CN104947098A - 一种热镀锌无铬钝化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热镀锌无铬钝化剂，它由成膜剂、锌缓蚀剂、助剂和水配制而成，采用十二碳二元酸与单乙醇胺的反应产物作为缓蚀剂，可使其优先吸附在锌表面，在锌表面形成一层致密的沉积层，然后成膜剂继续在锌表面沉积，达到了可修补十二碳二元酸沉积层的缺陷，可加厚沉积层，提高锌钝化膜的厚度，增强锌钝化膜的耐腐蚀性，助剂的加入可进一步提高钝化膜的耐腐蚀能力。钝化膜无色透明，致密牢固，在室外大气中存放多月后，镀锌层无变色，无白锈产生，可有效阻止镀锌层在大气中的锈蚀，可完全满足生产和使用需要。本发明采用沉积型钝化工艺，通过在镀锌层表面生成一层沉积膜，防止镀锌件在储存期间的锈蚀，沉积膜与锌层可形成牢固的结合力、膜层致密，防锈能力卓越。

Description

一种热镀锌无铬钝化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及钢铁产品热镀锌后的钝化剂及其生产工艺。

背景技术

在钢铁产品表面进行热浸镀锌是一种防止钢铁产品在大气中锈蚀的特别行之有效的方法之一。目前，一些在空气中长期暴露的钢铁制品基本采用热镀锌进行防锈处理，如电力铁塔、通信铁塔、高速公路护栏、铁路桥梁等。但热镀锌后的锌表面在潮湿的空气中十分容易生锈，因为热镀锌后活性的锌表面与空气中的二氧化碳、酸雾、水汽等反应生成氢氧化锌、碳酸锌，俗称白锈。

镀锌层表面生成白锈后，锌层表面完整的冶金凝聚表面被破坏，在腐蚀环境中锌层的腐蚀速度进一步加快，直至锌层被完全腐蚀而露出铁基体。

为防止钢铁件表面的镀锌层生成白锈，传统的工艺是进行铬酸盐钝化，通过铬酸盐与锌的反应，生成一层铬酸锌盐，防止镀锌层在大气中的锈蚀。但随着人们生活质量的提高，人们对环境保护意识进一步加强，特别是重金属对身体健康危害的认识越来越深刻，取消热镀锌后铬酸盐钝化工艺，就变得十分迫切而重要。

目前，国内外热镀锌钝化除常规的铬酸盐钝化外，目前开发的镀锌层钝化技术包括钼酸盐钝化，磷酸盐钝化等，但这些热镀锌钝化技术按照国家检验标准(GB8978-1996)的硫酸铜置换和盐雾腐蚀试验，特别是在实际空气暴露试验表明，其防锈性能均低于铬酸盐钝化，而且钼酸盐钝化的成本远远高于铬酸盐钝化，使得新开发钝化技术的应用受到限制，一些企业在淘汰了落后的铬酸盐钝化工艺后，只能束手无策，甚至取消了钝化这一基本镀锌工艺。一些企业的镀锌产品由于白锈的生成，遭到了客户的退货甚至报废，给镀锌企业造成了巨大的损失。

发明内容

本发明提供一种在钢铁产品热镀锌后进行钝化的一种环保型热镀锌钝化剂及其生产工艺，以克服现有技术弊端。

这种热镀锌钝化剂它由以下重量百分比的组分配制而成：

成膜剂：2～18％，

锌缓蚀剂：0.5～8％，

助剂：2～16％，

水：余量；

所述成膜剂采用丙烯酸树脂乳液、聚氨酯乳液或环氧树脂乳液中的一种或其中任意两种；所述锌缓蚀剂采用十二碳二元酸和单乙醇胺的混合物；所述助剂采用醇脂-12、乙二醇、润湿剂的混合物。

所述醇脂-12、乙二醇、润湿剂的重量百分比为5～8∶4～8∶0.2～0.5。

所述热镀锌无铬钝化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a.将30～50重量份的十二碳二元酸和90～150重量份的单乙醇胺加入到200～300重量份水中后，常压下在70～80℃持续搅拌反应；

b.当十二碳二元酸白色颗粒完全溶解后，(溶液呈红棕色液体为止。)向反应液中分别依次加入50～80重量份的醇脂-12、40～80重量份的乙二醇和2～5重量份的润湿剂，然后搅拌均匀后再加入40～360重量份的成膜剂，再次搅拌均匀后加入溶液量2.5～3质量倍量的水，搅拌均匀后制得成品。

本发明取得的技术进步：本发明采用十二碳二元酸与单乙醇胺的反应产物作为缓蚀剂，可使其优先吸附在锌表面，在锌表面形成一层致密的沉积层，然后成膜剂继续在锌表面沉积，达到了一是可修补十二碳二元酸沉积层的缺陷，二是可加厚沉积层，提高锌钝化膜的厚度，增强锌钝化膜的耐腐蚀性，助剂的加入可进一步提高钝化膜的耐腐蚀能力。生产实际应用表明，该钝化膜无色透明，致密牢固，在室外大气中存放多月后，镀锌层无变色，无白锈产生，可有效阻止镀锌层在大气中的锈蚀，可完全满足生产和使用需要。

本发明与传统的反应型钝化工艺不同，本发明采用沉积型钝化工艺，在钢铁产品镀锌后，通过在镀锌层表面生成一层沉积膜，防止镀锌件在储存期间的锈蚀。其特点在于沉积膜与锌层形成牢固的结合力、膜层致密，防锈能力卓越。本发明钝化剂为水性溶液，钝化液中不含二甲苯、甲醛、丙酮等有害的挥发性成分，也不含铬、铅、汞、镉等有害的重金属，属于环保型钝化液。

本发明经在河北省送变电公司线路器材厂等单位使用，可根据需要生成不同厚度的钝化膜层，长期使用后，溶液不出现沉淀和分层现象，钝化后镀锌层无明显变化，钝化后的产品在室外存放2个月后，经多次雨淋外观无变化，完全满足了生产和使用需要。

具体实施方式

实施例1：以生产一吨热镀锌钝化剂为例，

a.首先在250公斤水的反应釜中加入40公斤十二碳二元酸和120公斤单乙醇胺，温度控制在70～80℃，开动搅拌器常压下反应，反应终点以十二碳二元酸白色固体颗粒完全溶解，溶液呈红棕色液体为止。

b.当十二碳二元酸白色颗粒完全溶解后，此时溶液呈红棕色，向反应液中分别依次加入60公斤醇脂-12、60公斤乙二醇和3公斤由河北衡水新光化工有限责任公司生产的XG-305低泡水性润湿剂，搅拌均匀，然后加入200公斤丙烯酸树脂乳液(或聚氨酯乳液或环氧树脂乳液)，再次搅拌均匀后加入余量水267公斤至溶液量达1吨，再搅拌均匀后制得乳白色液体成品。

本发明在使用时，在型钢(如角钢)热镀锌后，以浸泡方式进行钝化处理；在钢管、带钢热镀锌线上，以喷涂方式进行钝化处理；在钢丝热镀锌线上，采用浸泡或喷涂钝化处理。

其它实施例与实施例1不同之处见下表：

                  单位：(Kg)

Claims (3)

1.一种热镀锌无铬钝化剂，它由以下重量百分比的组分配制而成：

成膜剂：2～18％，

锌缓蚀剂：0.5～8％，

助剂：2～16％，

水：余量；

所述成膜剂采用丙烯酸树脂乳液、聚氨酯乳液或环氧树脂乳液中的一种或其中任意两种；所述锌缓蚀剂采用十二碳二元酸和单乙醇胺的混合物；所述助剂采用醇脂-12、乙二醇、润湿剂的混合物。

2.根据权利要求1所述的热镀锌无铬钝化剂，其特征在于所述醇脂-12、乙二醇、润湿剂的重量百分比为5～8∶4～8∶0.2～0.5。

3.一种如权利要求1所述的热镀锌无铬钝化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a.将30～50重量份的十二碳二元酸和90～150重量份的单乙醇胺加入到200～300重量份水中后，常压下在70～80℃持续搅拌反应；

b.当十二碳二元酸白色颗粒完全溶解后，(溶液呈红棕色液体为止。)向反应液中分别依次加入50～80重量份的醇脂-12、40～80重量份的乙二醇和2～5重量份的润湿剂，然后搅拌均匀后再加入40～360重量份的成膜剂，再次搅拌均匀后加入溶液量2.5～3质量倍量的水，搅拌均匀后即成成品。