專利名稱：用于鋼板表面快速成膜具有高耐蝕性的三價鉻鈍化劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種輥涂式鋼板表面處理時所用的三價鉻鈍化劑，特別是一種用于鋼廠鋼板生產線連續不間斷的板材鈍化時所選用的鋼板表面快速成膜具有高耐蝕性的三價鉻鈍化劑。
背景技術：
隨著我國經濟實力增長，其汽車工業，家電行業及大型工業等對鋼板需求量不斷增加；對板材質量，環保要求也不斷增高。這就需要在處理板材時既要保證一定產量又要符合各國的環保要求。比如歐盟對六價鉻的限制已經對表面處理行業產生深遠的影響，它在2000年9月布魯塞爾簽署的法令，規定從2003年I月起禁止在車輛材料和部件中使用六價鉻。歐洲委員會出版的“End Of life vehicle〃法律草案，于2003年7月正式成為法律條文，其中一條要求有效的消除鎘、汞、鉛、六價鉻等重金屬，該法案將成為未來歐盟汽車回收業的立法框架。而現階段在處理鐵系樣件時所用的三價鉻鈍化劑主要為浸泡式處理，長時間處理樣件會使槽液中的鋅含量增加，導致槽液老化。而且有些工業的生產工藝也不適用于有滯留時間的浸泡式處理，比如鋼廠生產鋼卷的表面鈍化，就需要連續快速不間斷地在鋼板表面生成鈍化膜。在這種情況下就需要一種涂敷效果好，反應時間快且符合各國環保要求的鋼板鈍化藥劑用于現場。本發明的目的是通過提供一種三價鉻鹽，無機鹽，有機硅烷及有機酸和添加劑的合理配制所獲得的一種具有一定自修復能力的三價鉻鈍化藥劑，用該藥劑可以連續快速不間斷地處理板材，所形成的膜平整致密，具有優異的耐腐蝕性，并且通過添加一些原料組分，使得該鈍化膜具有模擬像六價鉻鈍化劑的自修復性能，大大提高了膜的鹽霧性能及再次修復能力，該膜涂裝性好，耐濕熱性，耐黃變性好，有較強的耐溶劑性等特性，該三價鉻鈍化劑產品穩定性好，沒有分層和結晶現象，無泡沫產生，現場操作方便，符合各國環保要求。本發明提供 的三價鉻鈍化藥劑，是由以下物質按重量百分比組成的:
三價鉻主鹽5 30%，
非主鹽類硝酸鹽5 20%，
磷酸鹽I 25%，
有機酸I 10%， 螯合劑I 10%，
次磷酸鹽I 5%，
有機硅烷I 5%，
表面活性劑I 5%，
水20 65% ；
其中，三價鉻鹽為硫酸鉻或硝酸鉻；非主鹽類硝酸鹽為硝酸鈉，硝酸鉀，硝酸鈷中的廣2種；磷酸鹽為磷酸鈉，磷酸鉀，磷酸氫二鈉，磷酸氫二鉀中的1-2種或從價格考慮選用磷酸；螯合劑為氟化銨、氟鈦酸、氟鋯酸中的Γ2種；次磷酸鹽為次磷酸鈉，次磷酸鉀中的廣2種；有機酸為乳酸，醋酸，草酸，硼酸，檸檬酸中的廣2種；有機硅烷選用市售2776有機硅烷；表面活性劑為潤濕劑104PA。上述三價鉻鈍化劑的制備方法是:
稱取純水的80-90%量在中速攪拌同時加入上述重量比例的磷酸鹽或磷酸、有機酸，繼續攪拌5min ;加入上述重量比例的有機硅烷，繼續攪拌5min ;加入上述重量比例的三價鉻主鹽、非主鹽類硝酸鹽、螯合劑和次磷酸鹽，繼續攪拌20min ;加入上述重量比例的表面活性劑和余量純水，攪拌均勻即成。本發明的優點是:該鈍化劑可以通過連續快速不間斷地輥涂處理使金屬表面鈍化，避免了有滯留時間的浸泡式處理(50s左右)且長時間會使槽液中的鋅含量增加，導致槽液老化等不利因素產生。尤其是處理像鋼廠這種板材處理線速較快的鈍化行業，通過輥涂快速成膜，在較短的處理時間內通過較低的烘烤溫度形成性能較好的鈍化膜具有非常重要的實際應用價值(輥涂+烘烤在IOs左右完成)。并且通過添加一些原料組分，使得該鈍化膜具有模擬像六價鉻鈍化劑的自愈性能，大大提高了膜的鹽霧性能及再次修復能力，該膜涂裝性好，耐濕熱性，耐黃變性好，有較強的耐溶劑性等特性，該三價鉻鈍化劑產品穩定性好，沒有分層和結晶現象，無泡沫產生，現場操作方便。
具體實施例方式原料由如下物質按重量百 分比組成:
實施例1:
硫酸鉻10%，
硝酸鈉7%，
硝酸鈷5%，
磷酸鈉8%，
次磷酸鈉2%，
乳酸2%，醋酸2%，
硼酸1%，
氟化銨3%，
有機硅烷27761%，
104PA1%，
水58% ；
其中硫酸鉻濃度為40%，乳酸濃度為88%，醋酸濃度為99.8%。制備方法是:稱取重量份為50%的純水，在中速攪拌同時加入重量份為8%的磷酸鈉，加入2%的乳酸，1%的硼酸以及2%的醋酸，繼續攪拌5min ;加入重量份為1%的有機硅烷2776，繼續攪拌5min ;加入重量份為7%的硝酸鈉以及5%的硝酸鈷；重量份為3%的氟化銨；重量份為2%的次磷酸鈉；重量份為10%的硫酸鉻,繼續攪拌20min ;加入重量份為1%的104PA，余量用純水補足，攪拌均勻即可。本發明實施例中所使用的有機硅烷為科幸新材料有限公司生產銷售的2776 ;表面活性劑為廣州聯固精細化學有限公司生產銷售的潤濕劑104PA。
實施例2:
原料由如下物質按重量百分比組成:
硝酸鉻10%，
硝酸鈉6%，
硝酸鈷5%，
磷酸鈉7%，
次磷酸鉀3%，
乳酸3%，
醋酸5%，
硼酸1%，
氟化銨5%，
有機硅烷27763%，
104PA2%,
水50% ；
其中乳酸濃度為88%，醋酸濃度為99.8%。制備方法是:稱取重量份為40%的純水在中速攪拌同時加入重量份為7%的磷酸鈉，加入3%的乳酸，1%的硼酸以及5%的醋酸，繼續攪拌5min ;加入重量份為3%的有機硅烷2776，繼續攪拌5min ;加入重量份為6%的硝酸鈉以及5%的硝酸鈷；重量份為5%的氟化銨；重量份為3%的次磷酸鉀；重量份為10%的硝酸鉻,繼續攪拌20min ;加入重量份為2%的104PA，余量用純水補足，攪拌均勻即可。實施例3:
原料由如下物質按重量百分比組成:
硝酸鉻20%，
硝酸鉀7%，
硝酸鈷3%，
磷酸鉀5%,
次磷酸鉀4%，
乳酸5%，
草酸3%，
硼酸1%，
氟鈦酸8%，
有機硅烷27762%，
104PA1%，
水41% ；
其中氟鈦酸濃度為50%，乳酸濃度為88%。制備方法是:稱取重量份為30%的純水在中速攪拌同時加入重量份為5%的磷酸鉀，加入5%的乳酸，1%的硼酸以及3%的草酸，繼續攪拌5min ;加入重量份為2%的有機硅烷2776，繼續攪拌5min ;加入重量份為7%的硝酸鉀以及3%的硝酸鈷；重量份為8%的氟鈦酸；重量份為4%的次磷酸鉀；重量份為20%的硝酸鉻，繼續攪拌20min ;加入重量份為1%的潤濕劑104PA，余量用純水補足，攪拌均勻即可。實施例4:
原料由如下物質按重量百分比組成:
硫酸鉻25%，
硝酸鉀7%，
硝酸鈷5%，
磷酸鉀7%，
次磷酸鈉5%，
乳酸5%，
朽1檬酸3%,
硼酸2%，
氟鋯酸10%，
有機硅烷27764%，
104PA2%,
水25% ；
其中硫酸鉻濃度為40%，氟鋯酸濃度為45%，乳酸濃度為88%。制備方法是:稱取重量份為20%的純水在中速攪拌同時加入重量份為7%的磷酸鉀，加入5%的乳酸，2%的硼酸以及3%的檸檬酸，繼續攪拌5min ;加入重量份為4%的有機硅烷2776，繼續攪拌5min ;加入重量份為7%的硝酸鉀以及5%的硝酸鈷；重量份為10%的氟鋯酸；重量份為5%的次磷酸鈉；重量份為25%的硫酸鉻，繼續攪拌20min ;加入重量份為2%的潤濕劑104PA，余量用純水補足，攪拌均勻即可。實施例5:
原料由如下物質按重量百分比組成:
硫酸鉻30%，
硝酸鈉7%，
硝酸鈷5%，
次磷酸鈉1%，
磷酸2%，
乳酸3%，
醋酸2%，
硼酸2%，
氟化銨10%，
有機硅烷27765%，
104PA2%,
水31% ；
其中硫酸鉻濃度為40%，磷酸濃度為75%，乳酸濃度為88%，醋酸濃度為99.8%。制備方法是:稱取重量份為20%的純水在中速攪拌同時加入重量份為2%的磷酸，加入3%的乳酸，2%的硼酸以及2%的醋酸，繼續攪拌5min ;加入重量份為5%的有機硅烷2776，繼續攪拌5min ;加入重量份為7%的硝酸鈉以及5%的硝酸鈷；重量份為10%的氟化銨；重量份為1%的次磷酸鈉；重量份為30%的硫酸鉻，繼續攪拌20min ;加入重量份為2%的潤濕劑104PA，余量用純水補足，攪拌均勻即可。實施例6:
原料由如下物質按重量百分比組成:
硝酸鉻25%，
硝酸鉀6%，
硝酸鈷5%，
次磷酸鉀3%，
磷酸2%，
乳酸3%，
草酸1%，
硼酸3%，
氟鈦酸8%，
有機硅烷27764%，
104PA1%，
水39% ；
其中磷酸濃度為75%，氟鈦酸濃度為50%，乳酸濃度為88%。制備方法是:稱取重量份為30%的純水在中速攪拌同時加入重量份為2%的磷酸，加入3%的乳酸，3%的硼酸以及1%的草酸，繼續攪拌5min ;加入重量份為4%的有機硅烷2776，繼續攪拌5min ;加入重量份為6%的硝酸鉀以及5%的硝酸鈷；重量份為8%的氟鈦酸；重量份為3%的次磷酸鉀；重量份為25%的硝酸鉻，繼續攪拌20min ;加入重量份為1%的潤濕劑104PA，余量用純水補足，攪拌均勻即可。實施例7:
原料由如下物質按重量百分比組成:
硝酸鉻25%，
硝酸鈉6%，
硝酸鈷5%，
次磷酸鉀5%，
磷酸氫二鈉15%，
乳酸3%，
檸檬酸1%，
硼酸2%，
氟化銨8%，
有機硅烷27765%，
104PA2%,
水23% ；
其中乳酸濃度為88%。制備方法是:稱取重量份為20%的純水在中速攪拌同時加入重量份為15%的磷酸氫二鈉，加入3%的 乳酸，2%的硼酸以及1%的檸檬酸，繼續攪拌5min ;加入重量份為5%的有機硅烷2776，繼續攪拌5min ;加入重量份為6%的硝酸鈉以及5%的硝酸鈷；重量份為8%的氟化銨；重量份為5%的次磷酸鉀；重量份為25%的硝酸鉻,繼續攪拌20min ;加入重量份為2%的潤濕劑104PA，余量用純水補足，攪拌均勻即可。實施例8:
原料由如下物質按重量百分比組成:
硫酸鉻20%，
硝酸鈉7%，
硝酸鈷5%，
次磷酸鈉3%，
磷酸氫二鉀12%，
乳酸5%，
醋酸3%，
硼酸1%，
氟化銨10%，
有機硅烷27761%， 104PA1%，
水32% ；
其中硫酸鉻濃度為40%，乳酸濃度為88%，醋酸濃度為99.8%。制備方法是:稱取重量份為30%的純水在中速攪拌同時加入重量份為12%的磷酸氫二鉀，加入5%的乳酸，1%的硼酸以及3%的醋酸，繼續攪拌5min ;加入重量份為1%的有機硅烷2776，繼續攪拌5min ;加入重量份為7%的硝酸鈉以及5%的硝酸鈷；重量份為10%的氟化銨；重量份為3%的次磷酸鈉；重量份為20%的硫酸鉻，繼續攪拌20min ;加入重量份為1%的潤濕劑104PA，余量用純水補足，攪拌均勻即可。本發明實施例所制得的用于鋼廠鋼板表面快速連續處理的輥涂鈍化劑，將鍍鋅板材經脫脂，水洗，烘干處理后，由本發明通過以上八個實施例配比用輥涂機進行鈍化實驗，其耐濕熱，耐黃變性」E均小于1.6 (行業標準耐濕熱」E ( 5，耐黃變」E ( 3);表面電阻導電性小于0.09m Ω (行業標準< 0.1 m Ω );耐沸水性好，耐溶劑性好，涂裝性優異，并且通過添加次磷酸鹽及硼酸的有效復配，大大提高了膜的鹽霧性能及再次修復能力，耐鹽霧性大大提高，可達480h以上。
權利要求
1.一種用于鋼板表面快速成膜具有高耐蝕性的三價鉻鈍化劑，其特征是由以下物質按重量百分比組成的:
全文摘要
主要用于鋼板脫脂后的連續鈍化工序，是一種不含六價鉻的鈍化藥劑，其特征是由以下物質按重量百分比組成三價鉻主鹽5－30%、非主鹽類硝酸鹽5－20%、磷酸鹽1－25%、次磷酸鹽1－5%、有機硅烷1－5%、螯合劑1－10%、有機酸1－10%、表面活性劑1－5%、水20－65%。本發明所提供的三價鉻鈍化劑是一種具有一定自修復能力的鈍化封閉一體的處理藥劑，可在鋼板表面連續快速不間斷地鈍化成膜，鈍化反應時間快，膜層平整致密，具有一定的自修復性能，耐鹽霧時間更長，槽液穩定，適用于浸漬，輥涂處理樣件，更優選用于鋼板不間斷地快速輥涂鈍化處理。
文檔編號C23C22/36GK103215580SQ201310094630
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月25日 優先權日2013年3月25日
發明者張超慧, 吳伏生, 謝贇, 楊維毅 申請人:沈陽帕卡瀨精有限總公司