[發明專利]一種無鈷環保三價鉻黑色鈍化液及其制備方法

有效

• 申請號: 201510080612.0
• 申請日: 2015-02-14
• 公開（公告）號: CN104651823B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 孔偉;江茜
• 申請（專利權）人: 上海盛田化工科技有限公司
• 主分類號: C23C22/48
• 分類號: C23C22/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鈍化液技術領域，更具體地，本發明涉及一種無鈷環保三價鉻黑色鈍化液及其制備方法，屬于IPC分類號C23C22/34。

背景技術

鍍鋅是提高鋼鐵鍍件抗腐蝕能力的有效途徑，但鋅層的表面很容易腐蝕，通常需要鈍化處理。傳統的鈍化工藝都是采用六價鉻鈍化，但是六價鉻有劇毒，具有致癌致畸的作用。歐盟于2006年7月1日起實施的《關于在電子電氣設備中禁止使用某些有害物質指令》(ROHs)，禁止歐盟市場上投放Pd、Hg、Cd、Cr⁶⁺、聚溴二苯醚和聚溴聯苯等6種有害物質。

2007年3月1日起，我國禁止投入市場的電子電器產品嚴格要求不能含有以上6種有害物質。所以，環保型的產品替代六價鉻鈍化成為迫切要求。由于三價鉻鈍化在許多方面具有與六價鉻鈍化類似的性質，而毒性卻只有六價鉻的百分之一，因此，三價鉻鈍化得到了廣泛的關注。

近年來，隨著現代化工業的迅猛發展，越來越多的行業，如電子、儀表、光學儀器、汽車摩托車零部件，日用五金和建筑裝潢等，對黑色表面膜層提出了越來越高的要求。三價鉻黑色鈍化液在上述領域內均能起到不可或缺的作用，通過鈍化工藝處理可以使整體產品在應用過程中獲得更好的效果。

三價鉻黑色鈍化技術與藍白、彩色鈍化相比，研究開發較晚，工藝穩定性、膜層的使用性能都很差，膜層的附著力無法和六價鉻黑色鈍化膜相比。現有的三價鉻黑色鈍化液是以三價鉻(通常為無機三價鉻鹽)為主成膜劑，添加輔助成膜劑(一般為鈷鹽)，絡合劑(通常為含氟物質)、發黑劑(通常為鈷、鎳、鐵鹽)，氧化劑(如鈰鹽)等為主要成分配制而成的，鈍化液中會集聚大量鉻、鈷、鎳等過渡金屬離子，毒性很大；另一方面，黑化后的試樣必須水洗干凈并烘干，然后再涂有機封閉劑，造成黑鈍化工藝繁瑣，封閉后的抗中性鹽霧試驗能力較差，仍不及六價鉻鹽銀鹽體系的黑色鈍化，這一缺點大大限制了三價鉻黑色鈍化技術在市場的應用。另外，這一工序中，水洗是必須環節，水的耗費量相當大，清洗水中會集聚大量鈍化液鉻、鈷、鎳、氟等金屬離子，即清洗水的毒性很大，必須耗費大量人力物力處理好才能達到排放標準。

此外，鍍鋅三價鉻鹽鈍化工藝使用一段時間后，國內外均發現檢測出六價鉻，目前也尚未找到根治辦法。

發明內容

基于此，為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明提供了一種無鈷環保三價鉻黑色鈍化液及其制備方法，所述三價鉻黑色鈍化液中不含有鈷、鎳、氟等有毒離子，也不含六價鉻，對環境友好。

實現上述發明目的的具體技術方案如下：

一種無鈷環保三價鉻黑色鈍化液，所述鈍化液包括以下原料：含Cr³⁺4～6g/L的有機Cr³⁺化合物、3～4g/L的有機羧酸、1～2g/L的植酸、0.05～0.15g/L的二硫化鎢、1～2g/L的硫代二甘酸、1.5～3g/L的硝酸鈉、0.4～2g/L的硅烷偶聯劑，其余為純水。

在其中一些實施例中，所述鈍化液的原料組成如下：含Cr³⁺5g/L的有機Cr³⁺化合物、3.5g/L的有機羧酸、1.5g/L的植酸、0.1g/L的二硫化鎢、1.2g/L的硫代二甘酸、2g/L的硝酸鈉、1g/L的硅烷偶聯劑，其余為純水。

在其中一些實施例中，所述二硫化鎢為粒徑30～50nm的納米二硫化鎢。

在其中一些實施例中，所述二硫化鎢為無機類富勒烯WS₂。

在其中一些實施例中，所述二硫化鎢為花形片狀納米單晶WS₂。

在其中一些實施例中，所述鈍化液還含有0.1～0.2g/L的N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸鈉。

在其中一些實施例中，所述有機Cr³⁺化合物為乙酸鉻或甲酸鉻。

在其中一些實施例中，所述有機羧酸為丙二酸、草酸、戊二酸、馬來酸、蘋果酸、檸檬酸、或葡萄糖酸。

在其中一些實施例中，所述硅烷偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷。

本發明還提供了上述無鈷環保三價鉻黑色鈍化液的制備方法，具體采取了以下技術方案：

一種無鈷環保三價鉻黑色鈍化液的制備方法，包括以下步驟：在連續攪拌下，將有機Cr³⁺化合物溶解于純水后，依次加入有機羧酸、植酸、二硫化鎢、和硫代二甘酸，待完全溶解后，加熱至70～100℃充分反應2～3小時，待冷卻至20～30℃，加入硝酸鈉、硅烷偶聯劑，攪拌10～20min，再加水定容，即得。