鍍層封閉劑的應用王宗雄;倪孝平;鮑新華;陳卓【摘要】Thecharacteristicandhow-to-useofsomecommonly-usedwater-solubleandoil-solublesealingagentsformetalliccoatings,aswellastheapplicationofpore-sealingagentsinpassivationbathswereintroduced.%介紹了幾種常用的水溶性及油溶性鍍層封閉劑的特點及使用方法，以及封孔劑在鈍化液中的應用.【期刊名稱】《電鍍與涂飾》【年(卷)，期】2017(036)016【總頁數(shù)】4頁(P886-889)【關鍵詞】金屬鍍層;鈍化;封閉;防腐【作者】王宗雄;倪孝平;鮑新華;陳卓【作者單位】寧波市電鍍行業(yè)協(xié)會，浙江寧波315199;上海市電鍍行業(yè)協(xié)會，上海200070;寧波市電鍍行業(yè)協(xié)會，浙江寧波315199;寧波市電鍍行業(yè)協(xié)會，浙江寧波315199【正文語種】中文【中圖分類】TQ153;TG178在產(chǎn)品進行電鍍加工時，為提高電鍍層的防護性能，常采用浸涂封閉劑(亦稱保護劑或涂料)的后處理工藝。封閉工藝作為一種經(jīng)濟、有效且通用性強的金屬鍍層防腐蝕方法已被廣泛應用。要想達到好的防護效果，封閉劑的選擇尤為重要。根據(jù)溶劑的不同，封閉劑分為水溶性和油溶性；根據(jù)膜層干燥溫度的不同，又分為常溫型和高溫型；根據(jù)用途的不同，還可分為通用型和專用型，或者是薄膜型和厚膜型。應根據(jù)產(chǎn)品的夕卜觀和抗鹽霧等性能要求來選擇封閉劑。水溶性封閉劑由有機緩蝕劑、表面活性劑、水溶性高分子聚合物等材料組成，封閉涂層透明光亮、平整豐滿，具有優(yōu)異的保光、保色、耐候、耐熱等性能，而且操作方便，已被廣泛用于家用電器、日用五金、通信器材、電力照明、金屬工藝品、車輛、食品器皿等領域的防護和裝飾性鍍層的封閉處理上。以水為溶劑，防燃防爆，運輸方便，使用安全。無毒，貯存穩(wěn)定性好，有利于環(huán)保和降低成本。⑶經(jīng)其處理后的鍍層在中性鹽霧和高溫濕熱試驗中的抗蝕能力，比不處理的鍍層提高2倍以上。對鋼件仿金鍍層以及銅與銅合金的防變色能力，比鉻酸鹽鈍化高15~20倍。⑷涂裝效果穩(wěn)定，膜層有良好的附著力，耐磨，柔韌性好。黑色金屬上防護和裝飾性鍍層的封閉處理。仿金鍍層，銅和銅合金，以及鍍銀層的防變色處理。其他有色金屬化學氧化、陽極化后的封閉處理。水溶性封閉劑的組成大致分為有機型、有機+無機型和有機+無機+潤滑劑型三種。常用的封閉劑由有機緩蝕劑、表面活性劑、水溶性高分子聚合物、無機鹽等材料組成。其中的關鍵成分有水溶性丙烯酸樹脂、水溶性環(huán)氧樹脂等一種或二種，硅烷偶聯(lián)劑和適量的表面活性劑。當前在金屬表面處理中較為流行的硅烷處理技術正是利用了硅烷偶聯(lián)劑的特殊性能。其在金屬表面的成膜過程為：(1)硅烷偶聯(lián)劑經(jīng)水解后，形成具有疏水和親水雙向性能的硅醇；(2)通過分子間脫水縮合，形成有序的低聚物；⑶低聚物與金屬表面上的羥基形成氫鍵；(4)由于分子內脫水，部分形成共價鍵后緊密排列在金屬表面，形成一層致密的硅烷膜。這種經(jīng)干燥（烘烤）后形成的膜（俗稱〃化學膜”）與基體之間有很強的結合力，具有高致密性及疏水性兩方面特性，可有效阻止水與水汽的滲透，從而大大地提高了對基體的防護能力。該膜最大的特點是透明度高，金屬材料或鍍層表面經(jīng)其封閉處理后仍能保持原有的外觀色彩。1.4.1浙江黃巖熊斌美容品有限公司的RNII-86型高效水溶性封閉劑溶液配制：封閉劑與去離子水的體積比為1：1,pH6.5~7.5。操作方法：零件在溶液（20~35°C）里浸泡1~2min,并輕輕擺動。出液后稍作抖動，用離心機甩干或常溫晾干，80~100°C烘20~30min效果更佳。1.4.2鮑承平開發(fā)的NL-10封閉劑[1]1.4.2.1作用機理NL-10能在金屬表面形成固態(tài)膜，以化學健與金屬結合，膜層牢固，不粘手，膜薄而致密，能有效地將鎳、鉻、錫等鍍層以及磷化、氧化等膜層表面的微孔隙、脆裂紋加以封塞，阻止有害氣體及腐蝕性介質的侵入，從而防止鍍層表面銹點的產(chǎn)生和返黃現(xiàn)象的發(fā)生。所形成的無色膜穩(wěn)固，可提高產(chǎn)品的潤滑性，產(chǎn)品極易脫水烘干，能使耐鹽霧性能提高6~10倍，并且不增大電阻，不影響電性能。1.4.2.2操作方法使用流程：電鍍一鈍化（漂白）一水洗一浸漬一熱水洗（或不水洗）一甩干一烘干。最好用純凈水或蒸餾水配制，體積分數(shù)1%~3%。使用溫度40~60°C,pH7~8（可用稀NaOH溶液調節(jié)），浸漬時間3~8min。1.4.2.3性能檢測某釹鐵硼產(chǎn)品，選取3種規(guī)格（34mmx18mmx2mm,20.5mmx8.9mmx4mm,中23mmx3.5mm）,每個試樣單獨電鍍鎳、銅、鎳各30min，鍍好后分成3組，每組3片，采用不同體積分數(shù)的NL-10封閉劑處理后吹干，然后進行中性鹽霧試驗。結果發(fā)現(xiàn)：未封閉試樣在4h時出現(xiàn)銹斑；采用質量分數(shù)0.5%~1.0%的封閉劑處理后，22h出現(xiàn)銹斑；以2%封閉劑處理后，32h出現(xiàn)銹斑。另取2根鍍硬鉻的汽車后蓋箱拉桿，單邊鍍層厚度15pm,^度15cm左右，一根靠上掛具端10cm浸入1%的封閉劑，另一根遠離上掛具端10cm浸入1%的封閉劑，各5min，隨后瀝干，再進行中性鹽霧試驗。結果發(fā)現(xiàn)：未經(jīng)封閉處理的部分在18h時出現(xiàn)銹點和局部大銹斑，42h時出現(xiàn)大面積銹蝕；浸1%封閉劑的試樣在120多個小時后仍未出現(xiàn)生銹。1.4.2.4實際應用汽車后蓋箱拉桿鍍硬鉻，經(jīng)封閉處理后的耐鹽霧性能可提高7倍以上。原本鹽霧試驗不良的，經(jīng)處理后可達標；原來鹽霧測試可達標的，可減小鍍層厚度。不銹鋼管鍍鎳，原來電鍍20pm以上還不一定能通過36h鹽霧測試。若采用封閉處理，電鍍15pm即可通過。內六角套筒、普通鋼管、鎖具、鑰匙等電鍍銅鎳鉻產(chǎn)品均通過鹽霧試驗。電池(尤其是鎳氫、鎳鉻)配件和鋰電池配件，電鍍2pm的單層鎳，經(jīng)封閉處理后鹽霧測試可達8h以上。1.4.3上海恒信化學試劑有限公司(原上海試劑二廠)的L-1封閉劑聚硅酸鋰，別名L-1防銹劑，分子式為Li2OnSiO2，無色或微黃色，無臭，是一種略具黏感的堿性微渾或透明液體，易溶于水，但涂在產(chǎn)品上干燥后就不再溶于水。常被用于鍍鋅層的封閉，干燥后生成一層極薄的無色、光亮的水玻璃型堅固膜(俗稱物理膜)，鋅鍍層被包封后，有較好的防銹能力。1.4.3.1溶液配制對于藍白鈍化，聚硅酸鋰(含量8%)用3倍蒸餾水調配；對于彩色鈍化，用2倍蒸餾水攪勻。隨后測試pH，一般用10%~25%或更稀的磷酸調整pH至10,即可使用。pH>10時會結塊，不能用。1.4.3.2使用方法噴、刷、浸涂等法均可，應根據(jù)鍍件形狀和要求而定。浸涂較方便，只要把干燥后的產(chǎn)品（藍白鈍化產(chǎn)品經(jīng)燙熱水后要甩干，散去熱水汽）浸入溶液中，左右晃動，取出后瀝干，再在50~60°C下烘烤5~6min或在室溫下自然干燥。自然干燥的質量略高于烘干，但時間較長。對于大批量或自動線生產(chǎn)，可采用熱風循環(huán)履帶走道式烘箱。1.4.4成都祥和磷化有限公司的XH-210型防銹保護蠟該產(chǎn)品是一種水性防銹蠟（也稱封閉蠟），可用于電鍍裝飾鉻鍍層表面的防水處理。使用時，用水將原液稀釋一倍，常溫下浸涂，浸后要清洗，自然干燥或低溫烘干。1.5.1鍍鋅保護膜（防白點膠封閉劑）配方：聚硅酸鋰L-1300~320mL/L,2D樹脂（即二羥甲基二羥基乙烯脲樹脂，夕卜觀為淡黃色液體，20°C時的相對密度為1.2,游離甲酸約1%，固含量40%~50%，易溶于水，干后有極薄膜，上虞縣助劑總廠有售）60mL/L/十二烷基硫酸鈉0.5g/L。配制過程：聚硅酸鋰加入水后，緩慢滴加2D樹脂，再加入十二烷基硫酸鈉，最后用磷酸調節(jié)pH至10。使用方法：將甩干的零件浸入封閉劑，瀝干后甩干、烘干（50~60°C）。1.5.2鋅層鈍化封閉劑配方（以配制5L濃縮液為例）：聚乙烯醇1799（若用2099，則黏度增大）200g,乙二醇丁醚130mL,OP-10乳化劑20mL。該配方適用于彩色、藍色鈍化膜的封閉處理，對防鋅層變色和白點有一定效果。在夏季潮濕天氣下，其抗白點的效果較好，但對耐鹽霧性能提高不多。配制方法：在鋁鍋中用熱水煮聚乙烯醇0.5h以上使其熔化，加入OP-10乳化劑后攪拌均勻，降溫后在攪拌下再加入二乙醇丁醚，混合均勻即可。使用方法：對于藍白與屯化，在最后一道熱水中加入封閉劑濃縮液6~7mL/L,浸漬后甩干；對于彩色鈍化，按濃縮液與蒸餾水的體積比1：3配成工作液后使用，溫度30~40°C,時間10~40s,浸漬后甩干。1.5.3酸性鍍錫封閉劑配方：由硬脂酸、OP乳化劑與三乙醇胺按質量比1:（0.5~1.0）:（0.25~0.50）配制而成（不加水），如1：1：0.25，即硬脂酸200g、OP乳化劑200g、三乙醇胺50g。該封閉劑能提到鍍錫層的抗變色能力和潤滑性，使小零件堆積體積明顯減小。配制方法：用電爐加熱使硬脂酸溶解后加入OP乳化劑，攪拌至乳濁狀，再加入三乙醇胺，攪拌至乳液透清（pH=9）即可。冷卻后產(chǎn)品似果凍狀（高溫下為透明溶液），封存。使用時，加熱使果凍狀處理劑熔化后，適量加入熱水中，攪拌均勻。使用方法：硬脂酸乳液10~20mL/L（15mL/L最佳），用去離子水或純凈水加至1L,溫度60-80°C（溫度低時硬脂酸會析出），時間3~6s,浸漬后不水洗，甩干即可。注意：硬脂酸乳液不能加得過多，否則手感發(fā)黏。要用有機溶劑來稀釋的封閉劑一般稱為油溶性封閉劑。鍍銀層有一個很大的缺陷，就是在空氣中遇到H2S、SO2容易變色，時間越長，腐蝕性氣體越濃，銀層的變色越快，甚至變?yōu)楹诤稚ｃy層變色后，不但影響夕卜觀，更重要的是影響電接觸件的導電性和可焊性。目前，在實際生產(chǎn)中應用較多的防銀變色處理措施有化學鈍化、電解鈍化、表面配位化合物保護膜和浸涂有機保護膜，又或者在銀層上再鍍一層耐蝕性的貴金屬，等等。這些方法各有利弊，需要因地制宜地進行選擇。—般的工藝流程是：鍍銀一回收f清洗一中和（或浸亮）一清洗一防變色處理。經(jīng)試驗研究后認為，幾種類型的鍍銀層處理膜的抗變色能力是：有機處理膜>電解鈍化膜>化學鈍化膜。北京郵電學院的DJB-823電接觸固體薄膜保護劑和西安中大科技有限公司的電接觸潤滑保護劑（電子油）被廣泛應用于鍍銀防變色處理。2.1.1DJB-823電接觸固體薄膜保護劑該產(chǎn)品是目前防銀變色效果較好的一種有機涂層，但由于是固體，難以直接涂覆在金屬表面，必須借助有機溶劑并加熱到一定溫度才能溶解，只有完全溶解后才能通過浸涂或刷涂，在金屬表面獲得均勻的涂層。溶液配制：2g/LDJB-823+60mL/L120#汽油+40mL/L正丁醇，60~70°C（水浴加熱）。使用方法：在60~70°C（水浴加熱）下浸漬0.5~1.0min，取出趁熱甩掉余液，隨后在110~120°C下烘干20min。如工件多時，需先放置10min左右，待溶劑揮發(fā)后再放入烘箱。若尺寸較大或在設備維修期間不便浸涂，可用干凈毛刷進行刷涂，隨后用電吹風以熱風吹干3~5min。注意事項：（1） 溶解時決不可用明火加熱，以防著火。（2） 溶液用過之后應及時加蓋密封，以防溶劑揮發(fā)而影響溶液濃度。2.1.2電接觸潤滑保護劑（電子油）鍍銀產(chǎn)品經(jīng)60~70°C熱水清洗后吹干，再放入60~70°C的烘箱內保溫30~40min，趁熱直接浸入電子油中5~10s,拿出后瀝干一下（減少帶出損耗），即得表面潔白光滑的銀層保護膜。金油封閉劑屬厚膜型封閉劑，適合深色（如橄欖色、黑色、軍綠色）鈍化、古銅等產(chǎn)品，操作比較方便，膜層油亮。若金油中加入適當?shù)娜玖希涌沙尸F(xiàn)真黑色和真軍綠色的視覺效果。使用時，金油（臺灣山大公司）加天那水（稀薄劑），體積比為1：7，浸涂后甩干、烘干。也可用H-11透明仿金漆（蘇州市新區(qū)特殊涂料廠）加稀釋劑，漆液厚薄由操作來調節(jié)。當產(chǎn)品某些部位存在鈍化膜擦傷、露點等疵病