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