CN101418443A - 连续热浸镀锌钢板用的无铬钝化液 - Google Patents
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Abstract
一种连续热浸镀锌钢板用的无铬钝化液，属于金属表面处理与防腐蚀技术领域。其组分和配比为：钼酸盐3～5g/L，钨酸盐5～15g/L，单宁酸3～15g/L，柠檬酸5～20g/L，双氧水10～30g/L，硅酸盐10～30g/L，pH值调节剂20～30g/L，其余为水。优点：由于不含有铬，因此对人体及环境无影响，成本低廉，与铬酸盐钝化液成本相当，约为已有技术中使用的无铬钝化液的30％，因此比已有技术中的组分中含有钼酸盐80～160g/L和钨酸盐16～32g/L的无铬钝化液成本下降10倍以上，而且钝化后的镀锌钢板耐盐雾腐蚀性能满足国家标准的要求，72h中性盐雾实验腐蚀面积小于5％，使用时既不改变原有工艺条件也不改变原有的使用设备。
Description
技术领域
本发明属于金属表面处理与防腐蚀技术领域，具体涉及一种连续热浸镀锌钢板用的无铬钝化液。
背景技术
热镀锌钢板广泛应用于汽车、建筑和家电等领域。在实际的储存和/或使用条件下，镀锌层表面经常因腐蚀而变成暗灰色，或者有白色的腐蚀产物沉积。为了防止这种现象，在使用前需要对镀锌板进行钝化处理，以提高其耐腐蚀性能，并增加其与涂层之间的结合力。传统的对镀锌层进行钝化处理的方法广泛地使用六价铬酸盐处理工艺。这种工艺有着优良的耐腐蚀性能、自修复作用和低廉的价格，一直受到人们的青睐。但是，由于六价铬致癌、有毒，因此欧盟自2006年开始实施电子、电器类产品无铬化，我国政府也严格限制了铬酸盐的排放。为了解决六价铬的污染问题，人们在致力于寻找镀锌层铬酸盐钝化的替代技术。
目前，国内外对无铬钝化的研究主要分两个方向，即无机盐钝化成膜工艺和有机物钝化成膜工艺。前者即无机盐钝化成膜工艺主要采用高价金属盐(钼酸盐、钨酸盐、硅酸盐、稀土盐等)与无机酸相混和，但是钼酸盐钝化膜在碱性和中性环境中耐腐蚀性能低于铬酸盐钝化，而且成本太高；钨酸盐钝化在性能上还略差于钼酸盐钝化；硅酸盐的耐腐蚀性能较差，并且形成氧化硅聚合物，对镀锌钢板的后续加工处理造成困难；稀土钝化形成的膜很薄，而且耗时太长，不适用于工业化生产。后者即有机物钝化成膜工艺主要是采用与水溶性的有机物或者有机酸添加有机金属缓蚀剂、螯合剂组成的。但是有机物钝化成膜工艺成本高、镀液的稳定性较差，镀液的补加及维护工艺复杂；有的钝化工艺甚至需要更新、改造设备。
中国发明专利申请号200810046857.4公开了一种用于镀锌钢板表面的无铬钝化液，配方中钼酸盐的组分为80-160g/L，钨酸盐的组分为16-32g/L，这和铬酸盐钝化液相比较，成本提高了10倍以上，显然难以为大规模的工业化生产所能承受。
综述上述情况，虽然国内外有众多研究机构以及生产厂商都在不懈地对镀锌层的无铬钝化所用的钝化液进行探索，并且也提出了各种各样的方案以及解决方法，但其相对于铬酸盐钝化液，其最大的不足之处是在满足国家标准的情况下成本远远超出预期。因此到目前为止，仍然没有一种无铬钝化剂(液)可以满足用户所期望的价格低廉的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述的不足，提供一种既能避免对人体和环境构成危害又可体现价格低廉和理想的耐蚀性的连续热浸镀锌钢板用的无铬钝化液。
本发明的任务是这样来完成的，一种连续热浸镀锌钢板用的无铬钝化液，其特征在于其组分和配比为：钼酸盐3～5g/L，钨酸盐5～15g/L，单宁酸3～15g/L，柠檬酸5～20g/L，双氧水10～30g/L，硅酸盐10～30g/L，pH值调节剂20～30g/L，其余为水。
本发明所述的pH值调节剂为磷酸。
本发明所述的钼酸盐为钼酸钠或钼酸钾或两者按任意配比而成的混合物。
本发明所述的钨酸盐为钨酸钠或钨酸钾或两者按任意比例配制而成的混合物。
本发明所述的硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾或两者按任意比例配制而成的混合物。
本发明所推荐的技术方案的优点：由于不含有铬，因此对人体及环境无影响，成本低廉，与铬酸盐钝化液成本相当，约为已有技术中使用的无铬钝化液的30％，因此比已有技术中的组分中含有钼酸盐80～160g/L和钨酸盐16～32g/L的无铬钝化液成本下降10倍以上，而且钝化后的镀锌钢板耐盐雾腐蚀性能满足国家标准的要求，72h中性盐雾实验腐蚀面积小于5％，使用时既不改变原有工艺条件也不改变原有的使用设备。
具体实施方式
实施例1：
钼酸钠3g/L，钨酸钠5g/L，单宁酸3g/L，柠檬酸5g/L，双氧水10g/L，硅酸钠10g/L，作为pH值调节剂的磷酸21g/L，其余为水，所得到的无铬钝化液的pH值为2.4。
实施例2：
钼酸钠4g/L，钨酸钠10g/L，单宁酸12g/L，柠檬酸20g/L，双氧水20g/L，硅酸钠30g/L，作为pH值调节剂的磷酸25g/L，其余为水，得到的无铬钝化液的pH值为2.0。
实施例3：
钼酸钾5g/L，钨酸钠12g/L，单宁酸15g/L，柠檬酸15g/L，双氧水25g/L，硅酸钾25g/L，磷酸28g/L，其余为水，得到的无铬钝化液的pH值为1.7。
实施例4：
钼酸钾3g/L，钨酸钾15g/L，单宁酸6g/L，柠檬酸10g/L，双氧水30g/L，硅酸钾20g/L，磷酸20g/L，其余为水，得到的无铬钝化液的pH值为2.5。
实施例5：
钼酸钾3g/L，钼酸钠1g/L，钨酸钾6g/L，钨酸钠2g/L，单宁酸9g/L，柠檬酸10g/L，双氧水15g/L，硅酸钠10g/L，硅酸钾5g/L，磷酸30g/L，其余为水，得到的无铬钝化液的pH值为1.5。
实施例6：
钼酸钾1g/L，钼酸钠4g/L，钨酸钾3g/L，钨酸钠8g/L，单宁酸3g/L，柠檬酸5g/L，双氧水10g/L，硅酸钾10g/L，硅酸钠10g/L，磷酸20g/L，其余为水，得到的无铬钝化液的pH值为2.5。
实施例7：
钼酸钠3g/L，钨酸钠12g/L，单宁酸15g/L，柠檬酸20g/L，双氧水25g/L，硅酸钠25g/L，磷酸23g/L，其余为水，所得到的无铬钝化液的pH值为2.2。
实施例8：
钼酸钾4g/L，钨酸钾10g/L，单宁酸6g/L，柠檬酸15g/L，双氧水20g/L，硅酸钾10g/L，磷酸26g/L，其余为水，得到的无铬钝化液的pH值为1.9。
实施例9：
钼酸钠5g/L，钨酸钠15g/L，单宁酸15g/L，柠檬酸20g/L，双氧水30g/L，硅酸钠30g/L，磷酸24g/L，其余为水，得到的无铬钝化液的pH值为2.1。
将连续热浸镀锌钢板表面采用化学脱脂除油，然后在0.6％的硝酸溶液中进行活化10～15s，再用去离子水冲洗后，放进本发明的由上述实施例1-9的任一实施例所得到的钝化液中钝化50～60s，采用实验橡胶棒辊涂除去多余的钝化液，75℃热风烘烤60s。检验标准采用GB/T 10125-1997人造气氛腐蚀试验盐雾试验标准，测量实验结束后出现白锈的面积来评价钝化膜的耐腐蚀性能。
应用例1：
按下列步骤：
1.脱脂：先对连续热浸镀锌钢板表面用汉高脱脂剂脱脂除油，再使经过脱脂除油后连续热浸镀锌钢板在质量百分比浓度为0.6％的硝酸溶液中进行活化10～15s，再用去离子水冲洗；
2.钝化处理：配取钝化液，取钼酸钠3g/L，钨酸钠5g/L，单宁酸3g/L，柠檬酸5g/L，双氧水10g/L，硅酸钠10g/L，磷酸21g/L，其余为水，钝化液的pH值为2.4，连续热浸镀锌钢板在钝化液中的钝化处理时间为50s，钝化结束后以75℃烘烤60s；
3.中性盐雾实验：参照国标GB/T 10125-1997，经过72h中性盐雾实验，试样表面白锈小于5％，说明钝化膜耐蚀性良好。
应用例2：
按下列步骤：
1.脱脂：先对连续热浸镀锌钢板表面用汉高脱脂剂脱脂除油，再使经过脱脂除油后连续热浸镀锌钢板在质量百分比浓度为0.6％的硝酸溶液中进行活化10～15s，再用去离子水冲洗；
2.钝化处理：配取钝化液，取钼酸钠4g/L，钨酸钠10g/L，单宁酸12g/L，柠檬酸20g/L，双氧水20g/L，硅酸钠30g/L，磷酸25g/L，其余为水，钝化液的pH值为2.0，连续热浸镀锌钢板在钝化液中的钝化处理时间为50s，钝化结束后以75℃烘烤60s；
3.中性盐雾实验：参照国标GB/T 10125-1997，经过72h中性盐雾实验，试样表面白锈小于4％，说明钝化膜耐蚀性良好。
应用例3：
按下列步骤：
1.脱脂：先对连续热浸镀锌钢板表面用汉高脱脂剂脱脂除油，再使经过脱脂除油后连续热浸镀锌钢板在质量百分比浓度为0.6％的硝酸溶液中进行活化10～15s，再用去离子水冲洗；
2.钝化处理：配取钝化液，取钼酸钾5g/L，钨酸钠12g/L，单宁酸315g/L，柠檬酸15g/L，双氧水25g/L，硅酸钾25g/L，磷酸28g/L，其余为水，钝化液的pH值为1.7，连续热浸镀锌钢板在钝化液中的钝化处理时间为50s，钝化结束后以75℃烘烤60s；
3.中性盐雾实验：参照国标GB/T 10125-1997，经过72h中性盐雾实验，试样表面白锈小于3％，说明钝化膜耐蚀性良好。
应用例4：
按下列步骤：
1.脱脂：先对连续热浸镀锌钢板表面用汉高脱脂剂脱脂除油，再使经过脱脂除油后连续热浸镀锌钢板在质量百分比浓度为0.6％的硝酸溶液中进行活化10～15s，再用去离子水冲洗；
2.钝化处理：配取钝化液，取钼酸钾3g/L，钨酸钾15g/L，单宁酸6g/L，柠檬酸10g/L，双氧水30g/L，硅酸钾20g/L，磷酸20g/L，其余为水，钝化液的pH值为2.5，连续热浸镀锌钢板在钝化液中的钝化处理时间为50s，钝化结束后以75℃烘烤60s；
3.中性盐雾实验：参照国标GB/T 10125-1997，经过72h中性盐雾实验，试样表面白锈小于4％，说明钝化膜耐蚀性良好。
应用例5：
按下列步骤：
1.脱脂：先对连续热浸镀锌钢板表面用汉高脱脂剂脱脂除油，再使经过脱脂除油后连续热浸镀锌钢板在质量百分比浓度为0.6％的硝酸溶液中进行活化10～15s，再用去离子水冲洗；
2.钝化处理：配取钝化液，取钼酸钾3g/L，钼酸钠1g/L，钨酸钾6g/L，钨酸钠2g/L，单宁酸9g/L，柠檬酸10g/L，双氧水15g/L，硅酸钠10g/L，硅酸钾5g/L，磷酸30g/L，其余为水，钝化液的pH值为1.5，连续热浸镀锌钢板在钝化液中的钝化处理时间为50s，钝化结束后以75℃烘烤60s；
3.中性盐雾实验：参照国标GB/T 10125-1997，经过72h中性盐雾实验，试样表面白锈小于4％，说明钝化膜耐蚀性良好。
应用例6：
按下列步骤：
1.脱脂：先对连续热浸镀锌钢板表面用汉高脱脂剂脱脂除油，再使经过脱脂除油后连续热浸镀锌钢板在质量百分比浓度为0.6％的硝酸溶液中进行活化10～15s，再用去离子水冲洗；
2.钝化处理：配取钝化液，取钼酸钾1g/L，钼酸钠4g/L，钨酸钾3g/L，钨酸钠8g/L，单宁酸3g/L，柠檬酸5g/L，双氧水10g/L，硅酸钾10g/L，硅酸钠10g/L，磷酸20g/L，其余为水，钝化液的pH值为2.5，连续热浸镀锌钢板在钝化液中的钝化处理时间为50s，钝化结束后以75℃烘烤60s；
3.中性盐雾实验：参照国标GB/T 10125-1997，经过72h中性盐雾实验，试样表面白锈小于5％，说明钝化膜耐蚀性良好。
应用例7：
按下列步骤：
1.脱脂：先对连续热浸镀锌钢板表面用汉高脱脂剂脱脂除油，再使经过脱脂除油后连续热浸镀锌钢板在质量百分比浓度为0.6％的硝酸溶液中进行活化10～15s，再用去离子水冲洗；
2.钝化处理：配取钝化液，取钼酸钠3g/L，钨酸钠12g/L，单宁酸15g/L，柠檬酸20g/L，双氧水25g/L，硅酸钠25g/L，磷酸23g/L，其余为水，钝化液的pH值为2.2，连续热浸镀锌钢板在钝化液中的钝化处理时间为50s，钝化结束后以75℃烘烤60s；
3.中性盐雾实验：参照国标GB/T 10125-1997，经过72h中性盐雾实验，试样表面白锈小于5％，说明钝化膜耐蚀性良好。
应用例8：
按下列步骤：
1.脱脂：先对连续热浸镀锌钢板表面用汉高脱脂剂脱脂除油，再使经过脱脂除油后连续热浸镀锌钢板在质量百分比浓度为0.6％的硝酸溶液中进行活化10～15s，再用去离子水冲洗；
2.钝化处理：配取钝化液，取钼酸钾4g/L，钨酸钾10g/L，单宁酸6g/L，柠檬酸15g/L，双氧水20g/L，硅酸钾10g/L，磷酸26g/L，其余为水，钝化液的pH值为1.9，连续热浸镀锌钢板在钝化液中的钝化处理时间为50s，钝化结束后以75℃烘烤60s；
3.中性盐雾实验：参照国标GB/T 10125-1997，经过72h中性盐雾实验，试样表面白锈小于3％，说明钝化膜耐蚀性良好。
应用例9：
按下列步骤：
1.脱脂：先对连续热浸镀锌钢板表面用汉高脱脂剂脱脂除油，再使经过脱脂除油后连续热浸镀锌钢板在质量百分比浓度为0.6％的硝酸溶液中进行活化10～15s，再用去离子水冲洗；
2.钝化处理：配取钝化液，取钼酸钠5g/L，钨酸钠15g/L，单宁酸15g/L，柠檬酸20g/L，双氧水30g/L，硅酸钠30g/L，磷酸24g/L，其余为水，钝化液的pH值为2.1，连续热浸镀锌钢板在钝化液中的钝化处理时间为50s，钝化结束后以75℃烘烤60s；
3.中性盐雾实验：参照国标GB/T 10125-1997，经过72h中性盐雾实验，试样表面白锈小于2％，说明钝化膜耐蚀性良好。
Claims (5)
1、一种连续热浸镀锌钢板用的无铬钝化液，其特征在于其组分和配比为：钼酸盐3～5g/L，钨酸盐5～15g/L，单宁酸3～15g/L，柠檬酸5～20g/L，双氧水10～30g/L，硅酸盐10～30g/L，pH值调节剂20～30g/L，其余为水。
2、根据权利要求1所述的连续热浸镀锌钢板用的无铬钝化液，其特征在于所述的pH值调节剂为磷酸。
3、根据权利要求1所述的连续热浸镀锌钢板用的无铬钝化液，其特征在于所述的钼酸盐为钼酸钠或钼酸钾或两者按任意配比而成的混合物。
4、根据权利要求1所述的连续热浸镀锌钢板用的无铬钝化液，其特征在于所述的钨酸盐为钨酸钠或钨酸钾或两者按任意比例配制而成的混合物。
5、根据权利要求1所述的连续热浸镀锌钢板用的无铬钝化液，其特征在于所述的硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾或两者按任意比例配制而成的混合物。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20161010 Granted publication date: 20100317 |
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| RINS | Preservation of patent right or utility model and its discharge | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20170410 Granted publication date: 20100317 |