一种适用于钢铁材料表面环保型有机钝化防腐技术

1.本发明涉及钝化防腐技术领域，尤其涉及一种适用于钢铁材料表面环保型有机钝化防腐技术。


背景技术：

2.为了实现碳达峰和碳中和的目标，就要着手处理国家现在的环境和能源问题。新的钢铁前处理工艺应该向着无毒、无污染、低能耗的方向发展。以前钢铁的前处理工艺主要以铬酸盐、亚硝酸盐和磷酸盐为主，处理后在钢铁表面产生一层钝化膜保护钢铁基体防止腐蚀。目前工业上使用最多的是磷化工艺，其形成的钝化膜层较厚、耐蚀性能好。但铬酸盐具有毒性，很容易因为被还原而失效；亚硝酸盐则含有致癌因素而受到限制；磷酸盐会导使水体富营养化从而使环境受到污染。同时传统磷化工艺过程所需原材料种类繁多，大部分需要在中高温环境下进行，存在成本高、耗能高、钝化槽中的残渣多等缺点。


技术实现要素：

3.针对背景技术中存在的问题，提出一种适用于钢铁材料表面环保型有机钝化防腐技术。本发明选用植酸-钼酸盐复合钝化，配合传统的磷化工艺方案，能够进一步优化钝化液的组分、含量，得到钝化效果及耐腐蚀性能更好的钝化液配方。
4.本发明提出一种适用于钢铁材料表面环保型有机钝化防腐技术，包括钝化液；钝化液的组成原料为植酸溶液30-40ml/l，七水合硫酸锌3-6g/l，钼酸钠5-6g/l，表面活性剂0.1-0.3g/l，其余为水。
5.优选的，钝化液的组成原料为植酸溶液36ml/l，七水合硫酸锌5g/l，钼酸钠5.5g/l，表面活性剂0.2g/l，其余为水。
6.优选的，钝化液的组成原料为植酸溶液30ml/l，七水合硫酸锌3g/l，钼酸钠5g/l，表面活性剂0.1g/l，其余为水。
7.优选的，钝化液的组成原料为植酸溶液40ml/l，七水合硫酸锌6g/l，钼酸钠6g/l，表面活性剂0.3g/l，其余为水。
8.优选的，植酸溶液中植酸含量为50％。
9.优选的，钝化液的ph值为1-3。
10.优选的，钝化液的制备方法如下：
11.s1、加入50-70％的去离子水；
12.s2、在去离子水中分别加入植酸溶液、表面活性剂、钼酸钠和七水合硫酸锌混合溶液，充分搅拌至溶液澄清，然后加水定容至所需体积即得到工作液；
13.s3、测量ph，以验证所得溶液ph值为1-3。
14.优选的，工作液主要由zn-fe植酸螯合物、钼酸盐和钼的高低价氧化物、难溶盐的水合物以及fe
2
和fe
3
的氧化物组成。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
16.本发明中的钝化液不含铬、磷酸盐及其它有毒有害物质，属于真正绿色环保产品。原料中的植酸是一种强酸，具有很强的螯合能力。植酸能在较宽ph值范围内与所有二价或者及以上金属离子螯合，其形成的配合物具有较高的稳定特性。植酸既可以单独成膜也可以与其它物质复合成膜，复合钝化获得的钝化膜效果更好。因此本发明选用植酸-钼酸盐复合钝化，配合传统的磷化工艺方案，能够进一步优化钝化液的组分、含量，得到钝化效果及耐腐蚀性能更好的钝化液配方。该配方不含磷酸盐，减少了传统磷化对环境的污染。同时能够进一步研究钝化液中各组分含量与钝化膜耐蚀性能的相互联系以及钝化工艺对钝化膜耐蚀性能的影响。钝化工艺简单、钝化液稳定、耐蚀性能好，样品的硫酸铜点滴时间能够达到180s左右。
具体实施方式
17.实施例一
18.本发明提出的一种适用于钢铁材料表面环保型有机钝化防腐技术，包括钝化液；钝化液的组成原料为植酸溶液30-40ml/l，七水合硫酸锌3-6g/l，钼酸钠5-6g/l，表面活性剂0.1-0.3g/l，其余为水。成品液主要由zn-fe植酸螯合物、钼酸盐和钼的高低价氧化物、难溶盐的水合物以及fe
2
和fe
3
的氧化物组成。
19.实施例二
20.本发明提出的一种适用于钢铁材料表面环保型有机钝化防腐技术，主要采用浸泡法实施，将需要钝化的材料全部浸泡没入钝化液即可。等待3分钟左右，取出水洗。烘干或自然晾干，即可进行后续上漆等操作。
21.实施例三
22.本发明提出的一种适用于钢铁材料表面环保型有机钝化防腐技术，包括钝化液；钝化液的组成原料为植酸溶液36ml/l，七水合硫酸锌5g/l，钼酸钠5.5g/l，表面活性剂0.2g/l，其余为水。
23.进一步的，植酸溶液中植酸含量为50％。
24.进一步的，钝化液的ph值为1-3。该钝化液在中性及碱性(ph＞4)环境下会形成悬浊液，因此将钝化液ph值控制在1-3范围内，方能发挥最佳效果。
25.上述钝化液的配置方法包括以下步骤：
26.步骤1、在容量为1l的烧杯中加入500ml去离子水；
27.步骤2、向步骤1烧杯中加入2.75g钼酸钠，搅拌至完全溶解；
28.步骤3、向步骤2烧杯中加入2.5g七水合硫酸锌，搅拌至完全溶解；
29.步骤4、按照ph为1-3，向步骤3烧杯中添加植酸18ml，加入表面活性剂0.1g，定容至所需体积，即得到用于钢铁材料表面钝化液。
30.为了验证本实施例钝化液的钝化效果，进行钝化实验，将钢铁材料试样在钝化液中浸泡2.5min后，将钢铁材料试样取出175g烘干，钢铁材料试样外观呈现带淡蓝色的银白色，膜层附着力强，经样品的硫酸铜点滴时间能够达到180s左右。
31.实施例四
32.本发明提出的一种适用于钢铁材料表面环保型有机钝化防腐技术，包括钝化液；钝化液的组成原料为植酸溶液30ml/l，七水合硫酸锌3g/l，钼酸钠5g/l，表面活性剂0.1g/
l，其余为水。
33.进一步的，植酸溶液中植酸含量为50％。
34.进一步的，钝化液的ph值为1-3。该钝化液在中性及碱性(ph＞4)环境下会形成悬浊液，因此将钝化液ph值控制在1-3范围内，方能发挥最佳效果。
35.上述钝化液的配置方法包括以下步骤：
36.步骤1、在容量为1l的烧杯中加入500ml去离子水；
37.步骤2、向步骤1烧杯中加入2.5g钼酸钠，搅拌至完全溶解；
38.步骤3、向步骤2烧杯中加入1.5g七水合硫酸锌，搅拌至完全溶解；
39.步骤4、按照ph为1-3，向步骤3烧杯中添加植酸15ml，加入表面活性剂0.1g，定容至所需体积，即得到用于钢铁材料表面钝化液。
40.为了验证本实施例钝化液的钝化效果，进行钝化实验，将钢铁材料试样在钝化液中浸泡2.5min后，将钢铁材料试样取出175g烘干，钢铁材料试样外观呈现带淡蓝色的银白色，膜层附着力强，经样品的硫酸铜点滴时间能够达到140s左右。
41.实施例五
42.本发明提出的一种适用于钢铁材料表面环保型有机钝化防腐技术，包括钝化液；钝化液的组成原料为植酸溶液40ml/l，七水合硫酸锌6g/l，钼酸钠6g/l，表面活性剂0.3g/l，其余为水。
43.进一步的，植酸溶液中植酸含量为50％。
44.进一步的，钝化液的ph值为1-3。该钝化液在中性及碱性(ph＞4)环境下会形成悬浊液，因此将钝化液ph值控制在1-3范围内，方能发挥最佳效果。
45.上述钝化液的配置方法包括以下步骤：
46.步骤1、在容量为1l的烧杯中加入500ml去离子水；
47.步骤2、向步骤1烧杯中加入3g钼酸钠，搅拌至完全溶解；
48.步骤3、向步骤2烧杯中加入3g七水合硫酸锌，搅拌至完全溶解；
49.步骤4、按照ph为1-3，向步骤3烧杯中添加植酸20ml，加入表面活性剂0.15g，定容至所需体积，即得到用于钢铁材料表面钝化液。
50.为了验证本实施例钝化液的钝化效果，进行钝化实验，将钢铁材料试样在钝化液中浸泡2.5min后，将钢铁材料试样取出175g烘干，钢铁材料试样外观呈现带淡蓝色的银白色，膜层附着力强，经样品的硫酸铜点滴时间能够达到120s左右。
51.上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。