【技术实现步骤摘要】
本申请涉及表面处理，特别涉及一种三价铬钝化液及其制备方法。
技术介绍
1、六价铬转化膜被广泛用于镀锌层的防腐保护中，但cr6+是致癌物，毒性较大，同时，由于环保政策的不断进步，也使得cr6+的应用受到了极大的制约。
技术实现思路
1、本申请提供一种三价铬钝化液及其制备方法，以解决现有的钝化膜毒性大，出蓝不均匀的问题。
2、第一方面，本申请提供了一种三价铬钝化液，包括三价铬盐、发蓝剂、分散剂、溶剂及辅助剂，其中：
3、所述发蓝剂包括钴盐和酸性蓝染料；
4、所述分散剂包括异构醇醚琥珀酸单酯磺酸钠和聚乙二醇20000。
5、传统六价铬的钝化膜是通过锌的溶解、铬酸根的还原以及三价铬凝胶的析出而形成，其转化膜的形成是一个动态的过程，因此，钝化膜有自我的修复能力，亦被称为自愈能力。在cr6+转化膜中，实际起到隔绝腐蚀作用的是cr6+被还原后生成的cr3+，cr3+直接与锌离子、氢氧根等反应，形成不溶性化合物沉淀在锌表面上，并且cr3+的毒性只有cr6+的1％，但与cr6+相比，cr3+钝化液要弥补cr6+的氧化性，同时要保证cr3+不被氧化成cr6+。另外，铬离子的相关反应是一级反应，在cr6+还原为cr3+的反应中，cr3+的生成是缓慢进行的，所以生成的钝化膜中cr(oh)3凝胶和其他不溶物分散比较均匀；而在cr3+钝化液中，cr3+以水合络离子形式存在，其反应动力学常数极小，反应缓慢，形成的转化膜稳定性差，无光泽；因此必须加入定量的络合剂，与
6、本申请中通过添加发蓝剂和分散剂，解决了传统三价铬蓝白钝化的蓝白钝化膜不稳定且不均匀的问题，钴盐在镀层表面受电化学控制，与锌置换形成zn-co合金，增强耐蚀性，但因镀锌层在电镀过程中受电流梯度和浓差极化的影响，金属沉积分布不均匀，故钴盐在镀层中分布也不均匀，通过蓝色染料和钴盐共同组成发蓝剂，染料在钝化剂溶液中，其吸附属于扩散控制，当镀锌层被酸蚀出细微空隙后，染料被空隙表面吸附，随后空隙被助剂封孔，形成纳米尺寸的有机-无机杂化蓝白色膜，提高蓝白膜的均匀性，同时三价铬盐降低了钝化液的毒性。发蓝剂中的钴盐与锌置换形成zn-co合金，增强耐蚀性，发蓝剂中的蓝色染料弥补出蓝不均匀的部位，提高蓝色的均匀性，分散剂辅助分散蓝色染料，进一步提高出蓝的均匀性。
7、一些实施例中，所述发蓝剂在所述三价铬钝化液中的质量占比为0.6％～5.5％，所述发蓝剂在所述三价铬钝化液中的质量占比在此范围内，可以提供合适的蓝色染料，呈现良好的视觉效果，可以和分散剂协同作用，改善蓝色膜不稳定和不均匀的问题；和/或，
8、一些实施例中，所述分散剂在所述三价铬钝化液中的质量占比为1.0％～2.5％，所述分散剂在所述三价铬钝化液中的质量占比在此范围内，可以均匀分散蓝染料，和发蓝剂协同作用，可以和分散剂协同作用，解决蓝色膜不稳定和不均匀的问题。
9、一些实施例中，所述三价铬盐包括九水硝酸铬和六水氯化铬中的至少一种，可以提供合适的三价铬盐；和/或，
10、所述三价铬盐在所述三价铬钝化液中的质量占比为20.0％～40.0％，所述三价铬盐在所述三价铬钝化液中的质量占比在此范围内，可以在钝化液中作为骨架形成网状结构，提供成膜的关键成分。
11、一些实施例中，所述辅助剂包括硝酸盐、络合剂、还原剂、成膜促进剂和封闭剂。辅助剂可以帮助钝化液的表面处理过程，提高钝化效果。硝酸盐可以加快成膜速度，防止钝化膜雾化，提高钝化膜的光亮度。络合剂可以活化锌层，和三价铬形成配合物，有利于三价铬离子在镀锌层表面形成均匀、致密的钝化膜。还原剂可以稳定三价铬，成膜促进剂可以利用阴离子加速微阳极反应，活化固-液界面来促进成膜，封闭剂可以提高钝化膜的耐蚀性。
12、一些实施例中，所述硝酸盐包括硝酸钠、硝酸铵及硝酸钾中的至少一种，采用上述硝酸盐中的至少一种，可以加快成膜速度，防止钝化膜雾化，提高钝化膜的光亮度；和/或，
13、所述络合剂包括乙二酸、丙二酸、酒石酸和柠檬酸中的至少一种，采用上述络合剂中的至少一种，可以和三价铬形成配合物，有利于三价铬离子在镀锌层表面形成均匀、致密的钝化膜；和/或，
14、所述还原剂包括次磷酸钠、次磷酸钾和次磷酸铵中的至少一种，采用上述还原剂中的至少一种，可以稳定三价铬，同时当钝化液的ph升至4～5时，溶液中的zn2+，cr3+，和po43-会在镀锌层表面反应生成难溶的磷酸锌和磷酸铬，与三价铬骨架共同构成钝化膜；和/或，
15、所述成膜促进剂包括硝酸镍和氯化镍中的至少一种，采用上述成膜促进剂中的至少一种，可以利用阴离子加速微阳极反应，活化固-液界面来促进成膜，其中，no3-可以提高钝化膜的光亮度，cl-有利于形成具有一定厚度的反应型钝化膜，缩短钝化时间；和/或，
16、所述封闭剂包括氟锆酸盐和硅烷偶联剂，采用上述封闭剂，可以提高钝化膜的耐蚀性，并且无需进行后续封闭处理。
17、一些实施例中，三价铬盐、硝酸盐、络合剂、还原剂、发蓝剂、分散剂、成膜促进剂和封闭剂的质量比为(20～40)：(1～5)：(0.5～5)：(2～5)：(0.6～5.5)：(1～2.5)：(1～5)：(0.7～2)，三价铬盐、硝酸盐、络合剂、还原剂、发蓝剂、分散剂、成膜促进剂和封闭剂的质量比在此范围内，可以获得分布均匀、光亮致密的蓝白钝化膜，有效改善钝化膜性能。
18、第二方面，本申请提出了一种三价铬钝化液的制备方法，包括以下步骤：
19、将三价铬盐、发蓝剂、分散剂、溶剂及辅助剂混合，得三价铬钝化液。
20、通过添加发蓝剂和分散剂，解决了蓝色膜不稳定且不均匀的问题，钴盐在镀层表面受电化学控制，与锌置换形成zn-co合金，增强耐蚀性，但因镀锌层在电镀过程中受电流梯度和浓差极化的影响，金属沉积分布不均匀，故钴盐在镀层中分布也不均匀，通过蓝色染料和钴盐共同组成发蓝剂，染料在钝化剂溶液中，其吸附属于扩散控制，当镀锌层被酸蚀出细微空隙后，染料被空隙表面吸附，随后空隙被助剂封孔，形成纳米尺寸的有机-无机杂化蓝白色膜，提高蓝白膜的均匀性，同时三价铬盐降低了钝化液的毒性。发蓝剂中的钴盐与锌置换形成zn-co合金，增强耐蚀性，发蓝剂中的蓝色染料弥补出蓝不均匀的部位，提高蓝色的均匀性，分散剂辅助蓝色染料分散的均匀性，进一步提高出蓝的均匀性。本申请的钝化液钝化后无需封闭处理，形成的转化膜在破损后能够于潮湿空气中自修复，具备与cr6+相当的自愈能力。
21、一些实施例中，所述将三价铬盐、发蓝剂、分散剂、溶剂及辅助剂混合，得三价铬钝化液包括：
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1.一种三价铬钝化液，其特征在于，包括三价铬盐、发蓝剂、分散剂、溶剂及辅助剂，其中：
2.如权利要求1所述的三价铬钝化液，其特征在于：
3.如权利要求1所述的三价铬钝化液，其特征在于：
4.如权利要求1所述的三价铬钝化液，其特征在于，所述辅助剂包括硝酸盐、络合剂、还原剂、成膜促进剂和封闭剂。
5.如权利要求4所述的三价铬钝化液，其特征在于：
6.如权利要求4所述的三价铬钝化液，其特征在于，三价铬盐、硝酸盐、络合剂、还原剂、发蓝剂、分散剂、成膜促进剂和封闭剂的质量比为(20～40)：(1～5)：(0.5～5)：(2～5)：(0.6～5.5)：(1～2.5)：(1～5)：(0.7～2)。
7.一种如权利要求1至6任意一项所述的三价铬钝化液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的三价铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述将三价铬盐、发蓝剂、分散剂、溶剂及辅助剂混合，得三价铬钝化液包括：
9.如权利要求8所述的三价铬钝化液的制备方法，其特征在于，将钴盐、硝酸盐、络合剂、成膜
10.如权利要求8所述的三价铬钝化液的制备方法，其特征在于，将第四混合液与第二混合液混合，得三价铬钝化液中：
...【技术特征摘要】
1.一种三价铬钝化液，其特征在于，包括三价铬盐、发蓝剂、分散剂、溶剂及辅助剂，其中：
2.如权利要求1所述的三价铬钝化液，其特征在于：
3.如权利要求1所述的三价铬钝化液，其特征在于：
4.如权利要求1所述的三价铬钝化液，其特征在于，所述辅助剂包括硝酸盐、络合剂、还原剂、成膜促进剂和封闭剂。
5.如权利要求4所述的三价铬钝化液，其特征在于：
6.如权利要求4所述的三价铬钝化液，其特征在于，三价铬盐、硝酸盐、络合剂、还原剂、发蓝剂、分散剂、成膜促进剂和封闭剂的质量比为(20～40)：(1～5)：(0.5～5)：(2～...
【专利技术属性】
技术研发人员：李乐乐，聂依依，蒋晟，赵志松，袁慈明，
申请(专利权)人：武汉奥邦表面技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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