CN103572273B - 彩色钝化镀锌钢板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种彩色钝化镀锌钢板的制作方法，将配置好的三价铬钝化液采用辊涂法常温下镀在镀锌钢板的表面。钝化后形成一层薄而致密的薄膜，这层独立存在的氧化膜把金属与外界隔开，使金属处于钝化态。根据辊涂机涂布辊与钢带的速比不同，可以得到不同颜色的钝化膜。钝化膜色彩鲜艳不易变色、成膜均匀不易脱落，耐蚀性能达到甚至优于传统的六价铬钝化工艺，中性盐雾耐白锈时间大于120h。

Description

彩色钝化镀锌钢板及其制作方法
技术领域
本发明涉及装饰材料加工领域，特别是涉及一种彩色钝化镀锌钢板及其制作方法。
背景技术
镀锌钢板在汽车、建材、家用电器等工业中被大量应用。镀锌层相对于钢铁基体是阳极镀层，它除了对基体有机械保护作用外，更重要的是具有电化学保护作用。然而，由于锌处于元素周期表的第ⅡB族元素，化学性质比较活泼，它在湿度高于70％的大气中，其表面易腐蚀，产生白锈。为了减缓白锈的生成，通常在镀锌层表面钝化，形成一层化学稳定性较高的铬酸盐薄膜，以提高它的耐蚀性。在镀锌钢板表面进行钝化，可以改善镀锌层的表面结构及光泽，提高镀锌层的耐蚀性能及使用寿命，改进涂层与基体金属的结合力。
多年来，镀锌层的钝化处理采用的是铬酸和铬酸盐钝化，传统的钝化工艺采用六价铬钝化。但是六价铬有剧毒且具有致癌、致畸和诱发基因突变的作用。随着社会和经济的发展，从保护生态环境及人类健康的角度出发，六价铬钝化工艺将逐渐被淘汰。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种彩色钝化镀锌钢板及其制作方法，采用三价铬钝化液，钝化后形成一层薄而致密的彩色钝化膜，不仅能提高钢板的耐腐蚀性能，且工艺环保，不含Cr6+，并具有较好的装饰性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种彩色钝化镀锌钢板，采用三价铬钝化液在钢板表面形成彩色钝化膜，所述钝化液包括：
Cr3+盐：15-30g/L
络合剂：15-25g/L
氧化剂：20-30g/L
耐盐雾添加剂：5-15g/L
成膜促进剂：3-10g/L。
在本发明一个较佳实施例中，所述Cr3+盐是硝酸铬、卤化铬和硫酸铬中的一种或者两种。
在本发明一个较佳实施例中，所述络合剂是柠檬酸、草酸、葡萄糖酸和丙二酸中的一种或者多种；所述氧化剂是硝酸钠、氯化钠或者硝酸钾；耐盐雾添加剂是硝酸铈、硫酸钴、氟化氢铵、丙烯酸树脂，其中的至少一种；成膜促进剂选用胡萝卜素。
本发明的另一个目的是提供一种彩色钝化镀锌钢板的制作方法，具体步骤包括：
（100）、配置钝化液：所述钝化液包括：
Cr3+盐：15-30g/L
络合剂：15-25g/L
氧化剂：20-30g/L
耐盐雾添加剂：5-15g/L
成膜促进剂：3-10g/L；
（200）、钝化：将配置好的三价铬钝化液采用辊涂法常温下镀在镀锌钢板的表面，根据所要形成的钝化膜颜色，调节辊涂机涂布辊与钢带的速比；
（300）、干燥老化：将钝化清洗后的镀锌钢板进入烘干隧道，进行干燥老化。
在本发明一个较佳实施例中，所述Cr3+盐是硝酸铬、卤化铬和硫酸铬中的一种或者两种。
在本发明一个较佳实施例中，所述络合剂是柠檬酸、草酸、葡萄糖酸和丙二酸中的一种或者多种；所述氧化剂是硝酸钠、氯化钠或者硝酸钾；耐盐雾添加剂是硝酸铈、硫酸钴、氟化氢铵、丙烯酸树脂，其中的至少一种；成膜促进剂选用胡萝卜素。
在本发明一个较佳实施例中，所述钝化液的pH值范围为2.0-3.5，钝化液使用温度：-20℃-50℃。
在本发明一个较佳实施例中，钝化后干燥老化温度范围为65℃-80℃。
本发明的有益效果是：本发明彩色钝化镀锌钢板及其制作方法，采用三价铬钝化液，钝化后形成一层薄而致密的彩色钝化膜，不仅能提高钢板的耐腐蚀性能，且工艺环保，不含Cr6+，并具有较好的装饰性，形成的钝化膜色彩鲜艳不易变色、成膜均匀不易脱落，耐蚀性能达到甚至优于传统的六价铬钝化工艺，中性盐雾耐白锈时间大于120h。
附图说明
图1是本发明彩色钝化镀锌钢板的制作方法一较佳实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
结合图1所示，本发明公开了一种彩色钝化镀锌钢板的制作方法，将配置好的三价铬钝化液采用辊涂法常温下镀在镀锌钢板的表面。钝化后形成一层薄而致密的薄膜，这层独立存在的氧化膜把金属与外界隔开，使金属处于钝化态。根据辊涂机涂布辊与钢带的速比不同，可以得到不同颜色的钝化膜。钝化膜色彩鲜艳不易变色、成膜均匀不易脱落，耐蚀性能达到甚至优于传统的六价铬钝化工艺，中性盐雾耐白锈时间大于120h。
具体步骤为：
（100）、配制钝化液：
将氧化剂、Cr3+盐、络合剂、成膜促进剂、耐盐雾添加剂按照配方比例依次加入纯水中，在搅拌下使它们完全溶解。然后用酸调节pH值2.0-3.5。
其中，所述Cr3+盐加入量是15-30g/L，Cr3+盐是硝酸铬、卤化铬、硫酸铬，其中的一种或者两种；所述的氧化剂加入量是20-30g/L，氧化剂是硝酸钠、氯化钠或者硝酸钾；所述的络合剂加入量是15-25g/L，络合剂是柠檬酸、草酸、葡萄糖酸、丙二酸，其中的一种或者多种；成膜促进剂加入量是3-10g/L，成膜促进剂采用胡萝卜素；耐盐雾添加剂加入量是5-15g/L，耐盐雾添加剂是硝酸铈、硫酸钴、氟化氢铵、丙烯酸树脂，其中的至少一种。
（200）、镀锌钢板的三价铬彩色钝化处理：钝化液使用温度范围-20-50℃，因此采用常温钝化。常温下将配置好的三价铬钝化液采用辊涂法镀在镀锌钢板的表面。膜厚可以根据钢带传输的速度和辊涂机涂布辊的速比调节，膜厚与速度成正比关系，不同膜厚呈现出的色彩不同。颜色随着膜厚增加呈现为：淡蓝-浅绿-淡黄-金黄-暗黄彩虹色的膜层。
（300）、干燥老化：钝化清洗后的镀锌钢板进入65-80℃的烘干隧道，进行干燥老化。减少搁置时间，使膜层颜色稳定不易变色。
实施方式一：
将氧化剂、Cr3+盐、络合剂、成膜促进剂、耐盐雾添加剂按照配方比例依次加入纯水中，在搅拌下使它们完全溶解。具体含量为：Cr3+盐：15-30g/L，络合剂：15-25g/L，氧化剂：20-30g/L，耐盐雾添加剂：5-15g/L，成膜促进剂：3-10g/L。然后用酸调节pH值2.0-3.5。将配置好的三价铬钝化液采用辊涂法常温下镀在镀锌钢板的表面，调节辊涂机涂布辊与钢带的速比为0.6-0.9，得到的钝化膜呈淡蓝带彩虹色。钝化清洗后的镀锌钢板进入65-70℃的烘干隧道，进行干燥老化。
实施方式二：
将氧化剂、Cr3+盐、络合剂、成膜促进剂、耐盐雾添加剂按照配方比例依次加入纯水中，在搅拌下使它们完全溶解。具体含量为：Cr3+盐：15-30g/L，络合剂：15-25g/L，氧化剂：20-30g/L，耐盐雾添加剂：5-15g/L，成膜促进剂：3-10g/L。然后用酸调节pH值2.0-3.5。将配置好的三价铬钝化液采用辊涂法常温下镀在镀锌钢板的表面，调节辊涂机涂布辊与钢带的速比为1.0-1.2，得到的钝化膜呈浅绿带彩虹色。钝化清洗后的镀锌钢板进入70-75℃的烘干隧道，进行干燥老化。
实施方式三：
将氧化剂、Cr3+盐、络合剂、成膜促进剂、耐盐雾添加剂按照配方比例依次加入纯水中，在搅拌下使它们完全溶解。具体含量为：Cr3+盐：15-30g/L，络合剂：15-25g/L，氧化剂：20-30g/L，耐盐雾添加剂：5-15g/L，成膜促进剂：3-10g/L。然后用酸调节pH值2.0-3.5。将配置好的三价铬钝化液采用辊涂法常温下镀在镀锌钢板的表面，调节辊涂机涂布辊与钢带的速比为1.5，得到的钝化膜呈浅黄带彩虹色。钝化清洗后的镀锌钢板进入70-75℃的烘干隧道，进行干燥老化。
实施方式四：
将氧化剂、Cr3+盐、络合剂、成膜促进剂、耐盐雾添加剂按照配方比例依次加入纯水中，在搅拌下使它们完全溶解。具体含量为：Cr3+盐：15-30g/L，络合剂：15-25g/L，氧化剂：20-30g/L，耐盐雾添加剂：5-15g/L，成膜促进剂：3-10g/L。然后用酸调节pH值2.0-3.5。将配置好的三价铬钝化液采用辊涂法常温下镀在镀锌钢板的表面，调节辊涂机涂布辊与钢带的速比为2.0，得到的钝化膜呈亮黄带彩虹色。钝化清洗后的镀锌钢板进入75-80℃的烘干隧道，进行干燥老化。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种彩色钝化镀锌钢板的制作方法，其特征在于，具体步骤包括：
（100）、配置钝化液：所述钝化液包括：
Cr3+盐：15-30g/L
络合剂：15-25g/L
氧化剂：20-30g/L
耐盐雾添加剂：5-15g/L
成膜促进剂：3-10g/L；
（200）、钝化：将配置好的三价铬钝化液采用辊涂法常温下镀在镀锌钢板的表面，根据所要形成的不同钝化膜颜色，调节辊涂机涂布辊与钢带的速比，速比范围为0.6-0.9、1.0-1.2、1.5及2.0；
（300）、干燥老化：将钝化清洗后的镀锌钢板进入烘干隧道，进行干燥老化；
所述辊涂机涂布辊与钢带的速比为0.6-0.9，得到的钝化膜呈淡蓝带彩虹色，钝化清洗后的镀锌钢板进入65-70℃的烘干隧道，进行干燥老化；所述辊涂机涂布辊与钢带的速比为1.0-1.2，得到的钝化膜呈浅绿带彩虹色，钝化清洗后的镀锌钢板进入70-75℃的烘干隧道，进行干燥老化；所述辊涂机涂布辊与钢带的速比为1.5，得到的钝化膜呈浅黄带彩虹色，钝化清洗后的镀锌钢板进入70-75℃的烘干隧道，进行干燥老化；所述辊涂机涂布辊与钢带的速比为2.0，得到的钝化膜呈亮黄带彩虹色，钝化清洗后的镀锌钢板进入75-80℃的烘干隧道，进行干燥老化。
2.根据权利要求1所述的彩色钝化镀锌钢板的制作方法，其特征在于，所述Cr3+盐是硝酸铬、卤化铬和硫酸铬中的一种或者两种。
3.根据权利要求1所述的彩色钝化镀锌钢板的制作方法，其特征在于，所述络合剂是柠檬酸、草酸、葡萄糖酸和丙二酸中的一种或者多种；所述氧化剂是硝酸钠、氯化钠或者硝酸钾；耐盐雾添加剂是硝酸铈、硫酸钴、氟化氢铵、丙烯酸树脂，其中的至少一种；成膜促进剂选用胡萝卜素。
4.根据权利要求1所述的彩色钝化镀锌钢板的制作方法，其特征在于，所述钝化液的pH值范围为2.0-3.5，钝化液使用温度：-20℃-50℃。
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