CN107488845B - 一种用于镀锡钢板的无铬钝化液及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于镀锡钢板的无铬钝化液及其使用方法，该钝化液不含有铬，解决现有镀锡钢板的无铬钝化液制造和使用成本高的技术问题。一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，该无铬钝化液的pH值为1.0～2.0，且其组分和配比为：磷酸二氢锌，且其含量为5～20g/L；硝酸钠，且其含量为1～5g/L；OP‑10，且其含量为0.2～2g/L；氟钛酸氨，且其含量为1～10g/L；用以将无铬钝化液的pH值调节为1.0～2.0的磷酸，余量为水。本发明无铬钝化液处理后的冷轧镀锡钢板具有优异的耐腐蚀性能、抗硫化性能、涂料附着性能；本发明无铬钝化液直接采用喷涂，相比电解钝化工艺，节电显著，且不产生废液，对环境友好。

Description

一种用于镀锡钢板的无铬钝化液及其使用方法
技术领域
本发明涉及镀锡钢板钝化处理用的钝化液，特别涉及一种用于镀锡钢板的无铬钝化液及其使用方法，属于金属材料表面处理技术领域。
背景技术
冷轧镀锡钢板广泛应用于食品、饮料、包装行业，镀锡板主要生产工序依次是碱洗、酸洗、电镀、软熔和钝化。钝化是镀锡板生产过程中的最后一道工序，用来改善镀锡板表观状态和耐蚀等性能的手段。目前生产中常用的方法是用六价铬处理，铬酸盐钝化处理后的得到钝化膜很薄，耐蚀性能优异，且工艺简单，长久以来都是镀锡板生产中最普遍的一种钝化处理方法。但是，由于其钝化过程中采用重铬酸盐或铬酐为主盐，重铬酸盐中所含的六价铬是一种强毒性物质，对人体和环境均会带来极大伤害。
近些年来，越来越多的工作者投入到无铬钝化液的开发，也出现了一些无铬钝化液配方。如：中国专利申请CN200810035058.4，表面处理液、表面处理方法及经表面处理的镀锡钢板，公开了一种用于镀锡钢板的表面处理液，其中含有1～50g/L磷化合物、1～20g/L钒化合物、1～30g/L选自钼、锆、钛、锰或钨金属化合物中的一种或多种化合物、1～10g/L具有羟基、羰基、羧基或磷酸基中至少一种官能团的一种或多种化合物。中国专利申请CN200810041172.8，用于镀锡钢板的不含铬钝化液及其使用方法，公开的钝化液中含有稀土元素铈(Ce)或镧(La)的无机盐、铵的无机盐和水，三者的重量份配比为：铈或镧的无机盐5～30份、铵的无机盐5～40份、水1000份；钝化液的pH值范围是2～7，钝化液的pH值用稀硝酸或稀硫酸来调节。该钝化液的使用方法为：将镀锡钢板浸在钝化液中进行电化学处理时，处理时的阴极电流密度为0.1～20A/dm2，处理时间为0.1～10秒，温度为30～65℃。上述两个专利组分较多，涉及到昂贵的稀土元素，且无铬钝化膜层转移到钢板表面需要通过电解钝化来实现，在生产过程中需要不断补加各组分来维持平衡，且生产过程中产生的废液等依旧会污染环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于镀锡钢板的无铬钝化液及其使用方法，该钝化液不含有铬，解决现有镀锡钢板的无铬钝化液制造和使用成本高的技术问题；采用该无铬钝化液处理后的冷轧镀锡钢板具有优异的耐腐蚀性能、抗硫化性能、涂料附着性能。
本发明采用的技术方案是：一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，该无铬钝化液的pH值为1.0～2.0，且其组分和配比为：磷酸二氢锌，且其含量为5～20g/L；硝酸钠，且其含量为1～5g/L；OP-10，且其含量为0.2～2g/L；氟钛酸氨，且其含量为1～10g/L；用以将无铬钝化液的pH值调节为1.0～2.0的磷酸，余量为水。
上述无铬钝化液的制备方法，包括以下步骤：
1)按配比分别量取或称量磷酸二氢锌、硝酸钠、OP-10、氟钛酸氨和水，将磷酸二氢锌、硝酸钠、OP-10、氟钛酸氨和水置入容器中混匀后得到混匀液；
2)按配比量取磷酸，用磷酸将步骤1)得到的混匀液的pH值调节为1～2，得到成品钝化液。
步骤1)中所述的磷酸二氢锌、硝酸钠和氟钛酸氨均为固体粉末、分析纯；OP-10为液体、密度1.04g/cm3、分析纯。
步骤2)中所述的磷酸为液体、密度1.69g/cm3、分析纯。
采用上述无铬钝化液对镀锡钢板进行钝化的方法，包括以下步骤：
1)将所述无铬钝化液加热至30℃～50℃；
2)将无铬钝化液喷涂到软熔后的镀锡钢板表面，控制镀锡钢板表面无铬钝化液湿膜的厚度为3～6μm；
3)将步骤2)中得到的镀锡钢板在80℃～100℃热风下干燥5s～15s。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明无铬钝化解决现有镀锡钢板的无铬钝化液制造和使用成本高的技术问题，本发明无铬钝化液钝化处理无需电解钝化，直接采用喷涂，相比电解钝化工艺，节电显著，且不产生废液，对环境友好。2、采用本发明无铬钝化液钝化处理的镀锡钢板，其耐盐雾等级、孔隙率、抗硫和附着力等均达到或超过铬酸盐钝化工艺的镀锡钢板水平。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1—3和对比例1钝化处理的镀锡钢板的牌号为MRT4-CA，钢板厚度为0.2mm，钢板的镀锡层厚度为2.8g/m2。
实施例1，一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，该无铬钝化液的pH值为1.0，且其组分和配比为：磷酸二氢锌，且其含量为5g/L；硝酸钠，且其含量为1g/L；OP-10，且其含量为0.2g/L；氟钛酸氨，且其含量为1g/L；用以将无铬钝化液的pH值调节为1.0的磷酸，余量为水。
采用上述无铬钝化液对镀锡钢板进行钝化的方法，包括以下步骤：
1)将所述无铬钝化液加热至50℃；
2)将无铬钝化液喷涂到软熔后的镀锡钢板表面，控制镀锡钢板表面无铬钝化液湿膜的厚度为3μm；
3)将步骤2)中得到的镀锡钢板在90℃热风下干燥10s。
将按实施例1的方法钝化处理后镀锡钢板分别进行如下检测：按照GB/T 10125-2012《人造气氛腐蚀试验》进行耐盐雾等级检测；按照GB/T 17721-1999《金属覆盖层孔隙率试验》进行孔隙率检测，按照QB/T 2763-2006《涂覆镀锡(或铬)薄钢板测试》进行抗硫性能和附着力检测，检测结果见表1。
实施例2，一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，该无铬钝化液的pH值为2.0，且其组分和配比为：磷酸二氢锌，且其含量为20g/L；硝酸钠，且其含量为5g/L；OP-10，且其含量为2g/L；氟钛酸氨，且其含量为10g/L；用以将无铬钝化液的pH值调节为2.0的磷酸，余量为水。
采用上述无铬钝化液对镀锡钢板进行钝化的方法，包括以下步骤：
1)将所述无铬钝化液加热至30℃；
2)将无铬钝化液喷涂到软熔后的镀锡钢板表面，控制镀锡钢板表面无铬钝化液湿膜的厚度为6μm；
3)将步骤2)中得到的镀锡钢板在80℃热风下干燥15s。
将按实施例2的方法钝化处理后镀锡钢板分别进行耐盐雾等级、孔隙率、抗硫性能和附着力检测，检测方法同实施例1，检测结果见表1。
实施例3，一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，该无铬钝化液的pH值为1.5，且其组分和配比为：磷酸二氢锌，且其含量为15g/L；硝酸钠，且其含量为3g/L；OP-10，且其含量为1g/L；氟钛酸氨，且其含量为6g/L；用以将无铬钝化液的pH值调节为1.5的磷酸，余量为水。
采用上述无铬钝化液对镀锡钢板进行钝化的方法，包括以下步骤：
1)将所述无铬钝化液加热至40℃；
2)将无铬钝化液喷涂到软熔后的镀锡钢板表面，控制镀锡钢板表面无铬钝化液湿膜的厚度为4.5μm；
3)将步骤2)中得到的镀锡钢板在100℃热风下干燥5s。
将按实施例3的方法钝化处理后镀锡钢板分别进行耐盐雾等级、孔隙率、抗硫性能和附着力检测，检测方法同实施例1，检测结果见表1。
对比例1，采用铬酸盐钝化液对镀锡钢板进行钝化处理，重铬酸钠溶液浓度为25g/L，pH值为4.5，阴极电解钝化电流密度为0.8A/m2，通电时间为5s，钝化膜厚度为5.0mg/m2。
将按对比例1的方法钝化处理后镀锡钢板分别进行耐盐雾等级、孔隙率、抗硫性能和附着力检测，检测方法同实施例1，检测结果见表1。
表1本发明实施例镀锡钢板钝化处理后的性能参数
指标 耐盐雾等级，级 孔隙率，mg/dm<sup>2</sup> 抗硫，％ 附着力，级
实施例1 7 7.5 20 1
实施例2 8 5.8 5 2
实施例3 7.5 6.8 10 1
对比例1 7 8.0 20 2
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于镀锡钢板的无铬钝化液，其特征在于，无铬钝化液的pH值为1.0～2.0，且无铬钝化液的组分和配比为：磷酸二氢锌，且其含量为5～20g/L；硝酸钠，且其含量为1～5g/L；OP-10，且其含量为0.2～2g/L；氟钛酸氨，且其含量为1～10g/L；用以将无铬钝化液的pH值调节为1.0～2.0的磷酸，余量为水。
2.一种制备权利要求1所述的无铬钝化液的方法，包括以下步骤：
1)按配比分别量取或称量磷酸二氢锌、硝酸钠、OP-10、氟钛酸氨和水，将磷酸二氢锌、硝酸钠、OP-10、氟钛酸氨和水置入容器中混匀后得到混匀液，所述的磷酸二氢锌、硝酸钠和氟钛酸氨均为固体粉末、分析纯；OP-10为液体、密度1.04g/cm3、分析纯；
2)按配比量取磷酸，用磷酸将步骤1)得到的混匀液的pH值调节为1～2，得到成品钝化液，所述的磷酸为液体、密度1.69g/cm3、分析纯。
3.用权利要求1所述的无铬钝化液对镀锡钢板进行钝化的方法，包括以下步骤：
1)将所述无铬钝化液加热至30℃～50℃；
2)将无铬钝化液喷涂到软熔后的镀锡钢板表面，控制镀锡钢板表面无铬钝化液湿膜的厚度为3～6μm；
3)将步骤2)中得到的镀锡钢板在80℃～100℃热风下干燥5s～15s。
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