一種金合金制品防腐蝕表面處理方法
【專利摘要】本發明公開一種金合金制品防腐蝕表面處理方法，其包括步驟：對金合金制品進行活化預處理；將預處理過的金合金制品浸泡在緩蝕劑溶液中，在20~50℃的溫度條件下浸泡10~60min，使所述金合金制品表面生成自組裝保護膜；將生成自組裝保護膜的金合金制品浸泡在水溶性環氧樹脂溶液中，室溫下浸泡2~6min，在所述自組裝保護膜表面生成有機涂層。本發明通過在金合金制品表面上依次形成自組裝保護膜和有機涂層，所述自組裝保護膜的形成是一個自發的化學吸附過程，其與金合金制品表面具有很強的粘合力，同時所述自組裝保護膜還可以使有機涂層的吸附力增強，并且與有機涂層發揮協同作用達到更好的緩蝕效果。
【專利說明】
一種金合金制品防腐蝕表面處理方法
技術領域
[0001]本發明涉及金屬表面處理技術領域，尤其涉及一種金合金制品防腐蝕表面處理方法。
【背景技術】
[0002]金合金在現今社會上已得到廣泛應用，特別是在首飾和鐘表行業上應用最為廣泛。金合金通常用K表示其金含量，24K金為純金。純金的硬度、強度較低，因此在首飾和鐘表行業通常將純金與銅和銀等金屬進行合金化，以提高其力學性能。但是Ag、Cu等金屬元素的化學性質較為活潑，在佩戴時與人體汗液、空氣等接觸，容易發生腐蝕或氧化，導致表面變色影響產品美觀。
[0003]為了防止金合金表面腐蝕變色，通常會對其表面進行防腐處理，目前應用最廣泛且效果最顯著的技術是鉻酸鹽鈍化。該技術以六價鉻為基本成膜物質，在基體表面形成致密的鈍化膜。但是六價鉻化合物有很強的氧化性，對人體的消化道、呼吸道、皮膚和粘膜都有很大的危害，甚至有致癌作用。三價鉻鈍化技術是比較成熟的六價鉻替代技術，但是使用三價鉻只是相對的減少了環境污染，三價鉻鈍化液中仍然含有鉻，仍然存在著含鉻廢水處理的問題。
[0004]因此，現有技術還有待于改進和發展。
【發明內容】
[0005]鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種金合金制品防腐蝕表面處理方法，旨在解決現有金合金防腐蝕處理方法防腐效果差、影響用戶健康且易污染環境的問題。
[0006]本發明的技術方案如下:
一種金合金制品防腐蝕表面處理方法，其中，包括步驟:
A、對金合金制品進行活化預處理；
B、將預處理過的金合金制品浸泡在緩蝕劑溶液中，在20?50°C的溫度條件下浸泡10?60min，使所述金合金制品表面生成自組裝保護膜；
C、將生成自組裝保護膜的金合金制品浸泡在水溶性環氧樹脂溶液中，室溫下浸泡2?6min，在所述自組裝保護膜表面生成有機涂層。
[0007]較佳地，所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其中，所述步驟A具體包括:
Al、將金合金制品放入濃度為5?lOmol/L的硝酸溶液中浸蝕20?60s，使所述金合金制品表面活化；
A2、依次采用去離子水和無水乙醇對表面活化后的金合金制品進行沖洗。
[0008]較佳地，所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其中，所述步驟B中的緩蝕劑溶液的配制方法具體包括:
將烷基硫醇類化合物、有機溶劑和表面活性劑在室溫下攪拌8?15min混合均勻，即得到緩蝕劑溶液。
[0009]較佳地，所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其中，所述烷基硫醇類化合物為十二烷基硫醇或均三嗪二硫醇。
[0010]較佳地，所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其中，所述有機溶劑為乙醇、甲苯及四氯化碳中的一種。
[0011]較佳地，所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其中，所述表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚及烷基酚聚氧乙烯醚中的一種。
[0012]較佳地，所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其中，在所述緩蝕劑溶液中，所述烷基硫醇類化合物的濃度為10?50mmol/L，所述表面活性劑的濃度為5?20mmol/L。
[0013]較佳地，所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其中，所述步驟B之后還包括:
采用去離子水對生成自組裝保護膜的金合金制品進行清洗，清洗后進行烘干處理。
[0014]較佳地，所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其中，所述水溶性環氧樹脂溶液由反應型季銨鹽改性環氧樹脂制得，所述水溶性環氧樹脂溶液的濃度為0.1?lmol/L。
[0015]較佳地，所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其中，所述步驟C之后還包括:
D、對生成有機涂層的金合金制品進行烘干處理，使所述有機涂層固化，所述烘干溫度為60?80°C，烘干時間為4?lOmin。
[0016]有益效果:本發明通過在金合金制品表面上依次形成自組裝保護膜和有機涂層，所述自組裝保護膜的形成是一個自發的化學吸附過程，其與金合金制品表面具有很強的粘合力，同時所述自組裝保護膜還可以使有機涂層的吸附力增強，并且與有機涂層發揮協同作用達到更好的緩蝕效果。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明一種金合金制品防腐蝕表面處理方法較佳實施例的流程圖。
[0018]圖2為金合金制品經本發明一種金合金制品防腐蝕表面處理方法處理后的示意圖。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]本發明提供一種金合金制品防腐蝕表面處理方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0021]請參閱圖1，圖1為本發明提供的一種金合金制品防腐蝕表面處理方法較佳實施例的流程圖，如圖所示，其包括步驟:
SlOO、對金合金制品進行活化預處理；
SI 10、將預處理過的金合金制品浸泡在緩蝕劑溶液中，在20?50°C的條件下浸泡10?60min，使所述金合金制品表面生成自組裝保護膜；
S120、將生成自組裝保護膜的金合金制品浸泡在水溶性環氧樹脂溶液中，室溫下浸泡2?6min，在所述自組裝保護膜表面生成有機涂層。
[0022]在本發明中，首先對金合金制品進行預處理，然后在預處理過的金合金制品表面上依次形成自組裝保護膜和有機涂層，所述自組裝保護膜的形成是一個自發的化學吸附過程，生成的自組裝保護膜與金合金制品表面具有很強的粘合力，且該過程耗能較少，且成本較低，同時所述自組裝保護膜還可以使有機涂層的吸附力增強，并且與有機涂層發揮協同作用達到更好的緩蝕效果。
[0023]進一步，在所述步驟SlOO中，對金合金制品進行活化預處理，其具體包括:
將金合金制品放入濃度為5?lOmol/L的硝酸溶液中浸蝕20?60s，使所述金合金制品表面活化；
依次采用去離子水和無水乙醇對表面活化后的金合金制品進行沖洗。
[0024]具體地，在金合金制品形成自組裝保護膜之前需對其進行活化預處理，較佳地，可先用無水乙醇等有機溶劑對金合金制品進行清洗，去除金合金制品表面上的灰塵和油污，之后再將金合金制品放入濃度為8mol/L的硝酸溶液中浸蝕40s，使所述金合金制品表面充分活化;最后依次采用去離子水和無水乙醇對表面活化后的金合金制品進行沖洗，沖洗后再干燥，待用，當所述金合金制品的表面為清潔且處于活性狀態時，才有利于后期自組裝保護膜的形成。
[0025]在所述步驟SllO中，將預處理過的金合金制品浸泡在緩蝕劑溶液中，在20?50°C的條件下浸泡10?60min，使所述金合金制品表面生成自組裝保護膜。較佳地，本發明優選將預處理過的金合金制品浸泡在緩蝕劑溶液中，在35°C的條件下浸泡40min，此時在金合金制品表面會生成單分子層的自組裝保護膜，其厚度為納米級。
[0026]具體地，所述緩蝕劑溶液的配制方法為:將烷基硫醇類化合物、有機溶劑和表面活性劑在室溫下攪拌8?15min混合均勻，即得到所述緩蝕劑溶液。較佳地，將烷基硫醇類化合物、有機溶劑和表面活性劑在室溫下攪拌1min混合均勻，得到防腐效果更佳的緩蝕劑溶液。
[0027]進一步，本發明采用的緩蝕劑屬于吸附膜型緩蝕劑，它是一種有機緩蝕劑，所述有機緩蝕劑的防腐蝕原理為:所述緩蝕劑中的烷基硫醇類化合物具有兩種性質相反的基團，即親水基和疏水基，這些烷基硫醇類化合物的親水基吸附在金屬表面，形成一層致密的憎水膜，從而保護所述金合金制品不受腐蝕。
[0028]更進一步，本發明采用的烷基硫醇類環合物為十二烷基硫醇、均三嗪二硫醇中的一種。較佳地，本發明優選均三嗪二硫醇作為緩蝕劑中的溶質，所述均三嗪二硫醇不易被氧化，在空氣環境中能穩定存在，其溶解度較其它硫醇類化合物高，且均三嗪二硫醇中巰基的解離作用比烷基硫醇和芳香硫醇要強，即所述均三嗪二硫醇具有較高的反應活性，進一步，所述均三嗪二硫醇沒有惡心的氣味。所述均三嗪二硫醇在金合金制品表面形成自組裝保護膜后能達到理想的防腐蝕效果，進一步，所述均三嗪二硫醇化合物中長鏈烷基的引入可以提高緩蝕效率和憎水能力，且烷基鏈越長，效果越好。
[0029]在本發明中，所述緩蝕劑溶液中的有機溶劑為乙醇、甲苯或四氯化碳中的一種，所述表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的一種，進一步，所述緩蝕劑溶液中，所述烷基硫醇類化合物的濃度為10?50mmol/L，所述表面活性劑的濃度為5?20mmol/L。較佳地，本發明選用濃度為30 mmol/L的均三嗪二硫醇作為溶質、選用無水乙醇作為溶劑，選用濃度為10 mmol/L的脂肪醇聚氧乙烯醚作為表面活性劑，將所述溶質、溶劑和表面活性劑混合在一起，在室溫下攪拌1min即可制得所述緩蝕劑溶液，通過上述方法制備的緩蝕劑溶液具有較佳的防腐蝕效果，將預處理過的金合金制品浸泡在所述緩蝕劑溶液中，在35°C的條件下浸泡40min后，此時在金合金制品表面會生成單分子層的自組裝保護膜，其厚度為納米級，所述自組裝膜的形成是一個自發的化學吸附過程，所述自組裝膜與金合金制品表面具有很強的粘合力，能有效避免金合金制品被腐蝕。進一步，本發明中自組裝膜的形成耗能較少，且成本低廉。
[0030]在所述步驟SllO之后還包括，采用去離子水對生成自組裝保護膜的金合金制品進行清洗，清洗后進行烘干處理，通過上述處理為接下來有機涂層的制備做好準備。
[0031]進一步，在所述步驟S120中，將生成自組裝保護膜的金合金制品浸泡在水溶性環氧樹脂溶液中，室溫下浸泡2?6min，在所述自組裝保護膜表面生成水溶性的有機涂層。具體地，如圖2所示，在金合金制品10的自組裝保護膜20上制備水溶性有機涂層30，較佳地，將生成自組裝保護膜20的金合金制品10浸泡在水溶性環氧樹脂溶液中，以30?60rpm(優選45rpm)的轉速緩慢攪拌，室溫下浸泡4min后取出，將取出后的金合金制品10在60?80°C條件下烘干4?lOmin，使有機涂層30固化。優選地，將取出后的金合金制品10在70°C條件下烘干7min，可更效率地使有機涂層30固化。
[0032]進一步，在本發明中，所述水溶性環氧樹脂是由反應型季銨鹽改性環氧樹脂制得，所述水溶性環氧樹脂的濃度為0.1?lmol/L，較佳地，本發明采用的水溶性環氧樹脂的濃度為0.5mol/L0
[0033]本發明制備的有機涂層可均勻地覆蓋在金合金制品的自組裝保護膜上，所述涂層厚度為納米級，通過本發明制備的有機涂層既不影響金合金制品的外觀效果，也不會出現像普通涂層那樣的脆裂、老化、變色等狀況，同時又可優化涂層的緩蝕性能，非常適合貴金屬的防護。更進一步，本發明中的有機涂層是由單組份的環氧樹脂涂料制備的，其無需固化劑的使用，可有效降低成本。
[0034]進一步，本發明中的反應季銨鹽由環氧-氨基化合物季銨化反應制備，所述環氧-氨基化合物由不飽和脂肪酸與環氧樹脂反應制備，所述不飽和脂肪酸為亞麻油酸或則桐油酸，所述環氧樹脂為雙酸A型環氧樹脂。
[0035]綜上所述，本發明通過在金合金制品表面上依次形成自組裝保護膜和有機涂層，所述自組裝保護膜的形成是一個自發的化學吸附過程，其與金合金制品表面具有很強的粘合力，同時所述自組裝保護膜還可以使有機涂層的吸附力增強，并且與有機涂層發揮協同作用達到更好的緩蝕效果。
[0036]應當理解的是，本發明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種金合金制品防腐蝕表面處理方法，其特征在于，包括步驟: A、對金合金制品進行活化預處理； B、將預處理過的金合金制品浸泡在緩蝕劑溶液中，在20?50°C的溫度條件下浸泡10?60min，使所述金合金制品表面生成自組裝保護膜； C、將生成自組裝保護膜的金合金制品浸泡在水溶性環氧樹脂溶液中，室溫下浸泡2?6min，在所述自組裝保護膜表面生成有機涂層。2.根據權利要求1所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其特征在于，所述步驟A具體包括: Al、將金合金制品放入濃度為5?lOmol/L的硝酸溶液中浸蝕20?60s，使所述金合金制品表面活化； A2、依次采用去離子水和無水乙醇對表面活化后的金合金制品進行沖洗。3.根據權利要求1所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其特征在于，所述步驟B中的緩蝕劑溶液的配制方法具體包括: 將烷基硫醇類化合物、有機溶劑和表面活性劑在室溫下攪拌8?15min混合均勻，即得到緩蝕劑溶液。4.根據權利要求3所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其特征在于，所述烷基硫醇類化合物為十二烷基硫醇或均三嗪二硫醇。5.根據權利要求3所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其特征在于，所述有機溶劑為乙醇、甲苯及四氯化碳中的一種。6.根據權利要求3所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其特征在于，所述表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚及烷基酚聚氧乙烯醚中的一種。7.根據權利要求3所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其特征在于，在所述緩蝕劑溶液中，所述烷基硫醇類化合物的濃度為10?50mmol/L，所述表面活性劑的濃度為5?20mmol/L。8.根據權利要求1所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其特征在于，所述步驟B之后還包括: 采用去離子水對生成自組裝保護膜的金合金制品進行清洗，清洗后進行烘干處理。9.根據權利要求1所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其特征在于，所述水溶性環氧樹脂溶液由反應型季銨鹽改性環氧樹脂制得，所述水溶性環氧樹脂溶液的濃度為0.1?lmol/L010.根據權利要求1所述的金合金制品防腐蝕表面處理方法，其特征在于，所述步驟C之后還包括: D、對生成有機涂層的金合金制品進行烘干處理，使所述有機涂層固化，所述烘干溫度為60?80°C，烘干時間為4?lOmin。
【文檔編號】B05D7/14GK105921388SQ201610336419
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月20日
【發明人】楊麗, 鄔治平, 鐘飛, 李達, 傅偉猛
【申請人】依波精品（深圳）有限公司