CN103695891A

CN103695891A - 环保的热浸镀锌钢板及其制备方法

Info

Publication number: CN103695891A
Application number: CN201310671443.9A
Authority: CN
Inventors: 姚天宇; 陶朕; 王海英; 李丽
Original assignee: JIANGSU COLD-ROLLED TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU COLD-ROLLED TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2014-04-02

Abstract

一种环保的热浸镀锌钢板及其制备方法，属于涂覆层钢板技术领域。包括基板、结合于基板的表面的表面保护层和结合于表面保护层的表面的耐蚀保护层，所述耐蚀保护层为环保型钝化膜层。包括的步骤：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；将处于熔融状态的表面保护层熔液涂覆到基板的表面形成表面保护层；将环保型钝化液涂覆到表面保护层的表面经干燥而在表面保护层的表面形成由无铬钝化膜层构成的耐蚀保护层，得到环保的热浸镀锌钢板。结构合理、对环境友好，体现优异的耐腐蚀能力。工艺步骤简练、工艺要求不苛刻，能保障得到的热浸镀锌钢板具有理想的环保、耐蚀效果。

Description

环保的热浸镀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，具体涉及一种环保的热浸镀锌钢板，并且还涉及其制备方法。

背景技术

镀锌钢板在汽车、建材、家用电器等行业中被大量应用，例如作为家用电器范畴的洗衣机的外壳基材普遍采用镀锌钢板。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，由于锌是处于元素周期表的第ⅡB族元素，化学性质比较活泼，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，通常在镀锌层表面形成一层化学稳定性较高的铬酸盐薄膜，藉由该铬酸盐薄膜作为对镀锌层的耐蚀保护层，以提高耐蚀性，这种处理方法叫钝化。镀锌钢板表面进行钝化处理，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，其钝化工艺简单、成本低、大大提高了钢铁件镀锌层的抗腐蚀能力。但是铬酸盐钝化形成的钝化膜以及铬酸盐钝化液废液中均含有对人体健康和环保有着严重影响的六价铬，各国政府已严格限制其使用和排放，尤其是在欧盟RoHS指令中明确禁止使用任何经六价铬钝化技术处理的零部件和产品；三价铬钝化工艺尽管比六价铬污染性小得多，但是经三价铬钝化的镀锌零部件经过一段时间后仍存在氧化成六价铬的现象，仍没有真正实现清洁环保，所以很多国家和地区也开始限制使用三价铬钝化工艺。

因此，如何在钢板基板的镀锌层的表面结合对环境友好的保护层成了业界关注并且期望解决的技术问题，也就是说如何使热浸镀锌钢板的结构更趋合理成了业界迫切希望解决的技术问题。

针对上述已有技术状况，本申请人进行了有益的探索与设计，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结构合理的对环境无损的并且能够体现优异的耐腐蚀能力的环保的热浸镀锌钢板。

本发明的另一任务在于提供一种环保的热浸镀锌钢板的制备方法，该方法工艺步骤简练、工艺要求不苛刻并且能保障环保的热浸镀锌钢板的所述技术效果的全面体现。

本发明的首要任务是这样来完成的，一种环保的热浸镀锌钢板，包括基板、结合于基板的表面的表面保护层和结合于表面保护层的表面的耐蚀保护层，特征在于:所述耐蚀保护层为环保型钝化膜层。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的基板的厚度为0.2-5.0mm。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的表面保护层为镀锌层并且厚度为10-40μm。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的耐蚀保护层的厚度为50nm-2μm。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的耐蚀保护层为无铬钝化液干燥后形成的无铬钝化膜层，无铬钝化液每升中含有以下成分：硅酸盐3-15g、络合剂2-10g、双氧水10-20ml、氧化剂20-30g和耐盐雾添加剂5-15g，其余为水。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾；所述的络合剂为柠檬酸、草酸、丙二酸、酒石酸中的一种或以上的混合；所述氧化剂为硝酸钠、硝酸钾、硫酸钠或硫酸钾；所述耐盐雾添加剂为硝酸铈。

本发明的另一任务是这样来完成的，一种环保的热浸镀锌钢板的制备方法，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）表面保护层涂覆，将处于熔融状态的表面保护层熔液涂覆到基板的表面形成表面保护层；

C）耐蚀保护层涂覆，将环保型钝化液涂覆到表面保护层的表面经干燥而在表面保护层的表面形成由无铬钝化膜层构成的耐蚀保护层，得到环保的热浸镀锌钢板。

在本发明的更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）中所述的涂覆为辊涂法涂覆，所述干燥的温度为65-75℃。

在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤C）中所述环保型无铬钝化液的pH值为1.0-2.0。

本发明提供的技术方案由于在基板的表面保护层的表面结合有由环保型钝化膜层充任的耐蚀保护层，因而不仅结构合理、对环境友好，而且能够体现优异的耐腐蚀能力。由于提供的制备方法工艺步骤简练、工艺要求不苛刻，因而可沿袭原有的热浸镀锌钢板生产线连续高效生产，并且能保障得到的热浸镀锌钢板具有理想的环保、耐蚀效果。

附图说明

图1为本发明的实施例示意图。

具体实施方式

实施例1：

制备由图1所示结构的环保的热浸镀锌钢板包括以下步骤：

A）钢板清洗，选择厚度为1.2mm表面无结痂、凹坑和/或微裂纹之类瑕疵的冷轧钢板，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，以除去表面氧化皮层和/或油污，清洗后引入烘干隧道烘干，得到基板1；

B）表面保护层涂覆，采用浸渍提拉法将处于熔融状态的表面保护层熔液涂覆到由步骤A）得到的基板1表面而藉以在基板1的表面形成表面保护层2，本步骤中所述的表面保护层2为厚度为10μm的镀锌层；

C）耐腐蚀保护层涂覆，采用辊涂法将环保型钝化液涂覆到由步骤B）得到的表面保护层2的表面并经65℃干燥而藉以在表面保护层2的表面形成由无铬钝化膜层构成的耐蚀保护层3，得到图1 所示的环保的热浸镀锌钢板。本步骤中所述的耐蚀保护层3的厚度为1μm，并且所述无铬钝化液每升中含有以下成分：硅酸钠3g、柠檬酸2g、双氧水10ml、硝酸钠20g和硝酸铈10g，其余为水（加水定容至所需体积）；以pH计或者pH试纸为工具，用硝酸溶液调节pH值至1.0；所述硅酸盐即硅酸钠、络合剂即柠檬酸、双氧水、氧化剂即硝酸钠、耐盐雾添加剂即硝酸铈均为市售渠道获得的化学纯产品，水为纯化水（中华人民共和国药典2010年版第二部第411页）或者自来水。依据业界所知，当前述的环保型钝化液为彩色的环保型钝化液时，则得到环保的彩色热浸镀锌钢板。

实施例2：

将步骤A）中的冷轧钢板厚度改为4.0mm，清洗改为对冷轧钢板的两侧表面先进行盘刷清洗，再进行酸洗和电解清洗；将步骤B）中的表面保护层2的厚度改为40μm；将步骤C）中的耐蚀保护层3的厚度改为1μm，将无铬钝化液每升中所含成分改为：硅酸钾15g、草酸2g、洒石酸3g、双氧水15ml、硫酸钾30g和硝酸铈5g，其余为水（加水定容至所需体积）；将硝酸溶液调节pH值改为1.5；干燥温度改为70℃，其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

将步骤A）中的冷轧钢板厚度改为0.5㎜，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）中的表面保护层2的厚度改为25μm；将步骤C）中的耐蚀保护层3的厚度改为60nm，将无铬钝化液每升中所含成分改为：硅酸钠9g、丙二酸和酒石酸按重量比1:1的混合物10g、双氧水20ml、硫酸钠25g和硝酸铈15g，其余为水（加水定容至所需体积）；将硝酸溶液调节pH值改为2.0；干燥温度改为75℃，其余均同对实施例1的描述。

本发明从根本上避免了六价铬和三价铬元素对人体及环境造成的危害，形成的钝化层色彩鲜艳不易变色，膜层均匀不易脱落，而且能大幅度提高钢板的耐腐蚀性能，中性盐雾耐白锈时间大于120h，为我国热浸镀锌钢板走向国际市场开辟了绿色通道。

Claims

1.一种环保的热浸镀锌钢板，包括基板(1)、结合于基板(1)的表面的表面保护层(2)和结合于表面保护层(2)的表面的耐蚀保护层(3)，其特征在于:所述耐蚀保护层(3)为环保型钝化膜层。

2.根据权利要求1所述的环保的热浸镀锌钢板，其特征在于所述的基板(1)的厚度为0.2-5.0mm。

3.根据权利要求1所述的环保的热浸镀锌钢板，其特征在于所述的表面保护层(2)为镀锌层并且厚度为10-40μm。

4.根据权利要求1所述的环保的热浸镀锌钢板，其特征在于所述的耐蚀保护层(3)的厚度为50nm-2μm。

5.根据权利要求1或4所述的环保的热浸镀锌钢板，其特征在于所述的耐蚀保护层(3)为无铬钝化液干燥后形成的无铬钝化膜层，无铬钝化液每升中含有以下成分：硅酸盐3-15g、络合剂2-10g、双氧水10-20ml、氧化剂20-30g和耐盐雾添加剂5-15g，其余为水。

6.根据权利要求5所述的环保的热浸镀锌钢板，其特征在于所述的硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾；所述的络合剂为柠檬酸、草酸、丙二酸、酒石酸中的一种或以上的混合；所述氧化剂为硝酸钠、硝酸钾、硫酸钠或硫酸钾；所述耐盐雾添加剂为硝酸铈。

7.一种如权利要求1所述的环保的热浸镀锌钢板的制备方法，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）表面保护层涂覆，将处于熔融状态的表面保护层熔液涂覆到基板(1)的表面形成表面保护层(2)；

C）耐蚀保护层涂覆，将环保型钝化液涂覆到表面保护层(2)的表面经干燥而在表面保护层(2)的表面形成由无铬钝化膜层构成的耐蚀保护层(3)，得到环保的热浸镀锌钢板。

8.根据权利要求7所述的环保的热浸镀锌钢板的制备方法，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）中所述的涂覆为辊涂法涂覆，所述干燥的温度为65-75℃。

9.根据权利要求7所述的环保的热浸镀锌钢板的制备方法，其特征在于步骤C）中所述环保型无铬钝化液的pH值为1.0-2.0。