山东大学,2009)一文中公开了一种钢铁常温发黑剂。其制备的发黑剂组分为：亚硒酸2-5g/L，硫酸铜1-4g/L，硝酸镍1-3g/L，磷酸二氢锌2-5g/L，磷酸2-4mL/L，柠檬酸1-2g/L，OP-10乳化剂1-3mL/L和光亮剂0.02-0.08g/L。但是采用该发黑剂对钢铁进行发黑处理，处理后的材料耐蚀性较差。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种耐蚀性更好的钢铁常温发黑剂。

所述钢铁常温发黑剂以水为溶剂并包含以下组分：亚硒酸1-5g/L，硫酸铜1-5g/L，硝酸镍1-5g/L，磷酸二氢锌1-4g/L，磷酸1-5mL/L，柠檬酸1-3g/L，焦磷酸钾0.5-1.5g/L，OP-10乳化剂0.5-1.5mL/L和氧化石墨烯0.04-0.07g/L。

优选的，所述钢铁常温发黑剂由以下组份组成：亚硒酸1-5g/L，硫酸铜1-5g/L，硝酸镍1-5g/L，磷酸二氢锌1-4g/L，磷酸1-5mL/L，柠檬酸1-3g/L，焦磷酸钾0.5-1.5g/L，OP-10乳化剂0.5-1.5mL/L，氧化石墨烯0.04-0.07g/L和水。

更优选的，所述钢铁常温发黑剂由以下组份组成：亚硒酸3-5g/L，硫酸铜2-3g/L，硝酸镍1-2g/L，磷酸二氢锌3g/L，磷酸2-3mL/L，柠檬酸2g/L，焦磷酸钾1g/L，OP-10乳化剂1mL/L，氧化石墨烯0.04-0.07g/L和水。

进一步优选的，所述钢铁常温发黑剂由以下组份组成：亚硒酸3g/L，硫酸铜2g/L，硝酸镍1g/L，磷酸二氢锌3g/L，磷酸2mL/L，柠檬酸2g/L，焦磷酸钾1g/L，OP-10乳化剂1mL/L，氧化石墨烯0.04-0.07g/L和水；

更优选的，氧化石墨烯为0.05-0.06g/L；更进一步优选的，氧化石墨烯为0.05g/L。

优选的，发黑剂的pH在1.5-2.5之间。