電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液及其制備方法,組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下:釩酸鋅3~8份,釩酸鋰5~15份,偏釩酸鉀1~6份,酒石酸2~10份,苯甲酸鈉2~6份,氯化鈦3~10份,二酚基丙烷1~6份,丙二酸2~8份,乙烯基硅烷1~6份,表面活性劑2~10份,鉬酸鹽3~12份,聚乙烯醇0.1~2份,水30~50份。鈍化液所形成的鈍化膜可以大大提高金屬和漆膜之間的結(jié)合力,鈍化液中不含鉻,在生產(chǎn)過程和使用過程中對人和環(huán)境都是無害的,產(chǎn)品無色透明,鈍化的電鍍鋅鋼板中性鹽霧試驗(yàn)中200h無銹。
【專利說明】
電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于金屬表面處理化學(xué)品技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種電鍍鋅鋼板表面處理無 鉻鈍化液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬的腐蝕給人類社會財(cái)富造成極大的損失,特別是與人的社會生活關(guān)系極為密 切的鋼鐵,鍍鋅是提高鋼鐵抗大氣腐蝕的有效方法,廣泛應(yīng)用于航空、電力、交通、建筑、機(jī) 械等行業(yè)。通常采用的方法有電鍍、浸鍍和噴鍍?nèi)N。在多種環(huán)境下,鋅的腐蝕電位比較低 相對于大多數(shù)金屬材料,當(dāng)鋼鐵基體受到腐蝕時(shí),鋅鍍層作為陽極優(yōu)先溶解,從而保護(hù)了鋼 鐵基體。金屬鋅的化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑,雖然在大氣中的腐蝕速率比較低,但在潮濕環(huán)境中, 裸露的鍍鋅層表面很快變暗,形成白色疏松的腐蝕產(chǎn)物稱為白銹,且腐蝕產(chǎn)物基本上對基 體無保護(hù)性,因此,鍍鋅后通常對其表面進(jìn)行防蝕處理。如何防腐蝕是金屬表面處理科學(xué)的 主攻方向。
[0003] 為了降低鋅的化學(xué)活性,往往采用鉻酸鹽溶液來鈍化處理,使其表面形成一層鉻 酸鹽轉(zhuǎn)化膜。這層膜正式的名稱叫做"鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜",電鍍行業(yè)稱為"鍍鋅層鈍化膜",或簡 稱"鍍鋅鈍化"。鋅合金層表面的鉻酸鹽膜在侵蝕性環(huán)境中表現(xiàn)出了良好的耐蝕性,并且是 有劇毒的鍋的合適替代。鋅的鉻酸鹽鈍化發(fā)展到今天已經(jīng)有上百年的歷史,其成膜機(jī)理及 生產(chǎn)工藝都已相當(dāng)成熟。膜層的物理化學(xué)性能非常好,因而在鍍件上的應(yīng)用極其廣泛。歷史 上應(yīng)用最普遍的鈍化處理工藝是鉻酸鹽鈍化處理,鉻酸鹽鈍化液性能穩(wěn)定,成本低廉,鈍化 工藝簡單,鈍化膜光澤性和抗蝕性能好,得到廣泛應(yīng)用,因此對鉻酸鹽鈍化膜的研究也最 多。傳統(tǒng)的鉻酸鹽鈍化液通常是由六價(jià)鉻化合物、三價(jià)鉻化合物、導(dǎo)電鹽、絡(luò)合劑等組成。在 鈍化膜形成的過程中發(fā)生鋅的溶解、鉻酸根還原以及三價(jià)鉻凝膠的析出,這些反應(yīng)形成了 鈍化膜的骨架,隨后鉻酸鹽以堿式鹽的形式吸附于凝膠上形成面層,至此生成了完整的六 價(jià)鉻鈍化層。當(dāng)鈍化層因外力而刮傷后,在潮濕的空氣中六價(jià)鉻化合物溶于水并與露出的 鋅層起反應(yīng)一即再次進(jìn)行鈍化處理,從而使鈍化膜得到修復(fù),亦被稱作六價(jià)鉻鈍化的自愈 能力。由于鉻酸鹽膜較薄,在高強(qiáng)度下易破裂,影響抗蝕性,而且六價(jià)鉻對人體及環(huán)境都有 一定的危害,隨著人們環(huán)境意識的增強(qiáng),近年來逐漸采用無鉻或低鉻與有機(jī)物相結(jié)合的鈍 化液進(jìn)行熱鍍鋅后處理,達(dá)到良好效果,對這種鈍化膜的研究也較多。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液及其制備方法,鈍化液 所形成的鈍化膜可以大大提高金屬和漆膜之間的結(jié)合力,鈍化液中不含鉻,在生產(chǎn)過程和 使用過程中對人和環(huán)境都是無害的,產(chǎn)品無色透明,電鍍鋼板鈍化處理后顏色改變不明顯, 穩(wěn)定性好,采用該鈍化液得到的鈍化膜具有良好的保護(hù)性能,鈍化的電鍍鋅鋼板中性鹽霧 試驗(yàn)中200h無銹。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)手段為: 一種電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下:釩酸鋅3~8份,釩 酸鋰5~15份,偏釩酸鉀1~6份,酒石酸2~10份,苯甲酸鈉2~6份,氯化鈦3~10份,二酚基丙 烷1~6份,丙二酸2~8份,乙烯基硅烷1~6份,表面活性劑2~10份,鉬酸鹽3~12份,聚乙烯醇 0.1~2份,水30~50份。
[0006] 所述鉬酸鹽為鉬酸鈉或者鉬酸銨。
[0007] 所述表面活性劑為單寧酸或者十六烷基溴代吡啶。
[0008] 所述電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下:釩酸鋅4~7 份,釩酸鋰8~12份,偏釩酸鉀2~5份,酒石酸4~8份,苯甲酸鈉3~5份,氯化鈦5~8份,二酚基 丙烷2~5份,丙二酸4~6份,乙烯基硅烷2~5份,表面活性劑4~8份,鉬酸鹽6~10份,聚乙烯醇 0.5~1.5份,水35~45份。
[0009] 所述電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下:釩酸鋅5.5 份,釩酸鋰10份,偏釩酸鉀3.5份,酒石酸6份,苯甲酸鈉4份,氯化鈦6.5份,二酚基丙烷3.5 份,丙二酸5份,乙烯基硅烷3.5份,表面活性劑6份,鉬酸鹽8份,聚乙烯醇1份,水40份。
[0010]所述電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液的制備方法,將聚乙烯醇溶解于1/4工作體 積的水中,加熱至70~90°C,冷卻后加入剩余組分,攪拌均勻即得到電鍍鋅鋼板表面處理無 鉻鈍化液。
[0011] 優(yōu)選加熱至80 °C。
[0012] 得到的無鉻鈍化液主要用于鍍鋅鋼板表面的鈍化處理,處理方法為:鋼板電鍍鋅 后,立即用自來水沖洗干凈,冷風(fēng)吹干,然后采用輥涂的方法將鈍化液均勻涂覆到電鍍鋅鋼 板表面;在180~250°C下烘烤4~6min;自然冷卻即可。
[0013] 有益效果:本發(fā)明提供的電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,鈍化液所形成的鈍化 膜可以大大提高金屬和漆膜之間的結(jié)合力,鈍化液中不含鉻,在生產(chǎn)過程和使用過程中對 人和環(huán)境都是無害的,產(chǎn)品無色透明,電鍍鋼板鈍化處理后顏色改變不明顯,穩(wěn)定性好,采 用該鈍化液得到的鈍化膜具有良好的保護(hù)性能,鈍化的電鍍鋅鋼板中性鹽霧試驗(yàn)中200h無 銹。生產(chǎn)容易,成本低,用途廣泛。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1 一種電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下:釩酸鋅3份,釩酸 鋰15份,偏釩酸鉀1份,酒石酸2份,苯甲酸鈉6份,氯化鈦10份,二酚基丙烷1份,丙二酸8 份,乙烯基硅烷6份,表面活性劑單寧酸2份,鉬酸銨12份,聚乙烯醇0.1份,水30份。
[0015] 將聚乙烯醇溶解于1/4工作體積的水中,加熱至80°C,冷卻后加入剩余組分,攪拌 均勻即得到電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液。
[0016] 實(shí)施例2 一種電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下:釩酸鋅8份,釩酸 鋰5份,偏釩酸鉀6份,酒石酸10份,苯甲酸鈉2份,氯化鈦10份,二酚基丙烷6份,丙二酸2 份,乙烯基硅烷1份,表面活性劑十六烷基溴代吡啶10份,鉬酸鈉3份,聚乙烯醇2份,水50 份。
[0017] 將聚乙烯醇溶解于1/4工作體積的水中,加熱至80°C,冷卻后加入剩余組分,攪拌 均勻即得到電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液。
[0018] 實(shí)施例3 一種電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下:釩酸鋅4份,釩酸 鋰12份,偏釩酸鉀2份,酒石酸8份,苯甲酸鈉3份,氯化鈦5份,二酚基丙烷2份,丙二酸6份, 乙烯基硅烷2份,表面活性劑單寧酸4份,鉬酸銨6份,聚乙烯醇1.5份,水35份。
[0019] 將聚乙烯醇溶解于1/4工作體積的水中,加熱至80°C,冷卻后加入剩余組分,攪拌 均勻即得到電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液。
[0020] 實(shí)施例4 一種電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下:釩酸鋅7份,釩酸 鋰8份,偏釩酸鉀5份,酒石酸4份,苯甲酸鈉5份,氯化鈦8份,二酚基丙烷5份,丙二酸4份, 乙烯基硅烷5份,表面活性劑十六烷基溴代吡啶8份,鉬酸鈉10份,聚乙烯醇0.5份,水45 份。
[0021] 將聚乙烯醇溶解于1/4工作體積的水中,加熱至80°C,冷卻后加入剩余組分,攪拌 均勻即得到電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液。
[0022] 實(shí)施例5 一種電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下:釩酸鋅5.5份,釩 酸鋰10份,偏釩酸鉀3.5份,酒石酸6份,苯甲酸鈉4份,氯化鈦6.5份,二酚基丙烷3.5份,丙 二酸5份,乙烯基硅烷3.5份,表面活性劑單寧酸6份,鉬酸銨8份,聚乙烯醇1份,水40份。 [0023]將聚乙烯醇溶解于1/4工作體積的水中,加熱至80°C,冷卻后加入剩余組分,攪拌 均勻即得到電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液。
[0024] 將電鍍鋅鋼板用DK7732型電火花數(shù)控線切割機(jī)床加工成規(guī)格為13mmX13mmX5mm 的小片,打磨,直到表面露出金屬光澤、平整且無劃痕即可,作為測試樣品,采用實(shí)施例1~5 的電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液進(jìn)行涂覆鈍化,200 °C干燥5min,自然冷卻,得到的鈍化 膜厚度為1.5g/m2,然后進(jìn)行性能測試,結(jié)果見表1。
[0025] 參照機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6073-1992,采用全浸腐蝕試驗(yàn)測定電鍍鋅鋼板表面處 理無鉻鈍化液在鋁合金表面形成涂層的耐蝕性能:取樣品浸入5% NaCl溶液中浸泡,試樣 用塑料繩懸掛,上端距液面大于2cm,溶液pH值為6.5,每隔六天更換一次鹽水,敞口放 置,溫度10 ± 2°C,記錄每個樣品出現(xiàn)第一個紅銹的時(shí)間,耐蝕時(shí)間作為耐蝕性評價(jià)結(jié)果,結(jié) 果見表1。。
[0026]中性鹽霧試驗(yàn): 試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度保持在25°C,壓縮空氣要預(yù)熱到35°C之間并調(diào)節(jié)到足夠的壓力。氯化 納溶液的質(zhì)量濃度為5%± 1%,冷凝后溶液的pH值在6.5-7.2之間。在鹽霧試驗(yàn)過程中,降霧 量應(yīng)控制在如下范圍:每80cm2水平面內(nèi),每小時(shí)收集的降霧量平均為1.0~2.0ml之間,將實(shí) 施例5涂覆的試樣放置在試驗(yàn)箱中進(jìn)行連續(xù)噴鹽,觀察不同時(shí)間的形貌和腐蝕程度,結(jié)果見 表2。
[0027]涂膜附著力實(shí)驗(yàn): 在試驗(yàn)片的涂膜上間隔1mm刻畫橫豎垂直的線,根據(jù)斷開處裂痕擴(kuò)展的大小判定涂膜 的脆性及對本材質(zhì)的附著性能是否良好,結(jié)果見表1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,其特征在于組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下:釩 酸鋅3~8份,釩酸鋰5~15份,偏釩酸鉀卜6份,酒石酸2~10份,苯甲酸鈉2~6份,氯化鈦3~ 10份,二酚基丙烷1~6份,丙二酸2~8份,乙烯基硅烷1~6份,表面活性劑2~10份,鉬酸鹽3~ 12份,聚乙烯醇0.1~2份,水30~50份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,其特征在于:所述鉬酸鹽為鉬 酸鈉或者鉬酸銨。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,其特征在于:所述表面活性劑 為單寧酸或者十六烷基溴代吡啶。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,其特征在于:組分及各組分質(zhì) 量份數(shù)如下:釩酸鋅4~7份,釩酸鋰8~12份,偏釩酸鉀2~5份,酒石酸4~8份,苯甲酸鈉3~5 份,氯化鈦5~8份,二酚基丙烷2~5份,丙二酸4~6份,乙烯基硅烷2~5份,表面活性劑4~8份,鉬 酸鹽6~10份,聚乙烯醇0.5~1.5份,水35~45份。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液,其特征在于:組分及各組分質(zhì) 量份數(shù)如下:釩酸鋅5.5份,釩酸鋰10份,偏釩酸鉀3.5份,酒石酸6份,苯甲酸鈉4份,氯化 鈦6.5份,二酚基丙烷3.5份,丙二酸5份,乙烯基硅烷3.5份,表面活性劑6份,鉬酸鹽8份,聚 乙烯醇1份,水40份。6. 權(quán)利要求1所述電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液的制備方法,其特征在于,將聚乙烯 醇溶解于1/4工作體積的水中,加熱至70~90°C,冷卻后加入剩余組分,攪拌均勻即得到電鍍 鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電鍍鋅鋼板表面處理無鉻鈍化液的制備方法,其特征在于:加 熱至80°C。
【文檔編號】C23C22/40GK105951078SQ201610474467
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】灝や負(fù), 尤為
【申請人】無錫伊佩克科技有限公司