專利名稱：一種鋅合金發黑液的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬表面處理領域，具體的，本發明涉及一種鋅合金發黑液、其制備方法及其使用方法。
背景技術：
鋅及鋅合金廣泛應用于輪船、家私、燈具、汽車等領域，為了美化鋅合金器件的產品外觀及滿足某些特殊器件表面吸光性的要求，需要將鋅合金表面處理成黑色。目前傳統的工業生產中，鋅及鋅合金表面發黑所使用的配方中，絕大部分都含有三價鉻、六價鉻、硒鹽、稀有金屬鹽或氰化物等有毒成分，嚴重威脅操作者的健康，對環境造成嚴重污染。CN 101283117A提供與酸性、中性、堿性的鍍鋅浴種類以及有無鎳共析無關、用于形成黑色、光澤外觀及耐腐蝕性均勻穩定的黑色3價鉻化學轉化膜的處理溶液，以及形成黑色3價鉻化學轉化膜的方法。該發明提供用于在鋅或鋅合金上形成黑色不含6價鉻的化學轉化膜的處理溶液，其含有3價鉻離子；能夠與3價鉻形成水溶性絡合物的螯合劑；選自鈷離子、鎳離子和鐵離子中的1種以上金屬離子；以及作為氫離子濃度緩沖劑的甲酸或其鹽。CN 102149848 A提供對具有鋅或鋅合金表面的金屬部件表面，賦于良好的黑度和防銹性能的無鉻表面處理方法以及可以在該處理方法中使用的化學轉換處理用水溶液。該水溶液不含3價和6價鉻離子，在1升該水溶液中，含有5 20g的磷酸根離子，0. 1 3g 的2價鐵離子，1 IOg的2價錳離子，1 3g的硝酸根離子，pH是1 3。將金屬部件浸漬在該水溶液中，形成!^e3O4的黑色涂膜，接著形成鈰氧化物的化學轉換涂膜，接著形成硅質涂膜。為達到國家污水排放標準，表面處理企業必須增加投入到排放污水的處理，大大增加了生產成本；大部分配方在發黑過程中，會產生掛灰或沉渣，增加了清洗及發黑液的處
理難度。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種鋅合金發黑液。所述鋅合金發黑液適用于鋅合金的防護裝飾加工，配方中不含有毒的硒鹽和稀有金屬鹽，達到環保的目的，加工工件外觀和傳統工藝一致，而且工作液成本低，大大降低加工成本。所述鋅合金發黑液，其組成按質量百分比包括酸0.1-15%
酸鹽0.01-5%
雙氧水0.1-10%
雙氧水穩定劑 0.01-2% 硫酸銅0.1-10%
余量為水。所述雙氧水可使獲得的黑色膜層更牢固地結合，不易脫落。優選地，所述酸可以為有機酸或/和無機酸，進一步優選所述酸為鹽酸、硫酸、草酸、醋酸、碳酸、檸檬酸、磷酸、硝酸中的1種或至少2種的組合，所述組合典型但非窮盡的實例有鹽酸、草酸的組合，硫酸、草酸、醋酸的組合，醋酸、碳酸、檸檬酸、磷酸的組合，碳酸、硝酸的組合等，特別優選為鹽酸或/和檸檬酸。作為優選方案，所述鋅合金發黑液，其組成按質量百分比包括
鹽酸0.05 5%檸檬酸0.05 10%酸鹽0.01 5%雙氧水0.1 10%雙氧水穩定劑0.01-2%疏酸銅0.1-10%余量為水。進一步優選，所述鋅合金發黑液，其組成按質量百分比包括鹽酸0.05-1%檸檬酸0.1-5%酸鹽0.05-1%雙氧水0.5-8%雙氧水穩定劑0.05-0.8%石充酸銅0.5 8%余量為水。特別優選，所述鋅合金發黑液，其組成按質量百分比包括
鹽酸0.1-0.5酸鹽0.1-0.5%檸檬酸1-3%雙氧水1-5%雙氧水穩定劑0.1-0.3%疏酸銅1-5%余量為水。優選地，所述酸鹽為硫酸氫鹽或/和亞硫酸氫鹽，進一步優選為硫酸氫鹽，特別優選為硫酸氫鈉。優選地，所述雙氧水穩定劑為硅酸鈉、乙二胺四醋酸鈉鹽(EDTA)、錫酸鈉、焦磷酸鈉、8-羥基喹啉、有機亞磷酸酯、常州漢斯化學品有限公司生產的高效雙氧水穩定劑Hansi OS中的1種或至少2種的組合，所述組合典型但非窮盡的實例有硅酸鈉、乙二胺四醋酸鈉鹽(EDTA)的組合，錫酸鈉、焦磷酸鈉、8-羥基喹啉的組合，有機亞磷酸酯、常州漢斯化學品有限公司生產的高效雙氧水穩定劑Hansi OS的組合等，進一步優選為硅酸鈉或/和常州漢斯化學品有限公司生產的高效雙氧水穩定劑Hansi 0S，特別優選為常州漢斯化學品有限公司生產的高效雙氧水穩定劑Hansi OS。 本發明所述鋅合金發黑液既可以單獨使用，也可以與其它組份配合使用。所屬技術領域的技術人員根據其掌握的專業技術知識，可以在本發明所述鋅合金發黑液中添加其他成分，例如緩蝕劑等。本發明的目的之一還在于提供一種所述鋅合金發黑液的制備方法。所述鋅合金發黑液的制備方法為將配方量50% 90%的水，及配方量的酸、酸鹽、雙氧水、雙氧水穩定劑、硫酸銅依次混合，最后加入配方量余量的水，攪拌5分鐘以上， 即得鋅合金發黑液。優選地，所述鋅合金發黑液的制備方法為將配方量50% 90%的水，及配方量的鹽酸、酸鹽、檸檬酸、雙氧水、雙氧水穩定劑、硫酸銅依次混合，最后加入配方量余量的水， 攪拌5分鐘以上，即得鋅合金發黑液。優選地，所述水分兩次加入，第一次加入的水量為配方量的60% 80%，S卩，若最終制得的所述鋅合金發黑液中含有70g水，則制備時，第一次加入70gX60% 70gX80%， 即42 56g水，進一步優選，第一次加入的水量為配方量的65% 75%，特別優選第一次加入的水量為配方量的70%。優選地，所述攪拌時間為10分鐘以上，例如11分鐘、12分鐘、15分鐘、30分鐘、2 小時、12小時等，特別優選為攪拌10分鐘。優選地，所述攪拌采用液體攪拌機。本發明的目的之一還在于提供一種所述鋅合金發黑液的使用方法。所述鋅合金發黑液的使用方法包括以下工藝流程鋅合金一除油一水洗一活化一水洗一發黑一水洗一封閉一水洗一烘干。優選地，所述活化采用常規活化酸鹽，可通過市售或由所屬領域技術人員根據其掌握的專業知識/新技術制備得到；所述活化酸鹽用量為10 200g/L，優選為30 150g/ L，特別優選為50 100g/L。所述活化酸鹽稀釋優選采用水稀釋。優選地，所述鋅合金發黑液用量為10 100mL/L，即將發黑液稀釋使用，所述用量為稀釋后濃度，所述鋅合金發黑液使用濃度是將鋅合金發黑液稀釋后的值，例如IOmL鋅合金發黑液中加入990mL水，則鋅合金發黑液的濃度為10mL/L，進一步優選為20 70mL/L， 特別優選為25-50ml/L。優選地，所述鋅合金發黑液的稀釋采用溶劑為水或/和與水互溶的液體，例如醇類，特別優選為水。優選地，所述鋅合金發黑液使用溫度為15 60°C，進一步優選為20 50°C，特別優選為20 40°C。優選地，所述發黑處理時間為0. 1 8分鐘，進一步優選為0. 3 5分鐘，特別優選為0. 5 3分鐘。優選地，所述封閉用常規封閉液，可通過市售或由所屬領域技術人員根據其掌握的專業知識/新技術制備得到；所述封閉液為原液使用，即不需要濃縮或稀釋；所述封閉時間優選為0. 1 5分鐘，進一步優選為0. 3 2分鐘，特別優選為0. 5 1分鐘。優選地，所述烘干溫度不超過100°C，進一步優選不超過90°C，特別優選不超過 80 "C。優選地，所述發黑液適用于鋅合金直接染黑，無需電鍍鋅加工。本發明的有益效果如下(1)鋅合金無需鍍鋅可達到鍍鋅件同樣膜層烏黑的效果；(2)所述發黑液無毒、無污染，廢水易處理；(3)使用操作簡單。
具體實施例方式為便于理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。實施例1將47. 9g水、0. 05g硫酸、0. Olg硫酸氫鈉、IOg草酸、0. Ig雙氧水、0. Olg硅酸鈉、 IOg硫酸銅依次加入到液體攪拌機混合，然后加入31. 9g水攪拌5分鐘，制得鋅合金發黑液。將待處理鋅合金除油，水洗，采用廣州市達志化工科技有限公司生產的DC-A型活化酸鹽10g/L的水溶液活化，水洗，將發黑液用水稀釋為10mL/L的溶液，在15°C下發黑處理 8分鐘，然后水洗，采用深圳市嘉美德表面技術有限公司生產的封閉液封閉處理0. 1分鐘， 水洗，在80°C烘干，制得外形美觀的黑色鋅合金。實施例2將41. 42g水、5g鹽酸、0. Olg亞硫酸氫鈉、0. 05g檸檬酸、IOg雙氧水、2g常州漢斯化學品有限公司生產的高效雙氧水穩定劑Hansi 0S、0. Ig硫酸銅依次加入到液體攪拌機混合，然后加入41. 42g水攪拌10分鐘，制得鋅合金發黑液。將待處理鋅合金除油，水洗，采用廣州科創表面技術有限公司生產的KQ-13型活化酸鹽200g/L的水溶液活化，水洗，將發黑液用水稀釋為100mL/L的溶液，在60°C下發黑處理0. 1分鐘，然后水洗，采用深圳市長先科技實業有限公司生產的CX800封閉液封閉處理5 分鐘，水洗，在100°C烘干，制得外形美觀的黑色鋅合金。實施例3將76. 2g水、Ig鹽酸、0. 05g亞硫酸氫鉀、5g檸檬酸、8g雙氧水、0. 8g常州漢斯化學品有限公司生產的高效雙氧水穩定劑Hansi 0S、0. 5g硫酸銅依次加入到液體攪拌機混合， 然后加入8. 45g水攪拌11分鐘，制得鋅合金發黑液。將待處理鋅合金除油，水洗，采用廣州科創表面技術有限公司生產的KQ-13型活化酸鹽50g/L的水溶液活化，水洗，將發黑液用乙醇稀釋為50mL/L的溶液，在30°C下發黑處理5分鐘，然后水洗，采用深圳市長先科技實業有限公司生產的CX800封閉液封閉處理1分鐘，水洗，在90°C烘干，制得外形美觀的黑色鋅合金。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進， 對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.一種鋅合金發黑液，其組成按質量百分比包括酸0.1-15%酸鹽0.01-5%雙氧水0.1-10%雙氧水穩定劑 0.01-2% 硫酸銅0.1-10%余量為水。
2.如權利要求1所述的鋅合金發黑液，其特征在于，所述酸可以為有機酸或/和無機酸，進一步優選所述酸為鹽酸、硫酸、草酸、醋酸、碳酸、檸檬酸、磷酸、硝酸中的ι種或至少2 種的組合，特別優選為鹽酸或/和檸檬酸；
3.如權利要求1或2所述的鋅合金發黑液，其特征在于，所述鋅合金發黑液，其組成按質量百分比包括鹽酸0.05 5%檸檬酸0.05-10%酸鹽0.01-5%雙氧水0.1 10%雙氧水穩定劑0.01-2%疏酸銅0.1 10%余量為水。
4.如權利要求1-3任一項所述的鋅合金發黑液，其特征在于，所述鋅合金發黑液，其組成按質量百分比包括鹽酸0.05 1%檸檬酸0.1-5%酸鹽0.05 1%雙氧水0.5-8%雙氧水穩定劑0.05 0.8%石充酸銅0.5~8% 余量為水。
5.如權利要求1-4任一項所述的鋅合金發黑液，其特征在于，所述鋅合金發黑液，其組成按質量百分比包括鹽酸0.1-0.5酸鹽0.1-0.5%檸檬酸1-3%雙氧水1-5%雙氧水穩定劑0.1-0.3%疏酸銅1-5%余量為水。
6.如權利要求1-5任一項所述的鋅合金發黑液，其特征在于，所述雙氧水穩定劑為硅酸鈉、乙二胺四醋酸鈉鹽(EDTA)、錫酸鈉、焦磷酸鈉、8-羥基喹啉、有機亞磷酸酯、常州漢斯化學品有限公司生產的高效雙氧水穩定劑Hansi OS中的1種或至少2種的組合，進一步優選為硅酸鈉或/和常州漢斯化學品有限公司生產的高效雙氧水穩定劑Hansi 0S，特別優選為常州漢斯化學品有限公司生產的高效雙氧水穩定劑Hansi OS ；優選地，所述酸鹽為硫酸氫鹽或/和亞硫酸氫鹽，進一步優選為硫酸氫鹽，特別優選為硫酸氫鈉。
7.—種如權利要求1-6任一項所述的鋅合金發黑液的制備方法，其特征在于，所述方法為將配方量50% 90%的水，及配方量的酸、酸鹽、雙氧水、雙氧水穩定劑、硫酸銅依次混合，最后加入配方量余量的水，攪拌5分鐘以上，即得鋅合金發黑液。。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述鋅合金發黑液的制備方法優選為將配方量50% 90%的水，及配方量的鹽酸、酸鹽、檸檬酸、雙氧水、雙氧水穩定劑、硫酸銅依次混合，最后加入配方量余量的水，攪拌5分鐘以上，即得鋅合金發黑液；優選地，所述水分兩次加入，第一次加入的水量為配方量的60% 80%，進一步優選， 第一次加入的水量為配方量的65% 75%，特別優選第一次加入的水量為配方量的70% ；優選地，所述攪拌時間為10分鐘以上，特別優選為攪拌10分鐘；優選地，所述攪拌采用液體攪拌機。
9.一種如權利要求1-6任一項所述的鋅合金發黑液的使用方法，其特征在于，所述鋅合金發黑液的使用方法包括以下工藝流程鋅合金一除油一水洗一活化一水洗一發黑一水洗一封閉一水洗一烘干。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述活化采用常規活化酸鹽，所述活化酸鹽用量為10 200g/L，優選為30 150g/L，特別優選為50 100g/L ； 優選地，所述活化酸鹽稀釋采用水稀釋。優選地，所述發黑液用量為10 100mL/L，即將發黑液稀釋使用，所述用量為稀釋后濃度，進一步優選為20 70mL/L，特別優選為25_50ml/L ；優選地，所述發黑液的稀釋采用溶劑為水或/和與水互溶的液體，例如醇類，特別優選為水；優選地，所述發黑液使用溫度為15 60°C，進一步優選為20 50°C，特別優選為20 40 0C ；優選地，所述發黑處理時間為0. 1 8分鐘，進一步優選為0. 3 5分鐘，特別優選為 0. 5 3分鐘；優選地，所述封閉用常規封閉液，所述封閉液為原液使用，所述封閉時間優選為0. 1 5分鐘，進一步優選為0. 3 2分鐘，特別優選為0. 5 1分鐘；優選地，所述烘干溫度不超過100°c，進一步優選不超過90°C，特別優選不超過80°C ； 優選地，所述發黑液適用于鋅合金直接染黑，無需電鍍鋅加工。
全文摘要
本發明涉及一種鋅合金發黑液，其組成按質量百分比包括酸0.1-15％，酸鹽0.01-5％，雙氧水0.1-10％，雙氧水穩定劑0.01-2％，硫酸銅0.1-10％，余量為水。其制備方法為將配方量60％～80％的水，及配方量的酸、酸鹽、雙氧水、雙氧水穩定劑、硫酸銅依次混合，最后加入配方量余量的水，攪拌5分鐘以上，即得鋅合金發黑液。所述鋅合金發黑液的使用方法包括以下工藝流程鋅合金→除油→水洗→活化→水洗→發黑→水洗→封閉→水洗→烘干。通過本發明，鋅合金無需鍍鋅可達到鍍鋅件同樣膜層烏黑的效果；所述發黑液無毒、無污染，廢水易處理；使用操作簡單。
文檔編號C23C22/53GK102392240SQ20111036715
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者戴華玉, 李洪, 梁尹琦, 梁紀元, 胡常蘭, 雷鑫 申請人:東莞市東輝貿易有限公司