CN103350539A

CN103350539A - 耐高温防腐蚀镀铝锌钢板及其制备方法

Info

Publication number: CN103350539A
Application number: CN2013103104582A
Authority: CN
Inventors: 李丽; 王海英; 姚天宇
Original assignee: JIANGSU COLD-ROLLED TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU COLD-ROLLED TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2013-10-16

Abstract

一种耐高温防腐蚀镀铝锌钢板及其制备方法，属于涂覆层钢板技术领域。包括基板、结合于基板一侧表面的第一结构层、结合于基板另一侧表面的第二结构层和结合于第一结构层的表面的钝化层，特点：在钝化层的表面结合有耐高温防腐蚀层。步骤：选择表面无瑕疵的冷轧钢板，对冷轧钢板的表面进行清洗后烘干，得到基板；将结构层材料涂覆到基板一侧表面而形成第一结构层，同时涂覆到基板另一侧表面而形成第二结构层；由钝化剂对第一结构层的表面进行钝化、干燥处理；以辊涂方式将耐高温防腐蚀涂料涂覆到钝化层的表面，再经煅烧固化，得到成品。具有在高温环境下长时间连续工作不会出现腐蚀的效果并且不会产生爆裂龟裂之类的情形。

Description

耐高温防腐蚀镀铝锌钢板及其制备方法

技术领域

本发明属于涂覆层钢板技术领域，具体涉及一种耐高温防腐蚀镀铝锌钢板，并且还涉及其制备方法。

背景技术

由于镀铝锌钢板的耐大气腐蚀能力是热镀锌钢板的2-6倍，又由于其具有热镀锌板和热镀铝板无可与其媲美的耐水腐蚀性，还由于其具有拔萃的耐热抗氧化性而得以在300℃下长期使用不变色并且在500℃左右长期使用仍能表现出良好的耐水、耐土壤腐蚀能力，因而被广泛用作诸如烟囱、输送高温介质的管道、高温炉具、烤箱、汽车尾气排放管和各类催化换热器的防热隔热罩等的材料。但是，公知的即目前广为使用于并非限于例举的前述产品和场合的镀铝锌钢板在温度达到550℃以上时，往往会表现出钢板漆膜耐冷热交替能力脆弱的现象，具体而言，易出现爆漆、龟裂，从而影响产品的质量。这里所讲的漆膜实质上是指分别结合在基板的一侧以及另一侧表面的AlSi镀层，所述的爆漆龟裂实质上是指AlSi镀层形成的氧化铝膜与基板之间产生分脱。

中国发明专利申请公布号推荐的“一种高温镀层钢板制造方法及其耐高温镀层钢板”教导了在带钢出熔融镀液并经气刀吹扫之后将由陶瓷、金属基陶瓷、金属、金属间化合物、金属氧化物的一种或几种充任的纳米硬质颗粒通过输送装置均匀地输送到带钢表面并与处于熔融状态的镀层相结合，经冷却后在表面形成一层分布的硬质纳米颗粒（颗粒粒径为10-100nm）的表面层。该专利申请方案的积极意义在于提升镀层的更度与韧性，即解决了先有技术中提高涂层硬度以牺牲其韧性为代价之间的矛盾，而牺牲韧性则增大脆性，从而引起爆裂。具体可参见该专利的说明书第0004段以及0010至0018段。

由于上述专利申请针对的是热镀锌板，又由于上述专利申请是为改善涂层的硬度与韧性兼备而提出的，还由于直接将纳米硬质颗粒与处于熔融状态的锌液层相结合的结合效果值得商榷，更而由于热镀锌钢板并不适合申请人在上面例举的场合，等等，因此该专利申请方案对于显著改善镀铝锌钢板的耐高温防腐蚀方面不具有可借鉴的技术意义。

毫无疑问，开发在高温环境如100-1000℃下能够表现出卓越的防腐蚀效果而藉以满足在高温环境下长时间连续工作要求的镀铝锌钢板具有积极意义，为此，本申请人作了积极而有益的探索，并且进行了大量的实验，终于形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

本发明的首要任务在于提供一种有助于体现优异的耐高温防腐蚀能力而藉以满足在高温环境下长时间连续工作要求以及有利于避免在使用过程中出现诸如涂层爆裂和/或龟裂而藉以延长使用寿命的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板。

本发明的另一任务在于提供一种耐高温防腐蚀镀铝锌钢板的制备方法，由该方法得到的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板能保障在所述高温环境下长时间连续工作并且不爆裂及龟裂的技术效果的全面体现。

本发明的首要任务是这样来完成的，一种耐高温防腐蚀镀铝锌钢板，包括基板、结合于基板在使用状态下朝向外的一侧表面的第一结构层、结合于基板在使用状态下朝向内的一侧表面的第二结构层和结合于第一结构层的表面的钝化层，特征在于；在所述钝化层的表面结合有耐高温防腐蚀层。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的第一结构层和第二结构层的厚度均为10-40μm。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的钝化层为厚度50nm-2μm的三价铬。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的耐高温防腐蚀层的厚度为20-50μm。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的第一结构层和第二结构层均为铝锌硅合金。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的铝锌硅合金的化学元素及其质量百分比为：53-57%的铝、42-45%的锌和1-3%的硅。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的耐高温防腐蚀层由以下重量份数的原料构成：有机硅5-20份、改性有机硅树脂35-70份、滑石粉3-10份、云母粉5-15份、磷酸锌与钼酸锌按重量比1∶1相混合的混合物3-15份、正丁醇5-15份、偶联剂1-3份、二氧化硅2-4份和辛酸盐1-3份，其中：偶联剂为KH-792或KH-900。

本发明的另一任务是这样来完成的，一种耐高温防腐蚀镀铝锌钢板的制备方法，包括以下步骤：

A）钢板清洗，选择表面无瑕疵的冷轧钢板，并且对冷轧钢板的表面进行清洗，在清洗后烘干，得到基板；

B）涂覆结构层，将结构层材料涂覆到基板在使用状态下朝向外的一侧表面而藉以在该朝向外的一侧表面形成第一结构层，并且同时涂覆到基板在使用状态下朝向内的一侧表面藉以在该朝向内的一侧表面形成第二结构层；

C）钝化，由钝化剂对第一结构层的表面进行钝化处理，并且在钝化后进行干燥处理，藉以在第一结构层的表面形成钝化层；

D）耐高温防腐蚀处理，以辊涂方式将耐高温防腐蚀涂料涂覆到钝化层的表面，再经煅烧固化，得到在钝化层的表面形成有耐高温防腐蚀层的耐高温防腐蚀镀锌钢板。

在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤A）中所述的无瑕疵的冷轧钢板是指表面无结痂、凹坑和/或微裂纹的冷轧钢板；步骤B）中所述的涂覆为浸渍提拉法涂覆；步骤C）中所述的钝化剂为质量浓度为25-35g/L三价铬溶液，所述钝化的温度为常温，所述干燥处理的干燥温度为60-85℃，干燥时间为40-70s。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤D）中所述的煅烧固化的温度为200-250℃，煅烧固化的时间为25-70s。

本发明提供的技术方案由于在钝化层的表面结合有耐高温防腐蚀层，因而具有在高温环境下长时间连续工作不会出现腐蚀的效果并且不会产生爆裂龟裂之类的情形。

附图说明

图1为本发明的实施例结构图。

具体实施方式

实施例1：

图1所示结构的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板的制备方法包括以下步骤：

A）钢板清洗，选择表面无结痂、凹坑和/或微裂纹之类的瑕疵的冷轧钢板，并且对冷轧钢板的两侧表面先进行盘刷清洗，再进行碱洗和电解清洗，以去除表面氧化皮层（皮膜）和/或油污，清洗后引入烘干隧道烘干，得到基板1，在本步骤中，对冷轧钢板的厚度不需要进行限定，因为通常可以按照用户要求或者按照使用场所的不同而在厚度为0.1-4.5㎜的范围内进行选择；

B）涂覆，采用浸渍提拉法将结构层材料涂覆到由步骤A）得到的基板1在使用状态下朝向外的一侧表面而藉以在该朝向外的一侧表面形成第一结构层2，并且同时采用浸渍提拉法将结构层材料涂覆到基板1在使用状态下朝向内的一侧表面藉以在该朝向内的一侧表面形成第二结构层3，也就是说，第一、第二结构层2、3同时由浸渍提拉法涂覆于基板1在使用状态下朝向外的一侧表面和朝向内的一侧表面，本实施例中，第一结构层2和第二结构层3的厚度均为15μm，并且第一结构层2和第二结构层3的材料均为铝锌硅，即铝锌硅三元材料，其中：铝的质量百分比为55%、锌的质量百分比为43.5%和硅的质量百分比为1.5%，当基板1在浸渍提拉状态下途经镀锅时便粘附于基板1在使用状态下朝向外的一侧以及朝向内的一侧表面；

C）钝化，用辊涂方式将质量浓度为35g/L的三价铬溶液作为钝化剂在常温下涂覆到由步骤B）得到的第一结构层2的表面，并且在钝化后即在涂覆后引入烘干隧道干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为70s，从而在第一结构层2的表面形成即结合有厚度为300nm的钝化层4；

D）耐高温防腐蚀处理，以辊涂方式将耐高温防腐蚀涂料涂覆到由步骤C）得到的钝化层4的表面，而后进行煅烧固化，煅烧固化温度为200℃，煅烧固化时间为55s，得到由图1所示的在钝化层4的表面结合有厚度为20μm的耐高温防腐蚀层5的耐高温防腐蚀镀锌钢板，其中：所述耐高温防腐蚀层5由以下重量份数的原料构成：有机硅5份、改性有机硅树脂65份、滑石粉5份、云母粉6份、磷酸锌与钼酸锌按重量比1∶1相混合的混合物5份、正丁醇10份、偶联剂（KH-792）1份、二氧化硅2份和辛酸盐1份。所述的有机硅优选采用由中国广东省广州市翔鹰化学助剂有限公司生产的并且在本申请日以前在市场公开销售的牌号为XS-A-201有机硅；所述的改性有机硅树脂优选采用由中国上海力达化工有限公司生产的并且在本申请提出以前在市场公开销售的牌号为CH-Ⅱ有机硅树脂；所述的辛酸盐采用由中国江苏省无锡市紫金化工助剂有限公司生产的并且在本申请提出以前在市场销售的牌号为D3N-HA辛酸盐。

实施例2：

仅将步骤A）中的清洗改为对冷轧钢板的两侧表面先进行盘刷清洗，再进行酸洗和电解洗；将步骤B）中的第一结构层2和第二结构层3的厚度改为25μm，将铝锌硅三元材料的铝的质量百分比改为57%、锌的含量百分比改为42%以及硅的质量百分比改为1%；将步骤C）中的三价铬溶液的质量浓度改为25g/L，将干燥温度和干燥时间分别改为85℃和40s，将钝化层4的厚度过改为1μm；将步骤D）中的煅烧温度和煅烧时间分别改为220℃和45s，将耐高温防腐蚀层5的厚度改为35μm，将构成耐高温防腐蚀层5的原料的重量份数改为：有机硅10份、改性有机硅树脂50份、滑石粉10份、云母粉7份、磷酸锌与钼酸锌按重量比1∶1相混合的混合物7份、正丁醇15份、偶联剂（KH-900）2份、二氧化硅4份和辛酸盐3份。其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

仅将步骤A）中的清洗改为对冷轧钢板的两侧表面先进行碱洗，再进行酸洗；将步骤B）中的第一结构层、第二结构层2、3的厚度改为40μm，将铝锌硅三元材料的铝的质量百分比改为53%、锌的含量百分比改为44.5%以及硅的质量百分比改为2.5%；将步骤C）中的三价铬溶液的质量浓度改为30g/L，将干燥温度和干燥时间分别改为70℃和55s，将钝化层4的厚度过改为2μm；将步骤D）中的煅烧温度和煅烧时间分别改为250℃和25s，将耐高温防腐蚀层5的厚度改为50μm，将构成耐高温防腐蚀层5的原料的重量份数改为：有机硅20份、改性有机硅树脂70份、滑石粉3份、云母粉15份、磷酸锌与钼酸锌按重量比1∶1相混合的混合物3份、正丁醇5份、偶联剂（KH-792）3份、二氧化硅3份和辛酸盐2份。其余均同对实施例1的描述。

由上述实施例1至3得到的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板可耐850℃以上的高温，得以在100-1000高温环境下持久地工作，并且经质量百分比浓度为5%的NaCl（氯化钠）中性盐雾试验500小时不生锈，不剥落。

Claims

1.一种耐高温防腐蚀镀铝锌钢板，包括基板(1)、结合于基板(1)在使用状态下朝向外的一侧表面的第一结构层(2)、结合于基板(1)在使用状态下朝向内的一侧表面的第二结构层(3)和结合于第一结构层(2)的表面的钝化层(4)，其特征在于；在所述钝化层(4)的表面结合有耐高温防腐蚀层(5)。

2.根据权利要求1所述的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板，其特征在于所述的第一结构层(2)和第二结构层(3)的厚度均为10-40μm。

3.根据权利要求1所述的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板，其特征在于所述的钝化层(4)为厚度50nm-2μm的三价铬。

4.根据权利要求1所述的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板，其特征在于所述的耐高温防腐蚀层(5)的厚度为20-50μm。

5.根据权利要求1或2所述的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板，其特征在于所述的第一结构层(2)和第二结构层(3)均为铝锌硅合金。

6.根据权利要求5所述的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板，其特征在于所述的铝锌硅合金的化学元素及其质量百分比为：53-57%的铝、42-45%的锌和1-3%的硅。

7.根据权利要求1或4所述的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板，其特征在于所述的耐高温防腐蚀层(5)由以下重量份数的原料构成：有机硅5-20份、改性有机硅树脂35-70份、滑石粉3-10份、云母粉5-15份、磷酸锌与钼酸锌按重量比1∶1相混合的混合物3-15份、正丁醇5-15份、偶联剂1-3份、二氧化硅2-4份和辛酸盐1-3份，其中：偶联剂为KH-792或KH-900。

8.一种如权利要求1所述的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A）钢板清洗，选择表面无瑕疵的冷轧钢板，并且对冷轧钢板的表面进行清洗，在清洗后烘干，得到基板(1)；

B）涂覆结构层，将结构层材料涂覆到基板(1)在使用状态下朝向外的一侧表面而藉以在该朝向外的一侧表面形成第一结构层(2)，并且同时涂覆到基板(1)在使用状态下朝向内的一侧表面藉以在该朝向内的一侧表面形成第二结构层(3)；

C）钝化，由钝化剂对第一结构层(2)的表面进行钝化处理，并且在钝化后进行干燥处理，藉以在第一结构层(2)的表面形成钝化层(4)；

D）耐高温防腐蚀处理，以辊涂方式将耐高温防腐蚀涂料涂覆到钝化层(4)的表面，再经煅烧固化，得到在钝化层(4)的表面形成有耐高温防腐蚀层(5)的耐高温防腐蚀镀锌钢板。

9.根据权利要求8所述的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于步骤A）中所述的无瑕疵的冷轧钢板是指表面无结痂、凹坑和/或微裂纹的冷轧钢板；步骤B）中所述的涂覆为浸渍提拉法涂覆；步骤C）中所述的钝化剂为质量浓度为25-35g/L三价铬溶液，所述钝化的温度为常温，所述干燥处理的干燥温度为60-85℃，干燥时间为40-70s。

10.根据权利要求8所述的耐高温防腐蚀镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于步骤D）中所述的煅烧固化的温度为200-250℃，煅烧固化的时间为25-70s。