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Interchar系列环保防火涂料
Interchar系列环保防火涂料
1)三价铬盐:三价铬盐是形成钝化膜的主要化合物。最广泛应用的是氯化铬、硫酸铬、硝酸铬,也有人提到用磷酸铬、醋酸铬。是钝化膜中Cr(VI)与Cr(1lI)的来源。钝化膜中Cr(V1)化合物易溶目较软,它分布在膜的内部,起着填充空隙的作用:在潮湿的大气中还会从膜层渗出,溶解于膜表面的凝雾中,并离解出铬酸使锌镀层再钝化。而Cr(II)化合物具有较高的稳定性、难溶、强度好,起到膜的骨架作用。没有Cr(Ⅲ)化合物,则钝化膜的颜色很淡,结合力差,但太多时,膜层会变绿色。
三价铬盐的质量浓度在35~70g/L之间,均可得到彩色钝化膜。三价铬盐浓度的高低,影响钝化膜的厚度及色泽。在工艺范围内三价铬盐浓度越高,钝化膜厚度越厚,色泽越浓,膜表面越均匀。三价铬盐的质量浓度为60g/L时,能得到最佳钝化膜;当三价铬盐的质量浓度超过75g/L时,钝化膜表面粗糙,钝化膜变暗,有暗纹或白斑;三价铬盐的质量浓度低于30g/L时,钝化时间过长,而且膜的色泽很淡;过低时得不到彩色钝化膜。
2)氧化剂:硫酸有加快成膜速度的作用,同时兼有防止钝化膜发雾的作用。但其含量必须与铬酐含量相适应,也就是说,CrO与sO的比值是控制钝化膜颜色的关键。当硫酸含量过高时,会加快膜的溶解,反而降低了成膜速度,但过低时,钝化膜的颜色太淡,硝酸能优先溶解锌镀层微凸处而起到整平作用,增强膜的光泽性。但硝酸不宜太多,否则锌镀层溶解太快,使膜层变薄,影响耐蚀性。
硝酸盐是氧化剂,与镀锌层反应生成锌离子,促使钝化膜形成。硝酸根对锌镀层有一定的出光作用,可提高钝化膜上的光亮性。常用的氧化剂有双氧水、硝酸盐、氯酸盐、过硫酸盐、四价铈等。硝酸盐的质量浓度为12g/L时,钝化膜的光泽和其它表观形貌最优。硝酸盐的质量浓度超过30g/L时,得到的钝化膜表观形貌变差;低于5g/L时,钝化膜不光亮。
3)络合剂:能控制成膜速度和钝化液的稳定性,如有机羧酸及其混合物等,选用适当的配位剂,是获得优质钝化膜和稳定的钝化液的一项十分重要的参数。第一代的络合剂主要为氟化物,其膜层较薄,耐蚀性较差,中性盐雾试验一般难以超过16小时。且该体系的Cr(III)浓度较高,操作温度也较高。第二代早期的三价铬钝化液含有氧化剂,耐蚀性与膜层颜色与六价铬相似,但由于膜层含有六价铬故被淘汰,而后期工艺不含氧化剂但五彩颜色较淡。我们研发第二代的三价铬钝化剂采用有机络合剂为主,并加入其它金属耐蚀性能大大提高,并能得到不同颜色的钝化膜,如蓝白、五彩、黑色,操作条件要求相对较低。
4)成膜促进剂:能调整钝化膜层颜色,如某些无机或有机阴离子等。
5)其它金属:调整外观颜色,与耐蚀性。如镧系稀土元素等。
6)稳定剂:稳定钝化剂中的三价铬价态及钝化剂的pH值,醋酸是缓冲剂,起稳定钝化液pH值的作用,但对钝化膜的色泽也有影响。
7)新型封闭剂:引入纳米材料及纳米新技术,大大提高了钝化膜的耐蚀性能。
8)配位剂:酒石酸盐或柠檬酸盐是配位剂,控制成膜的速率和钝化液的稳定性。通常用的配位剂有氟化物、铵盐、醋酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐等。其质量浓度为12~25g/L时,钝化膜的质量都不错。当低于12g/L时,钝化膜色泽暗淡;但高于30g/L时,钝化膜很薄,色泽极淡,且膜层不均匀;当其质量浓度为20g/L时,钝化膜的表观形貌最佳。
铬酸盐毒性高且易致癌,随着环保意识的增强,铬酸盐的使用受到严格的限制,急需开发低毒性的铬酸盐替代品。
表面使用无铬钝化,其钝化液中不含铬及铬的任何价位离子,在源头上控制了铬离子的存在,使生产企业做到了使用新产品进行清洁生产的目的,同时,钝化后的产品不含任何铬离子,也保证了最终产品符合环保要求,不会存在对人体有害的铬。有些人认为三价铬也是无铬钝化,这是非常错误的观念,因为三价格也能最终转化为六价铬,因此,真正的无铬钝化是不含任何铬离子的。
某些无铬钝化的防腐蚀效果相似于六价铬或三价铬钝化,有些指标甚至超过六价铬钝化;而同时有些无铬钝化的工艺简单,无需改变现有镀锌工艺,因此使用无铬钝化代替有铬钝化在效果上和生产上都被被证明是可行的。
目前国内一些比较大的合资企业已经意识到铬的危害,纷纷限制铬在其新产品中的使用,以符合中国法律法规和国际指令法规,比如德国大众、松下、三洋等都已经制定标准,并在实际生产中进行镀锌件的无铬钝化。
无铬钝化研究新进展
目前已经研究的无铬钝化工艺有:无机物钝化( 包括无机盐/氧化物)、有机物钝化、氧化物钝化(硅酸盐磷化等)和有机金属化合物钝化等。无铬钝化无疑是环保型钝化发展的方向,需要继续努力,不断克服困难,使其能够真正替代铬成为绿色钝化。目前国内外已经投入使用的无铬钝化产品主要有广州贻顺、无锡伊佩克、德国汉高及日本帕卡。其中广州贻顺的种类最多。
调整方法
调整镀液中三价铬的含量可采用下述方法。
(1)通电处理在镀液中铁杂质含量不高时,可采用通电处理使过多的三价铬氧化成六价铬,阴极采用无锈蚀铁板,阳极面积5倍于阴极面积,使阳极电流密度为1~2A/dm,温度为50~60。C进行通电处理。每降低lg三价铬约需4A·h左右,可根据三价铬含量处理至规范。
(2)用双氧水氧化 当镀液中铁含量较高、三价铬不易在阳极氧化时,可先用双氧水氧化,再用电解处理的联合操作;液温不能超过45。C,事先需沉淀硫酸。操作中慢慢加入双氧水防止过急引起镀液外溢。不好掌握。
(3)冲淡法 即按计算量进行稀释调整。镀液越来越多,无地放。
为了防止三价铬升高,杜绝油污及有机物污染镀液,经常注意调整阴阳极的电流密度使阴、阳极面积比保持在2:3之间是关键。
(4)使用铅锡合金阳极,含锡量10%,
镀铬阳极是采用纯铅铸成的,纯铅在铬酸中会受到强烈的浸蚀,在其表面生成铬酸铅,在电解过程中由于阳极上析出氧气,这层铬酸铅又氧化成过氧化铅,由于这层过氧化铅的覆盖,阻碍了电流正常流通,虽经工作前的擦刷和大电流冲击中的局部剥落,但阳极面积还是明显缩小,造成阳极电流密度过大,这时三价铬的再氧化能力降低,以致三价铬在镀铬液中的浓度逐渐增加,从而出现了上述的质量问题。
(5)用镀铬杂质处理器处理,但必须将铜,铁等杂质去除后,效果明显,故时间长。但比单一通电处理效果好。
(6)使用镀铬液三价铬处理剂处理
镀铬液三价铬处理剂处理,使用简单,只需按比例加入到镀铬槽中就可,1克三价铬需50ml处理剂,方便快捷,同时可提高镀层硬度,
只要加入镀铬液三价铬处理剂处理后,镀槽中三价铬生长缓慢,甚至不升高,尤其是结晶器铜管镀铬,薄壁缸套镀铬,缸铜镀铬等效果明显。
速度快捷,不影响生产。