CN103789758A - 一种镀锌层的金黄色钝化剂及其制备方法和钝化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镀锌层的金黄色钝化剂及其制备方法和钝化处理方法，镀锌层的金黄色钝化剂包括各自独立保存的A剂和B剂；所述A剂各组分及含量如下：铬酸酐50～300g/L，成膜促进剂100～500g/L，黄色膜促进剂20～100g/L，其余为水；所述B剂各组分及含量如下：封孔封闭剂20～200g/L，膜层快干剂100～400g/L，橙红50～200g/L，其余为水。本发明并提供了镀锌层的金黄色钝化剂制备方法及钝化处理方法。本发明填补了五金件及装饰品镀锌层金黄色钝化剂的空白，为今后五金件及装饰品镀锌层金黄色钝化解决了这一烦恼。
Description
技术领域
本发明涉及钝化处理及钝化处理方法，特别涉及一种镀锌层的金黄色钝化剂及其制备方法和钝化处理方法。
背景技术
为了提高钢铁制件的耐蚀性，通常在其表面进行镀锌或去合金处理。对于镀锌层来说，锌属于较活泼的金属，它与酸性物质、碱性物质都很易发生化学反应，所以镀锌后如果不采取钝化处理措施，它将很快发生化学变色、破坏、腐蚀等现象。为了进一步提高镀层防腐蚀性能和装饰性，传统采用静电粉末喷涂和高污染环境的涂刷油漆等工艺，但以上工艺长久使用后喷涂膜和油漆层容易脱落。
为了进一步提高镀层防腐蚀性能和装饰性，镀层必须进行钝化处理，以生产一层耐蚀性高、装饰性好的钝化膜。长期以来，电镀及表面处理后的钝化一直是采用六价的铬酸盐钝化，但五金件及装饰品镀锌层金黄色钝化处理一直是钝化处理的空白，且现有的铬钝化剂含汞、铅、镉及苯醚类等有毒物质，对人体及环境有损。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种镀锌层的金黄色钝化剂及其制备方法和钝化处理方法，填补了五金件及装饰品镀锌层金黄色钝化剂的空白。
本发明的技术方案是这样实现的：一种镀锌层的金黄色钝化剂，包括各自独立保存的A剂和B剂；所述A剂各组分及含量如下：铬酸酐50～300g/L，成膜促进剂100～500g/L，黄色膜促进剂20～100g/L，其余为水；所述B剂各组分及含量如下：封孔封闭剂20～200g/L，膜层快干剂100～400g/L，橙红50～200g/L，其余为水。
其中，优选地，所述成膜促进剂为碘盐。
其中，优选地，所述黄色膜促进剂为氯化铵。
其中，优选地，所述封孔封闭剂由10～100g/L的聚乙烯醇和10～100g/L的硅酸锂组成。
其中，优选地，所述膜层快干剂为无水乙醇。
一种镀锌层的金黄色钝化剂的制备方法，所述A剂的制备方法包括以下步骤：将适量的水加入搪瓷罐中，开启搅拌器，加入铬酸酐，待铬酸酐完全溶解后，再加入成膜促进剂，待成膜促进剂完全溶解后，再加入黄色膜促进剂，再加水补充至全量，即得所述A剂；所述B剂的制备方法包括以下步骤：先加入膜层快干剂，再加入等量的水于搪瓷罐中，加热至90℃，开启搅拌器，在不断的搅拌下缓慢地加入封孔封闭剂，待封孔封闭剂完全溶解后，溶液冷却至室温时再加入橙红，再加水补充至全量，即得所述B剂。
一种镀锌层钝化处理方法，该方法包括将镀锌层与钝化剂接触，所述钝化剂为上述镀锌层的金黄色钝化剂。
其中，优选地，所述镀锌层先与2%的A剂接触，再与2%的B剂接触。
其中，优选地，所述镀锌层与所述A剂接触前还还包括水洗和用1%硝酸水溶液出光的步骤。
其中，优选地，所述镀锌层与2%的B剂接触的温度为45～55℃，钝化时间为50～70秒。
本发明的有益效果：
1.镀锌层经本发明的钝化处理后，钝化膜颜色呈全光亮的金黄色，该钝化剂颜色为透明的亮红色液体，使用范围宽广，是现代五金件装饰的不可替代的一种钝化颜色，外观既好看又增加了工件的防生绣及抗腐蚀能力，填补了五金件及装饰品镀锌层金黄色钝化剂的空白，为今后五金件及装饰品镀锌层金黄色钝化解决了这一烦恼。
2.本发明钝化剂的A剂还用于锌镍合金镀层及锌铁合金镀层的彩色膜钝化处理，锌镍合金镀层及锌铁合金镀层经本品钝化处理后可得到五彩鲜艳的彩色钝化膜。
3.替代了传统的静电粉末喷涂和高污染环境的涂刷油漆等工艺，本发明钝化剂的诞生，为生产五金件和电镀行业的商界解决了外观既要好看又要成本低廉的产品，得到了五金件和电镀行业商界的一致认可。
4.本发明配方生产成本低，操作简便，用户使用更方便。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种镀锌层的金黄色钝化剂，包括各自独立保存的A剂和B剂；所述A剂各组分及含量如下：铬酸酐50～300g/L，成膜促进剂100～500g/L，黄色膜促进剂20～100g/L，其余为水；所述B剂各组分及含量如下：封孔封闭剂20～200g/L，膜层快干剂100～400g/L，橙红50～200g/L，其余为水。
所述A剂的制备方法包括以下步骤：将适量的水加入搪瓷罐中，开启搅拌器，加入铬酸酐，待铬酸酐完全溶解后，再加入成膜促进剂，待成膜促进剂完全溶解后，再加入黄色膜促进剂，再加水补充至全量，即得所述A剂；所述B剂的制备方法包括以下步骤：先加入膜层快干剂，再加入等量的水于搪瓷罐中，加热至90℃，开启搅拌器，在不断的搅拌下缓慢地加入封孔封闭剂，待封孔封闭剂完全溶解后，溶液冷却至室温时再加入橙红，再加水补充至全量，即得所述B剂。
一种镀锌层钝化处理方法，该方法包括将镀锌层与钝化剂接触，所述钝化剂为上述镀锌层的金黄色钝化剂。
下述实施例中，成膜促进剂为碘盐，黄色膜促进剂为氯化铵，封孔封闭剂由聚乙烯醇和硅酸锂组成，膜层快干剂为无水乙醇。
在本发明中，成膜促进剂也可为钝化剂中常用的其它成膜促进剂，黄色膜促进剂，封孔封闭剂也可为钝化剂中常用的其它封孔封闭剂，膜层快干剂也可为钝化剂中常用的其它膜层快干剂。
下述实施例中，铬酸酐含量99.8%，碘盐含量99%，氯化铵含量98%，聚乙烯醇含量98%，硅酸钾含量98%，无水乙醇98%，橙红含量98%。
实施例1
本实施例公开一种镀锌层的金黄色钝化剂，包括各自独立保存的A剂和B剂；所述A剂各组分及含量如下：铬酸酐150g/L，成膜促进剂200g/L，黄色膜促进剂40g/L，其余为水；所述B剂各组分及含量如下：封孔封闭剂35g/L，膜层快干剂200g/L，橙红150g/L，其余为水。
上述镀锌层的金黄色钝化剂中的A剂的制备方法包括以下步骤：将150ml水加入搪瓷罐中，开启搅拌器，加入铬酸酐150g，待铬酸酐完全溶解后，再加入碘盐200g，待碘盐完全溶解后，再加入氯化铵40g，补加水至1L，即得所述A剂；所述B剂的制备方法包括以下步骤：先加入无水乙醇200g，再加入200g水于搪瓷罐中，加热至90℃，开启搅拌器，在不断的搅拌下缓慢地加入聚乙烯醇，待聚乙烯醇完全溶解后，再加入硅酸锂20g，待硅酸锂完全溶解后，待溶液冷却至室温时再加入橙红，再加水补至1L，即得所述B剂。
在本实施例中成膜促进剂为食用碘盐；黄色膜促进剂为氯化铵；封孔封闭剂由含量为15g/L聚乙烯醇和含量为20g/L硅酸锂组成；膜层快干剂为无水乙醇。
实施例2
本实施例公开一种镀锌层的金黄色钝化剂，包括各自独立保存的A剂和B剂；所述A剂各组分及含量如下：铬酸酐50g/L，成膜促进剂100g/L，黄色膜促进剂20g/L，其余为水；所述B剂各组分及含量如下：封孔封闭剂20g/L，膜层快干剂100g/L，橙红50g/L，其余为水。
上述镀锌层的金黄色钝化剂中的A剂的制备方法包括以下步骤：将100ml水加入搪瓷罐中，开启搅拌器，加入铬酸酐50g，待铬酸酐完全溶解后，再加入碘盐100g，待碘盐完全溶解后，再加入氯化铵20，再加水至1L，即得所述A剂；所述B剂的制备方法包括以下步骤：先加入无水乙醇100g，再加入100g水于搪瓷罐中，加热至90℃，开启搅拌器，在不断的搅拌下缓慢地加入聚乙烯醇10g，待聚乙烯醇完全溶解后，再加入硅酸锂10g，待硅酸锂完全溶解后，待溶液冷却至室温时再加入橙红50g，再加水补充至1L，即得所述B剂。
在本实施例中成膜促进剂为食用碘盐；黄色膜促进剂为氯化铵；封孔封闭剂由含量为10g/L聚乙烯醇和含量为10g/L硅酸锂组成；膜层快干剂为无水乙醇。
实施例3
本实施例公开一种镀锌层的金黄色钝化剂，包括各自独立保存的A剂和B剂；所述A剂各组分及含量如下：铬酸酐300g/L，成膜促进剂500g/L，黄色膜促进剂100g/L，其余为水；所述B剂各组分及含量如下：封孔封闭剂200g/L，膜层快干剂400g/L，橙红200g/L，其余为水。
上述镀锌层的金黄色钝化剂中的A剂的制备方法包括以下步骤：将600ml水加入搪瓷罐中，开启搅拌器，加入铬酸酐300g，待铬酸酐完全溶解后，再加入碘盐500g，待碘盐完全溶解后，再加入氯化铵100g，再加水至1L，即得所述A剂；所述B剂的制备方法包括以下步骤：先加入无水乙醇400g，再加入400g水于搪瓷罐中，加热至90℃，开启搅拌器，在不断的搅拌下缓慢地加入聚乙烯醇100g，待聚乙烯醇完全溶解后，再加入硅酸锂100g，待硅酸锂完全溶解后，待溶液冷却至室温时再加入橙红200g，再加水补充至1L，即得所述B剂。
在本实施例中成膜促进剂为食用碘盐；黄色膜促进剂为氯化铵；封孔封闭剂由含量为100g/L聚乙烯醇和100g/L硅酸锂组成；膜层快干剂为无水乙醇。
实施例4
本实施例公开一种镀锌层的金黄色钝化剂，包括各自独立保存的A剂和B剂；所述A剂各组分及含量如下：铬酸酐200g/L，成膜促进剂300g/L，黄色膜促进剂30g/L，其余为水；所述B剂各组分及含量如下：封孔封闭剂80g/L，膜层快干剂300g/L，橙红100g/L，其余为水。
上述镀锌层的金黄色钝化剂中的A剂的制备方法包括以下步骤：将600ml的水加入搪瓷罐中，开启搅拌器，加入铬酸酐200g，待铬酸酐完全溶解后，再加入碘盐300g，待碘盐完全溶解后，再加入氯化铵30g，再加水补充至1L，即得所述A剂；所述B剂的制备方法包括以下步骤：先加入无水乙醇300g，再加入300g的水于搪瓷罐中，加热至90℃，开启搅拌器，在不断的搅拌下缓慢地加入聚乙烯醇40g，待聚乙烯醇完全溶解后，再加入硅酸锂40g，待硅酸锂完全溶解后，待溶液冷却至室温时再加入橙红100g，再加水补充至1L，即得所述B剂
在本实施例中成膜促进剂为食用碘盐；黄色膜促进剂为氯化铵；封孔封闭剂由含量为40g/L的聚乙烯醇和40g/L的硅酸锂组成；膜层快干剂为无水乙醇。
实施例5
本实施例公开一种镀锌层的金黄色钝化剂，包括各自独立保存的A剂和B剂；所述A剂各组分及含量如下：铬酸酐250g/L，成膜促进剂400g/L，黄色膜促进剂70g/L，其余为水；所述B剂各组分及含量如下：封孔封闭剂130g/L，膜层快干剂150g/L，橙红180g/L，其余为水。
上述镀锌层的金黄色钝化剂中的A剂的制备方法包括以下步骤：将700ml水加入搪瓷罐中，开启搅拌器，加入铬酸酐250g，待铬酸酐完全溶解后，再加入碘盐400g，待碘盐完全溶解后，再加入氯化铵70g，再加水补充至1L，即得所述A剂；所述B剂的制备方法包括以下步骤：先加入无水乙醇150g，再加入150g水于搪瓷罐中，加热至90℃，开启搅拌器，在不断的搅拌下缓慢地加入聚乙烯醇60g，待聚乙烯醇完全溶解后，再加入硅酸锂70g，待硅酸锂完全溶解后，待溶液冷却至室温时再加入橙红180g，再加水补充至1L，即得所述B剂。
在本实施例中成膜促进剂为食用碘盐；黄色膜促进剂为氯化铵；封孔封闭剂由含量为60g/L聚乙烯醇和70g/L硅酸锂组成；膜层快干剂为无水乙醇。
应用例1
钝化操作工艺：
镀锌件除锈除油→水洗→工件进行电镀锌→取出水洗→1%硝酸水溶液出光→在A剂溶液中进行金黄色钝化处理→水洗→在B剂溶液中进行金黄色钝化封闭处理→吹干或自然晾干→金黄色钝化成品。
在本实施例中，所用钝化剂为实施例1制得的钝化剂。
其中，在A剂溶液中进行金黄色钝化处理的具体工艺为：取本品金黄色钝化剂A剂1份于钝化槽中，加入清水50份，搅拌均匀，镀锌件在该钝化剂中钝化60秒取出。
在B剂溶液中进行金黄色钝化封闭处理的具体工艺为：取本品金黄色钝化剂B剂1份于钝化槽中，加入清水10份，搅拌均匀，加热至50℃，镀锌件在该钝化剂中钝化60秒取出。
应用例2
钝化操作工艺：
镀锌件除锈除油→水洗→工件进行电镀锌→取出水洗→1%硝酸水溶液出光→在A剂溶液中进行金黄色钝化处理→水洗→在B剂溶液中进行金黄色钝化封闭处理→吹干或自然晾干→金黄色钝化成品。
在本实施例中，所用钝化剂为实施例2制得的钝化剂。
其中，在A剂溶液中进行金黄色钝化处理的具体工艺为：取本品金黄色钝化剂A剂2份于钝化槽中，加入清水50份，搅拌均匀，镀锌件在该钝化剂中钝化60秒取出。
在B剂溶液中进行金黄色钝化封闭处理的具体工艺为：取本品金黄色钝化剂B剂1份于钝化槽中，加入清水10份，搅拌均匀，加热至45℃，镀锌件在该钝化剂中钝化60秒取出。
应用例3
钝化操作工艺：
镀锌件除锈除油→水洗→工件进行电镀锌→取出水洗→1%硝酸水溶液出光→在A剂溶液中进行金黄色钝化处理→水洗→在B剂溶液中进行金黄色钝化封闭处理→吹干或自然晾干→金黄色钝化成品。
在本实施例中，所用钝化剂为实施例3制得的钝化剂。
其中，在A剂溶液中进行金黄色钝化处理的具体工艺为：取本品金黄色钝化剂A剂2份于钝化槽中，加入清水50份，搅拌均匀，镀锌件在该钝化剂中钝化60秒取出。
在B剂溶液中进行金黄色钝化封闭处理的具体工艺为：取本品金黄色钝化剂B剂1份于钝化槽中，加入清水10份，搅拌均匀，加热至55℃，镀锌件在该钝化剂中钝化60秒取出。
应用例4
钝化操作工艺：
镀锌件除锈除油→水洗→工件进行电镀锌→取出水洗→1%硝酸水溶液出光→在A剂溶液中进行金黄色钝化处理→水洗→在B剂溶液中进行金黄色钝化封闭处理→吹干或自然晾干→金黄色钝化成品。
在本实施例中，所用钝化剂为实施例4制得的钝化剂。
其中，在A剂溶液中进行金黄色钝化处理的具体工艺为：取本品金黄色钝化剂A剂1份于钝化槽中，加入清水50份，搅拌均匀，镀锌件在该钝化剂中钝化60秒取出。
在B剂溶液中进行金黄色钝化封闭处理的具体工艺为：取本品金黄色钝化剂B剂1份于钝化槽中，加入清水10份，搅拌均匀，加热至45℃，镀锌件在该钝化剂中钝化60秒取出。
应用例5
钝化操作工艺：
镀锌件除锈除油→水洗→工件进行电镀锌→取出水洗→1%硝酸水溶液出光→在A剂溶液中进行金黄色钝化处理→水洗→在B剂溶液中进行金黄色钝化封闭处理→吹干或自然晾干→金黄色钝化成品。
在本实施例中，所用钝化剂为实施例5制得的钝化剂。
其中，在A剂溶液中进行金黄色钝化处理的具体工艺为：取本品金黄色钝化剂A剂1份于钝化槽中，加入清水50份，搅拌均匀，镀锌件在该钝化剂中钝化60秒取出。
在B剂溶液中进行金黄色钝化封闭处理的具体工艺为：取本品金黄色钝化剂B剂1份于钝化槽中，加入清水10份，搅拌均匀，加热至45℃，镀锌件在该钝化剂中钝化60秒取出。
应用例6
本应用例采用实施例1制得钝化剂中的A剂，用于锌镍合金镀层及锌铁合金镀层的彩色膜钝化处理，锌镍合金镀层及锌铁合金镀层经本品钝化处理后可得到五彩鲜艳的彩色钝化膜。
取A剂1份于钝化槽中，加入清水30份，搅拌均匀，镀锌镍合金件在该钝化剂中钝化15秒取出，得到了全光亮的彩色钝化膜。
对上述应用例的金黄色钝化成品进行电阻测定、9NSS盐雾测试和附着力测试。
电阻测定的目的是通过测定电阻大小确定钝化膜的电子、电磁传导性质。由于电子3C产品在正常使用过程中产一些闲散微电流，尤其是手机部件，还有可能产生一些电磁波，如果合金钝化处理后表面电阻较低时，可以较容易使电流、电磁波发散，引流到其它地方去，不至于对长期使用者造成一定的隐患。所以电阻决定钝化膜的电子、电磁传导性质。
利于UN1-T生产的UT51MULTIMETER数字万用表，对产品的一条对角线的两端部区域点进行测试。
9NSS盐雾测试的目的是通过盐雾测试，根据钝化膜腐蚀面积的大小，判断其钝化的耐蚀效果。
在温度为35℃的实验室中，将制得的产品置于盐雾箱内，在46℃下，用pH为7.0温度为35℃的5±0.5重量%的氯化钠盐水以1.0±0.025千克力/平方厘米的空气压力进行喷雾。在喷洒样品8小时后，取出吹干后，观察样品，记录样品表面的腐蚀面积占产品总面积的百分比。
附着力测试利用ASTM D3359-93方法，测试钝化膜的油漆附着能力。
将涂敷漆料的钝化产品用刀以2mm的间隔做出6条切线，用细油石轻磨切削刃，以与上述6条切线垂直的方向，切削出与上述6条切线相交的2mm间隔的另外6条切线，制成栅格，上述切线都将漆层切透。用柔软的刷子刷净上述栅格区域，然后粘上胶带，并用橡皮在胶带上摩擦使得胶带与漆膜的很好的接触，30-90秒之内，抓住胶带的自由端，以尽可能接近180°的角度，快速的拉起胶带，用照明放大镜检查底层或是前一层上涂层的脱落情况，根据脱落面积分为以下几个等级：
5B切割的边缘是完全平坦的，格子中的区域都没有脱落；
4B在涂层的交叉点有小部分的脱落，脱落的面积小于整个切割区域5%；
3B沿着切割的交叉点的边缘有小部分的材料脱落，脱落的面积在整个区域5～15%范围内。
2B沿着切割的边缘或是在切割的区域内有部份的材料脱落，脱落的面积在整个切割区域15～35范围内。
1B沿着切割的边缘有大片材料脱落或者全部区域的材料脱落，脱落的面积在整个切割35～65%范围内；
0B脱落的面积大于整个切割区域＞65%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种镀锌层的金黄色钝化剂，其特征在于，包括各自独立保存的A剂和B剂；所述A剂各组分及含量如下：铬酸酐50～300g/L，成膜促进剂100～500g/L，黄色膜促进剂20～100g/L，其余为水；所述B剂各组分及含量如下：封孔封闭剂20～200g/L，膜层快干剂100～400g/L，橙红50～200g/L，其余为水。
2.根据权利要求1所述的一种镀锌层的金黄色钝化剂，其特征在于，所述成膜促进剂为碘盐。
3.根据权利要求1所述的一种镀锌层的金黄色钝化剂，其特征在于，所述黄色膜促进剂为氯化铵。
4.根据权利要求1所述的一种镀锌层的金黄色钝化剂，其特征在于，所述封孔封闭剂由10～100g/L的聚乙烯醇和10～100g/L的硅酸锂组成。
5.根据权利要求1所述的一种镀锌层的金黄色钝化剂，其特征在于，所述膜层快干剂为无水乙醇。
6.一种权利要求1～5任一项所述的镀锌层的金黄色钝化剂的制备方法，其特征在于，所述A剂的制备方法包括以下步骤：将适量的水加入搪瓷罐中，开启搅拌器，加入铬酸酐，待铬酸酐完全溶解后，再加入成膜促进剂，待成膜促进剂完全溶解后，再加入黄色膜促进剂，再加水补充至全量，即得所述A剂；所述B剂的制备方法包括以下步骤：先加入膜层快干剂，再加入等量的水于搪瓷罐中，加热至90℃，开启搅拌器，在不断的搅拌下缓慢地加入封孔封闭剂，待封孔封闭剂完全溶解后，溶液冷却至室温时再加入橙红，再加水补充至全量，即得所述B剂。
7.一种镀锌层钝化处理方法，该方法包括将镀锌层与钝化剂接触，其特征在于：所述钝化剂为权利要求1～5任一项所述的镀锌层的金黄色钝化剂。
8.根据权利要求7所述的一种镀锌层钝化处理方法，其特征在于：所述镀锌层先与1～2%的A剂接触，再与1～2%的B剂接触。
9.根据权利要求8所述的一种镀锌层钝化处理方法，其特征在于：所述镀锌层与所述A剂接触前还还包括水洗和用1%硝酸水溶液出光的步骤。
10.根据权利要求8所述的一种镀锌层钝化处理方法，其特征在于：所述镀锌层与1～2%的B剂接触的温度为45～55℃，钝化时间为50～70秒。
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