[發明專利]一種用于鍍鋅層表面的無鉻鈍化方法

有效

• 申請號: 202010869956.0
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112030152B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 彭明喜
• 申請（專利權）人: 樂清市泰博恒電子科技有限公司
• 主分類號: C23C22/40
• 分類號: C23C22/40;C23C22/53
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于鍍鋅層表面的無鉻鈍化方法包括以下步驟：(1)將植酸、鉬酸鹽和活性基團含有碳碳雙鍵的硅烷偶聯劑混合并攪拌均勻，此為A液；配制單體至少含有兩個碳碳雙鍵和一個羥基的聚合物液體，所述聚合物是利用其中一個碳碳雙鍵進行加聚反應而生成，此為B液；配制氧化石墨烯分散液，此為C液；(2)將鍍鋅層鍍件依次置于A、B、C液中反應得到表面有硅烷膜?聚合物?氧化石墨烯復合鈍化層的鍍鋅層鍍件；(3)將鍍件放于還原性氣氛中進行反應得到表面有硅烷膜?聚合物?石墨烯復合鈍化層的鍍鋅層鍍件。本發明的制備工藝簡單經濟，制備的復合有鈍化層的鍍鋅層鍍件中性鹽霧的耐蝕時間在700h左右，附著力為一級，電極電勢可以達到+1.4V。

技術領域

本發明涉及金屬防腐技術領域，具體為一種用于鍍鋅層表面的無鉻鈍化方法。

背景技術

由于金屬材料具有較強的活性，其中常用的有鍍鋅層鍍件，在使用過程中極易被環境中的氧化性氣體或液體所氧化，因此通常研究人員們會在金屬表面復合一層保護層。保護層有犧牲陽極的陰極保護法，如鍍一層活性更好的金屬材料；而另外一種保護法是復合一種活性更差的鈍化層，如氧化物層、有機物層和有機無機復合物層等等，其中最常用的是使用六價鉻或三價鉻將鍍層表面氧化成一層致密的保護膜，但是這種方法所使用的鉻元素會對環境帶來污染，因此無鉻鈍化法才是今后的發展趨勢。例如CN201810669324.2公開的硅烷/氧化石墨烯復合鈍化液及其制備方法與應用，該專利通過將金屬材料浸入硅烷偶聯劑和氧化石墨烯的混合液中來獲得鈍化層，實現有機和無機復合來鈍化，但是這種方法是一次性浸漬而成，硅烷水解后的羥基和氧化石墨烯表面的羥基均可能與金屬相互作用，鈍化層表面的物質具有不確定性，若是有機層則在被刮擦時極易被破壞，無法將氧化石墨烯的抗滲性和耐磨性完全發揮；同時鈍化液的pH可達2，酸性過強亦會對金屬表面進行刻蝕，導致最終形成的鈍化層不夠牢固和均勻。因此開發一種能夠在鍍鋅層表面制備均勻致密、結合力強、耐磨性能優異的鈍化層的方法是當下的急切需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于鍍鋅層表面的無鉻鈍化方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種用于鍍鋅層表面的無鉻鈍化方法包括以下步驟：

(1)將植酸、鉬酸鹽和活性基團含有碳碳雙鍵的硅烷偶聯劑混合并攪拌均勻，所述植酸濃度為10-50mL/L，鉬酸鹽濃度為0.1-1.5g/L，硅烷偶聯劑濃度為10-80mL/L，此為A液；配制單體至少含有兩個碳碳雙鍵和一個羥基的聚合物液體，所述聚合物是利用其中一個碳碳雙鍵進行加聚反應而生成，此為B液；配制濃度為0.05-1wt％的氧化石墨烯分散液，此為C液；

(2)將鍍鋅層鍍件置于A液中反應形成具有緩蝕作用的硅烷膜；再將鍍件置于B液中反應得到不飽和聚合物改性硅烷膜；最后將鍍件放于C液中反應得到表面有硅烷膜-聚合物-氧化石墨烯復合鈍化層的鍍鋅層鍍件；

該步驟首先將鍍鋅層鍍件與含有硅烷偶聯劑的A液進行反應，一方面硅烷分子依靠其烷氧基團水解后與金屬表層相結合，同時硅烷分子之間通過Si-O-Si鍵合形成立體的網狀鈍化膜，將具有緩蝕作用的植酸、鉬酸鹽包裹在內部；但是單靠硅烷分子之間的網狀結構無法承受腐蝕液的長期作用，因此另一方面硅烷偶聯劑中活性基團含有的不飽和雙鍵可以與B液中聚合物的碳碳雙鍵進行反應，并形成碳碳單鍵，以共價鍵的方式與聚合物連接成穩定的結構，而聚合物層可以有效填補硅烷膜的空隙，增加其致密性和疏水性；最后聚合物表面裸露出的羥基能夠與表面含有大量羧基的氧化石墨烯進行脫水酯化反應，將具有穩定六元環結構的氧化石墨烯復合在鈍化層表面，最終制得的復合鈍化層可以顯著提升耐磨性和致密性。

(3)將鍍件放于還原性氣氛中進行反應得到表面有硅烷膜-聚合物-石墨烯復合鈍化層的鍍鋅層鍍件。