[發明專利]鉻離子鈍化液及其制備方法和熱鍍金屬材料

有效

• 申請號: 201310400121.0
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN104060251A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 許哲峰;陳永;徐權;湯佩林;周一林
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C23C22/08
• 分類號: C23C22/08;B32B15/08;B32B27/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;劉國平

技術領域

本發明涉及金屬防護領域，具體地，涉及一種鉻離子鈍化液、一種制備鉻離子鈍化液的方法、由該方法得到的鉻離子鈍化液和一種熱鍍金屬材料。

背景技術

熱鍍金屬材料，包括熱鍍鋅金屬材料和熱鍍鋁鋅金屬材料，為了防止發生銹蝕，都會在熱鍍金屬材料的表面涂敷一層金屬防護涂料以形成防護膜。因而金屬防護涂料的性能對于熱鍍金屬材料的防銹蝕十分重要。

使用含鉻的涂料在熱鍍金屬材料的表面形成防護膜是一種重要的選擇，具有較大的市場占有率。但是，歐盟議會及理事會于2003年2月13日通過了《電氣電子設備中限制使用某些有害物質指令》，簡稱RoHS指令，即歐盟第2002/95/EC號指令。該項指令要求2006年7月1日以后新投放市場的電子電器設備中，禁止或限制使用的物質有鉛(Pb)、汞(Hg)、鎘(Cd)、六價鉻(Cr⁶⁺)。其中，鉛(Pb)、六價鉻(Cr⁶⁺)、鎘(Cd)、汞(Hg)屬限定的鋼板成分或鍍層成分或涂層成分。

因此，在國內外市場中，含六價鉻的涂料的使用受到了極大的限制，目前，金屬防護涂料的開發重點轉移到不含六價鉻的環保型涂料，特別是三價鉻離子涂料。

例如，CN102477551A公開了一種表面處理劑，也屬于一種三價鉻離子涂料，該三價鉻離子涂料含有苯丙乳液和/或硅丙乳液、氟碳乳液和/或氟硅乳液、三價鉻化合物和磷酸鹽。

但實驗證明，該三價鉻離子涂料形成的防護膜的耐蝕性仍然較低。

發明內容

為了克服現有的鉻離子鈍化液形成的防護膜的耐蝕性仍然較低的缺陷，本發明提供了一種鉻離子鈍化液、一種制備鉻離子鈍化液的方法、由該方法得到的鉻離子鈍化液和一種熱鍍金屬材料。

一方面，本發明提供了一種鉻離子鈍化液，其中，所述鉻離子鈍化液含有水、膦酸絡合劑、磷酸二氫鋁、三價鉻源、氧化硅填料和水溶性成膜樹脂；所述膦酸絡合劑為羥基乙叉二膦酸和/或羥基乙叉二膦酸的堿金屬鹽。

另一方面，本發明還提供了一種制備鉻離子鈍化液的方法，其中，該方法包括：（1）制備第一溶液，所述第一溶液含有膦酸絡合劑和磷酸二氫鋁；所述膦酸絡合劑為羥基乙叉二膦酸和/或羥基乙叉二膦酸的堿金屬鹽；（2）制備第二溶液，所述第二溶液含有三價鉻源、納米二氧化硅、水溶性成膜樹脂；（3）將所述第一溶液和第二溶液混合均勻。

另一方面，本發明還提供了根據上述方法制備得到的鉻離子鈍化液。

另一方面，本發明還提供了一種熱鍍金屬材料，該熱鍍金屬材料包括熱鍍金屬基材和附著在該熱鍍金屬基材上的涂層，所述熱鍍金屬基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱鍍鋁鋅鎂金屬基材中的至少一種，其特征在于，所述涂層為如上所述的鉻離子鈍化液的固化產物。

通過上述技術方案，本發明經過固化得到的涂層在高溫下或高溫后具有更加優異的耐腐蝕性，并且所述涂層中的三價鉻在高溫下不會轉變為六價鉻，完全符合環保要求。此外，本發明提供的鉻離子鈍化液的耐儲藏性非常優異，在配制完成后可在室溫下儲存180天而不發生明顯的性狀改變和性能下降。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

本發明中，未作相反說明時，氣體和液體的體積均為20℃下，一個標準大氣壓下的數值。在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的術語“溶液”的范圍并不限于分散質的粒子直徑小于1nm的分散系（真溶液），而是泛指均一的液態混合物，可以包括膠狀分散體（膠體溶液）。

一方面，本發明提供了一種鉻離子鈍化液，其中，所述鉻離子鈍化液含有水、膦酸絡合劑、磷酸二氫鋁、三價鉻源、氧化硅填料和水溶性成膜樹脂；所述膦酸絡合劑為羥基乙叉二膦酸和/或羥基乙叉二膦酸的堿金屬鹽。

其中，所述鉻離子鈍化液中，膦酸絡合劑的含量為3-18g/L，優選為5-15g/L。

并且，所述鉻離子鈍化液中，相對于每重量份的膦酸絡合劑，磷酸二氫鋁的含量可以為0.5-6重量份，優選為1-3重量份。

所述鉻離子鈍化液中，相對于每重量份的膦酸絡合劑，以鉻元素的含量計算，三價鉻源的含量可以為0.25-1.6重量份，優選為0.5-1重量份。

所述鉻離子鈍化液中，相對于每重量份的膦酸絡合劑，氧化硅填料的含量可以為3-8重量份，優選為4.5-6.5重量份。