CN103866307A - 环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂及其制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂，由氯化铬、氟化物、硫酸盐、硝酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和水组成；每升环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂中含有5～30g氯化铬，6～10g氟化物，3～6g硫酸盐，5～10ml质量浓度为98%的硝酸，0.01～0.1g脂肪醇聚氧乙烯醚，其余为水和杂质。本发明的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂组分简单、用料少、成本低，一剂兼得，能够节省生产成本，简化加工工序，提高工作效率；所形成的钝化膜中无含六价铬的有害物，从钝化剂的生产工艺中消除了有害的六价铬的污染；所产生的废水不含六价铬，三价铬的含量小，废水处理工艺简单、环保低碳，完全消除了有毒六价铬严重污染环境的历史。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保型钝化剂，尤其涉及一种环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂及其制备和使用方法。
背景技术
钝化剂是一种化学药剂，能够在一定条件下对工件（尤其是金属工件）进行钝化，在工件表面形成一层钝化膜，这层钝化膜能够增强工件的防腐能力。现有的钝化剂具有如下不足：所形成的钝化膜中含有有毒的六价铬；不能使用一种钝化剂形成两种颜色的钝化膜。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有的钝化剂生成的钝化膜含有有毒的六价铬，不能使用一种钝化剂形成两种颜色的钝化膜。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂，由氯化铬、氟化物、硫酸盐、硝酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和水组成；每升环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂中含有5～30g氯化铬，6～10g氟化物，3～6g硫酸盐，5～10ml质量浓度为98%的硝酸，0.01～0.1g脂肪醇聚氧乙烯醚，其余为水和杂质。
优选地，所述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂的pH值为1.8～2.3。
优选地，所述的硫酸盐为硫酸钴、硫酸镍和/或硫酸镁。
优选地，所述的氟化物为氟化钠和/或氟化铵。
本发明还提供了上述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂的制备方法，包括按顺序执行如下步骤：
步骤1：将氯化铬、氟化物、硫酸盐和水在非金属容器中混合搅拌；
步骤2：向通过步骤1获得的水溶液中加入硝酸和脂肪醇聚氧乙烯醚并进行搅拌；
步骤3：向通过步骤2获得的水溶液中加水即得产物；
其中，通过步骤1至步骤3使每升环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂中含有5～30g氯化铬，6～10g氟化物，3～6g硫酸盐，5～10ml质量浓度为98%的硝酸，0.01～0.1g脂肪醇聚氧乙烯醚，并且将产物pH值调整为1.8～2.3。
本发明还提供了一种上述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂的使用方法，包括对待钝化工件进行钝化的步骤和对钝化后的工件进行烘干的步骤。
优选地，进行钝化的时间为3秒至20秒。
优选地，进行钝化的时间为30秒至50秒。
优选地，进行钝化的温度为5～50℃，进行烘干的温度为50～80℃。
本发明的有益效果如下：
1.本发明提供的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂组分简单、用料少、成本低；能够通过对进行钝化的时间的控制来达到需要的颜色（蓝白色或淡彩色），一剂兼得；由于组分简单，所以能够节省生产成本，简化加工工序，提高工作效率；
2.通过使用该环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂获得的钝化膜中无含六价铬的有害物，从钝化剂的生产工艺中消除了有害的六价铬的污染；
3.该环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂的生产工艺所产生的废水不含六价铬，三价铬的含量小，废水处理工艺简单，与现有钝化剂的生产工艺相比，具有操作简单、环保低碳（低能耗）的特点，完全消除了有毒六价铬严重污染环境的历史。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在下述实施例中，进行钝化是指将工件浸入钝化剂中的操作，进行钝化的时间是工件在钝化剂中滞留的时间，进行烘干的温度是指将钝化后的工件在高温下烘干时的温度。
实施例1
本实施例提供了一种环保型钝化剂，该环保型钝化剂由氯化铬、氟化钠、硫酸钴、硝酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和水组成；每升环保型钝化剂中含有5g氯化铬，8g氟化钠，4g硫酸钴，10ml质量浓度为98%的硝酸，0.07g脂肪醇聚氧乙烯醚，其余为水和杂质，该环保型钝化剂的pH值为2.3。
上述环保型钝化剂的制备方法包括按顺序执行如下步骤：
步骤1：将5g氯化铬、8g氟化钠、4g硫酸钴和水在非金属容器中混合搅拌至固体充分溶解，本步骤中氯化铬、氟化钠和硫酸钴的混合物与所加入的水体积比为1:1.5；
步骤2：向通过步骤1获得的水溶液中加入4ml质量浓度为98%的硝酸和0.07g脂肪醇聚氧乙烯醚并进行搅拌，使混合物混合均匀；
步骤3：向通过步骤2获得的水溶液中加水，使产物的体积为1升即可；
其中，通过步骤1至步骤3将产物pH值控制为2.3。
上述环保型钝化剂的使用方法包括对待钝化工件进行钝化的步骤和对钝化后的工件进行烘干的步骤。
其中，进行钝化的时间为20秒，进行钝化的温度为45℃，进行烘干的温度为50℃，经钝化的工件呈蓝白色。
实施例2
本实施例提供了一种环保型钝化剂，该环保型钝化剂由氯化铬、氟化铵、硫酸钴、硝酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和水组成；每升环保型钝化剂中含有30g氯化铬，9g氟化铵，5g硫酸钴，5ml质量浓度为98%的硝酸，0.09g脂肪醇聚氧乙烯醚，其余为水和杂质，该环保型钝化剂的pH值为1.8。
上述环保型钝化剂的制备方法包括按顺序执行如下步骤：
步骤1：将30g氯化铬、9g氟化铵、5g硫酸钴和水在非金属容器中混合搅拌至固体充分溶解，本步骤中氯化铬、氟化铵和硫酸钴的混合物与所加入的水体积比为1:1.6；
步骤2：向通过步骤1获得的水溶液中加入5ml质量浓度为98%的硝酸和0.09g脂肪醇聚氧乙烯醚并进行搅拌，使混合物混合均匀；
步骤3：向通过步骤2获得的水溶液中加水，使产物的体积为1升即可；
其中，通过步骤1至步骤3将产物pH值控制为1.8。
上述环保型钝化剂的使用方法包括对待钝化工件进行钝化的步骤和对钝化后的工件进行烘干的步骤。
其中，进行钝化的时间为3秒，进行钝化的温度为50℃，进行烘干的温度为80℃，经钝化的工件呈蓝白色。
实施例3
本实施例提供了一种环保型钝化剂，该环保型钝化剂由氯化铬、氟化钠、硫酸镍、硝酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和水组成；每升环保型钝化剂中含有10g氯化铬，6g氟化钠，3g硫酸镍，7ml质量浓度为98%的硝酸，0.01g脂肪醇聚氧乙烯醚，其余为水和杂质，该环保型钝化剂的pH值为2.1。
上述环保型钝化剂的制备方法包括按顺序执行如下步骤：
步骤1：将10g氯化铬、6g氟化钠、3g硫酸镍和水在非金属容器中混合搅拌至固体充分溶解，本步骤中氯化铬、氟化钠和硫酸镍的混合物与所加入的水体积比为1:1.8；
步骤2：向通过步骤1获得的水溶液中加入7ml质量浓度为98%的硝酸和0.01g脂肪醇聚氧乙烯醚并进行搅拌，使混合物混合均匀；
步骤3：向通过步骤2获得的水溶液中加水，使产物的体积为1升即可；
其中，通过步骤1至步骤3将产物pH值控制为2.1。
上述环保型钝化剂的使用方法包括对待钝化工件进行钝化的步骤和对钝化后的工件进行烘干的步骤。
其中，进行钝化的时间为10秒，进行钝化的温度为25℃，进行烘干的温度为75℃，经钝化的工件呈蓝白色。
实施例4
本实施例提供了一种环保型钝化剂，该环保型钝化剂由氯化铬、氟化铵、硫酸镍、硝酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和水组成；每升环保型钝化剂中含有28g氯化铬，8g氟化铵，6g硫酸镍，9ml质量浓度为98%的硝酸，0.1g脂肪醇聚氧乙烯醚，其余为水和杂质，该环保型钝化剂的pH值为2.2。
上述环保型钝化剂的制备方法包括按顺序执行如下步骤：
步骤1：将28g氯化铬、8g氟化铵、6g硫酸镍和水在非金属容器中混合搅拌至固体充分溶解，本步骤中氯化铬、氟化铵和硫酸镍的混合物与所加入的水体积比为1:2；
步骤2：向通过步骤1获得的水溶液中加入9ml质量浓度为98%的硝酸和0.1g脂肪醇聚氧乙烯醚并进行搅拌，使混合物混合均匀；
步骤3：向通过步骤2获得的水溶液中加水，使产物的体积为1升即可；
其中，通过步骤1至步骤3将产物pH值控制为2.2。
上述环保型钝化剂的使用方法包括对待钝化工件进行钝化的步骤和对钝化后的工件进行烘干的步骤。
其中，进行钝化的时间为50秒，进行钝化的温度为5℃，进行烘干的温度为60℃，经钝化的工件呈淡彩色。
实施例5
本实施例提供了一种环保型钝化剂，该环保型钝化剂由氯化铬、氟化钠、硫酸镁、硝酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和水组成；每升环保型钝化剂中含有18g氯化铬，7g氟化钠，4g硫酸镁，6ml质量浓度为98%的硝酸，0.03g脂肪醇聚氧乙烯醚，其余为水和杂质，该环保型钝化剂的pH值为1.9。
上述环保型钝化剂的制备方法包括按顺序执行如下步骤：
步骤1：将18g氯化铬、7g氟化钠、4g硫酸镁和水在非金属容器中混合搅拌至固体充分溶解，本步骤中氯化铬、氟化钠和硫酸镁的混合物与所加入的水体积比为1:2.2；
步骤2：向通过步骤1获得的水溶液中加入6ml质量浓度为98%的硝酸和0.03g脂肪醇聚氧乙烯醚并进行搅拌，使混合物混合均匀；
步骤3：向通过步骤2获得的水溶液中加水，使产物的体积为1升即可；
其中，通过步骤1至步骤3将产物pH值控制为1.9。
上述环保型钝化剂的使用方法包括对待钝化工件进行钝化的步骤和对钝化后的工件进行烘干的步骤。
其中，进行钝化的时间为30秒，进行钝化的温度为40℃，进行烘干的温度为65℃，经钝化的工件呈淡彩色。
实施例6
本实施例提供了一种环保型钝化剂，该环保型钝化剂由氯化铬、氟化铵、硫酸镁、硝酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和水组成；每升环保型钝化剂中含有22g氯化铬，10g氟化铵，5g硫酸镁，8ml质量浓度为98%的硝酸，0.05g脂肪醇聚氧乙烯醚，其余为水和杂质，该环保型钝化剂的pH值为2.1。
上述环保型钝化剂的制备方法包括按顺序执行如下步骤：
步骤1：将22g氯化铬、10g氟化铵、5g硫酸镁和水在非金属容器中混合搅拌至固体充分溶解，本步骤中氯化铬、氟化铵和硫酸镁的混合物与所加入的水体积比为1:2.5；
步骤2：向通过步骤1获得的水溶液中加入8ml质量浓度为98%的硝酸和0.05g脂肪醇聚氧乙烯醚并进行搅拌，使混合物混合均匀；
步骤3：向通过步骤2获得的水溶液中加水，使产物的体积为1升即可；
其中，通过步骤1至步骤3将产物pH值控制为2.1。
上述环保型钝化剂的使用方法包括对待钝化工件进行钝化的步骤和对钝化后的工件进行烘干的步骤。
其中，进行钝化的时间为45秒，进行钝化的温度为15℃，进行烘干的温度为55℃，经钝化的工件呈淡彩色。
特性检测
在上述实施例的环保型钝化剂中，氯化铬用于生成锌铬氧化物，是主要的成膜剂；氟化物是络合配位剂，起到增色、稳定的作用；硫酸盐是成膜促进剂，起催化作用；硝酸是氧化剂，还起到增亮和保障pH值的作用；脂肪醇聚氧乙烯醚是均染剂，用于使膜层均匀。制备时所用到的水可选用自来水，优选地选用无离子水。
从实施例1至实施例6的环保型钝化剂中各取出一份作为样品，依次为环保型钝化剂1至环保型钝化剂6。对环保型钝化剂1至环保型钝化剂6进行SGS（SociétéGénérale de Surveillance，通用公证行）检测，检测结果显示：环保型钝化剂1至环保型钝化剂6均未含有有毒的六价铬。由此可见，环保型钝化剂1至环保型钝化剂6符合，甚至超出了欧盟RoHS（Restriction of HazardousSubstances）环保标准。
取现有的含六价铬的钝化剂2份，记为钝化剂7和钝化剂8。使用环保型钝化剂1至环保型钝化剂6、钝化剂7和钝化剂8分别对同种金属工件进行钝化、烘干操作，分别得到样品1至样品8。对样品1至样品8进行盐水浸渍试验（GB9794）以比较它们的钝化膜耐腐蚀性，实验结果见表1。
表1
从表1可以看出，上述环保型钝化剂形成的钝化膜耐腐蚀性同现有钝化剂形成的钝化膜的耐腐蚀性相当。
因此本发明具有如下的有益效果：
1.本发明提供的环保型钝化剂组分简单、用料少、成本低；能够通过对进行钝化的时间的控制来达到需要的颜色（蓝白色或淡彩色），一剂兼得；由于组分简单，所以能够节省生产成本，简化加工工序，节省设备，提高工作效率；
2.通过使用本环保型钝化剂获得的钝化膜中无含六价铬的有害物，从钝化剂的生产工艺中完全消除了有害的六价铬的污染；
3.本环保型钝化剂保质期长；本环保型钝化剂的生产工艺所产生的废水不含六价铬，三价铬的含量小，废水处理工艺简单，与现有钝化剂的生产工艺相比，具有操作简单、环保低碳（低能耗）的特点，完全消除了有毒六价铬严重污染环境的历史，即使不对含三价铬废水进行处理也可达到国家排放标准。
对于含三价铬废水的处理，在将废水的pH值调整至6-8时，可产生Cr(OH)3沉淀，经过滤后即可消除有毒的三价铬离子。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂，其特征在于：由氯化铬、氟化物、硫酸盐、硝酸、脂肪醇聚氧乙烯醚和水组成；每升环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂中含有5～30g氯化铬，6～10g氟化物，3～6g硫酸盐，5～10ml质量浓度为98%的硝酸，0.01～0.1g脂肪醇聚氧乙烯醚，其余为水和杂质。
2.根据权利要求1所述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂，其特征在于：该环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂的pH值为1.8～2.3。
3.根据权利要求1或2所述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂，其特征在于：所述的硫酸盐为硫酸钴、硫酸镍和/或硫酸镁。
4.根据权利要求1或2所述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂，其特征在于：所述的氟化物为氟化钠和/或氟化铵。
5.根据权利要求3所述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂，其特征在于：所述的氟化物为氟化钠和/或氟化铵。
6.一种如权利要求1至5中任一项所述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂的制备方法，其特征在于：按顺序执行如下步骤：
步骤1：将氯化铬、氟化物、硫酸盐和水在非金属容器中混合搅拌；
步骤2：向通过步骤1获得的水溶液中加入硝酸和脂肪醇聚氧乙烯醚并进行搅拌；
步骤3：向通过步骤2获得的水溶液中加水即得产物；
其中，通过步骤1至步骤3使每升环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂中含有5～30g氯化铬，6～10g氟化物，3～6g硫酸盐，5～10ml质量浓度为98%的硝酸，0.01～0.1g脂肪醇聚氧乙烯醚，并且将产物pH值调整为1.8～2.3。
7.一种如权利要求1至5中任一项所述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂的使用方法，其特征在于：包括对待钝化工件进行钝化的步骤和对钝化后的工件进行烘干的步骤。
8.根据权利要求7所述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂的使用方法，其特征在于：进行钝化的时间为3秒至20秒。
9.根据权利要求7所述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂的使用方法，其特征在于：进行钝化的时间为30秒至50秒。
10.根据权利要求8或9所述的环保型一剂双色镀锌三价铬钝化剂的使用方法，其特征在于：进行钝化的温度为5～50℃，进行烘干的温度为50～80℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20170524 |