CN115156005B - 一种耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法。该方法包括以下步骤：步骤S101、配制含有非反应性表面活性剂的水溶液；所述非反应性表面活性剂为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型表面活性剂中的一种或几种的任意组合；含有非反应性表面活性剂的水溶液的pH为4～9；步骤S102、在锌镁铝镀层钢板表面涂覆步骤S101中配制的含有非反应性表面活性剂的水溶液；步骤S103、对涂覆的锌镁铝镀层钢板进行干燥，获得含有表面活性剂中间层的锌镁铝镀层钢板；步骤S104、在步骤S103中的锌镁铝镀层钢板上涂覆防锈油，防锈油的附着量为0.1～3.0g/m2，形成防锈层。

Description

一种耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法
技术领域
本发明属于钢板技术领域，更具体地说，涉及一种耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法。
背景技术
热镀Zn-Al-Mg合金镀层板由于具有良好的耐蚀性被认为有望取代纯锌镀层板在汽车及家电制造领域得到应用。然而其存在比较突出的问题是容易黑变。已经有若干旨在解决热镀Zn-Al-Mg合金镀层此问题的技术。
黑变是由于镀层活泼Mg元素与空气接触氧化而形成，在镀层上施加钝化层防止黑变的技术是公知的，例如三价铬钝化、无铬钝化等，例如中国专利201380081069.5公开了耐黑变性和耐腐蚀性优异的镀锌钢板及其制造方法。这些方法的共同之处在于：移除或者酸洗自生氧化物层，并且由其他钝化层来代替。然而，这些钢板由于钝化层不能被脱脂液移除而难以应用于汽车制造领域。
还已知的，存在移除或者酸洗锌镁铝镀层板自生氧化物层而改善耐黑变性能的方法。
例如，中国专利201710085219.X公开了在锌铝镁镀层板上施加pH1～4的酸性溶液而改善耐黑变性能的方法。该方法中包含了使用酸洗锌镁铝镀层钢板以去除表面氧化物的方法，还包含了使用酸性化学转化溶液移除氧化物并在锌铝镁镀层钢板表面形成化学转化膜的方法。再如，中国专利201911008703.8公开了采用碱性水溶液对镀层表面进行碱性处理而提升耐黑变性能的方法。再如，中国专利202111439885.1公开了锌铝镁合金镀层钢板表面处理液及其制备方法和使用方法。以上改变表面氧化物分布的方法，造成大量含酸、含碱废水排放的问题。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有技术中锌镁铝钢板的镀层表面黑变的问题，本发明提供一种耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法，提升锌镁铝钢板的镀层耐黑变性能。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法，包括以下步骤：
(1)通过冷轧→清洗→退火→热浸镀→冷却→平整获得锌镁铝镀层钢板；或采用热轧→酸洗→热浸镀→冷却→平整获得锌镁铝镀层钢板；现有技术中锌镁铝镀层中的Al、Mg和Zn的成分质量百分比处于一个较为宽泛的数值，优选的，本发明的所述镀层成分为质量百分比成分：Al0.5～6.0％，Mg0.1～3.0％，余量为Zn及不可避免的杂质。
(2)配制含有非反应性表面活性剂的水溶液
本发明的非反应性表面活性剂可以单独使用阴离子型或阳离子型或非离子型或两性离子型表面活性剂。
此外，表面活性剂还可以使用阴离子型表面活性剂的一种或几种或阳离子型表面活性剂的一种或几种或非离子型表面活性剂一种或几种或两性离子表面活性剂的一种或几种的任意组合。
进一步的，阴离子型表面活性剂可以列举的有烷基苯磺酸盐、烷基磺酸酯盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇硫酸盐、α-烯基磺酸盐、烷基琥珀酸酯磺酸盐、醇胺烷基苯磺酸盐、环烷酸盐等。
进一步的，阳离子型表面活性剂可以列举的有伯铵盐、仲铵盐、叔铵盐、季铵盐等。
进一步的，非离子性表面活性剂可以列举的有长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺和聚醚类等。
进一步的，两性离子表面活性剂可以列举的有脂肪酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱等。
含有表面活性剂的水溶液浓度以水溶液能够在锌镁铝镀层表面形成均匀覆盖为最低浓度，本发明选择的不同表面活性剂而有所差异，但一般地需要满足≥3.0g/L的浓度。
(3)在钢板表面涂覆步骤(2)中配制的含有表面活性剂的水溶液。该涂覆方式中优选的方式为辊涂，这有利于灵活调整辊间压力等工艺参数，控制促进层的湿膜厚度≥1.0μm；同时使得水溶液涂覆均匀，在钢板上形成均匀的促进层。
(4)对涂覆的钢板进行干燥处理(170℃，15s)，以去除游离的水份，此后获得含有干燥表面活性剂的促进层。
(5)涂覆防锈油，防锈油的附着量为0.1～3.0g/m2。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法，通过涂覆非反应性的表面活性剂改善防锈油在镀层上的润湿能力，防止防锈油膜在镀层表面缩聚而使镀层暴露于腐蚀气氛中，进而提升耐黑变性能；
(2)本发明的耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法，不使用酸洗、碱洗、化学转化等方法改变锌铝镁镀层表面自生氧化物的分布种类和形态，因此，不产生废酸水等，具有环境友好、操作简便、成本低的特点。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本发明的耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法流程图；
图2为本发明的耐黑变锌镁铝镀层钢板结构示意图。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
如图1所示，本发明的耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法，包括以下步骤：
(1)通过冷轧→清洗→退火→热浸镀→冷却→平整获得锌镁铝镀层钢板；或采用热轧→酸洗→热浸镀→冷却→平整获得锌镁铝镀层钢板；现有技术中锌镁铝镀层中的Al、Mg和Zn的成分质量百分比处于一个较为宽泛的数值，优选的，本发明的所述镀层成分质量百分比为：Al0.5～6.0％，Mg0.1～3.0％，余量为Zn及不可避免的杂质。
(2)配制含有表面活性剂的水溶液
本发明的表面活性剂可以单独使用阴离子型或阳离子型或非离子型或两性离子型表面活性剂。
此外，表面活性剂还可以使用阴离子型表面活性剂的一种或几种或阳离子型表面活性剂的一种或几种或非离子型表面活性剂一种或几种或两性离子表面活性剂的一种或几种的任意组合。
进一步的，阴离子型表面活性剂可以列举的有烷基苯磺酸盐、烷基磺酸酯盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇硫酸盐、α-烯基磺酸盐、烷基琥珀酸酯磺酸盐、醇胺烷基苯磺酸盐、环烷酸盐等。
进一步的，阳离子型表面活性剂可以列举的有伯铵盐、仲铵盐、叔铵盐、季铵盐等。
进一步的，非离子性表面活性剂可以列举的有长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺和聚醚类。
进一步的，两性离子表面活性剂可以列举的有脂肪酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱等。
含有表面活性剂的水溶液浓度以水溶液能够在锌镁铝镀层表面形成均匀覆盖为最低浓度，本发明选择的不同表面活性剂而有所差异，但需要满足≥3.0g/L的浓度。
(3)在钢板表面涂覆步骤(2)中配制的含有表面活性剂的水溶液。该涂覆方式中优选的方式为辊涂(可以参考YB T 4478-2015彩色涂层钢板辊涂技术规范)，这有利于灵活调整辊间压力等工艺参数，控制促进层的湿膜厚度≥1.0μm。
(4)对涂覆的钢板进行干燥处理(170℃，15s)，以去除游离的水份，此后获得含有干燥表面活性剂的促进层。
(5)涂覆防锈油，防锈油的附着量为0.1～3.0g/m2。本发明的防锈层为涂覆防锈油而成的，具体的防锈油及其涂覆方法均为现有技术，例如防锈油的国家标准GB4879-85 B4、溶剂稀释型防锈油石油化工行业标准SH0366-92，国家标准GB4879-85B2、国家标准GB4879-85 B5等。
实施例1
(1)通过冷轧→清洗→退火→热浸镀→冷却→平整获得锌镁铝镀层钢板。下表1中镀层成分6.0Al3.0Mg表示镀层成分为6.0％(质量分数)的Al，3.0％(质量分数)的Mg，余量为Zn及不可避免的杂质。
(2)采用辊涂的方法(可以参考YB T 4478-2015彩色涂层钢板辊涂技术规范)使含有十二烷基磺酸钠的水溶液均匀涂覆于钢板镀层表面，并进行干燥处理(170℃，15s)。
(3)在钢板表面涂覆防锈油奎克Ferrocoat N 6130型防锈油约1.0g/m2。
实施例2
(1)通过冷轧→清洗→退火→热浸镀→冷却→平整获得锌镁铝镀层钢板。下表1中镀层成分1.5Al1.5Mg表示镀层成分为1.5％(质量分数)的Al，1.5％(质量分数)的Mg，余量为Zn及不可避免的杂质。
(2)采用辊涂的方法使含有C18-脂肪醇聚氧乙烯醚的水溶液均匀涂覆于钢板镀层表面，并进行干燥处理(170℃，15s)。
(3)在钢板表面涂覆防锈油奎克Ferrocoat N 6130型防锈油约1.0g/m2。
实施例3
(1)通过冷轧→清洗→退火→热浸镀→冷却→平整获得锌镁铝镀层钢板。下表1中镀层成分1.5Al1.2Mg表示镀层成分为1.5％(质量分数)的Al，1.2％(质量分数)的Mg，余量为Zn及不可避免的杂质。
(2)采用辊涂的方法使含有十八烷基阳离子烷基咪唑啉的水溶液均匀涂覆于钢板镀层表面，并进行干燥处理(170℃，15s)。
(3)在钢板表面涂覆防锈油奎克Ferrocoat N 6130型防锈油约1.0g/m2。
实施例4
(1)通过冷轧→清洗→退火→热浸镀→冷却→平整获得锌镁铝镀层钢板。下表1中镀层成分0.5Al0.2Mg表示镀层成分为0.5％(质量分数)的Al，0.2％(质量分数)的Mg，余量为Zn及不可避免的杂质。
(2)采用辊涂的方法使含有椰油酰胺丙基甜菜碱的水溶液均匀涂覆于钢板镀层表面，并进行干燥处理(170℃，15s)。
(3)在钢板表面涂覆防锈油奎克Ferrocoat N 6130型防锈油约1.0g/m2。
由上述实施例1-4得到的钢板，结构如图2所示，防锈油的连续性评价：在涂油后，首先用肉眼观察全部试样以评价油膜的连续或不连续。
耐黑变性能评价方法：以无处理的试板(对比例1/2/3/4)为参比试样，温度50℃，95％RH相对湿度环境中存放，定期观察。实验时间为72小时，然后基于视觉效果评价模拟实验后的黑变程度：
○：没有黑变
□：轻微发暗
■：明显发暗
●：完全发暗
实施方法及试验结果评价列于表1。
表1实施例与对比例的试验结果
上述说明仅对本发明进行了具体的示例性描述，需要说明的是本发明具体的实现并不受上述具体方式的限制，只要采用了本发明的技术构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的技术构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S101、配制含有非反应性表面活性剂的水溶液；所述非反应性表面活性剂为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型表面活性剂中的一种或几种的任意组合；含有非反应性表面活性剂的水溶液的pH为4~9；
步骤S102、在锌镁铝镀层钢板表面涂覆步骤S101中配制的含有非反应性表面活性剂的水溶液；
步骤S103、对涂覆的锌镁铝镀层钢板进行干燥，获得含有表面活性剂中间层的锌镁铝镀层钢板；
步骤S104、在步骤S103中的锌镁铝镀层钢板上涂覆防锈油，防锈油的附着量为0.1~3.0g/m2，形成防锈层；
步骤S102中所述锌镁铝镀层成分为质量百分比成分：Al0.5~6.0%，Mg0.1~3.0%，余量为Zn及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法，其特征在于，阴离子型表面活性剂包括烷基苯磺酸盐、烷基磺酸酯盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇硫酸盐、α-烯基磺酸盐、醇胺烷基苯磺酸盐和环烷酸盐。
3.根据权利要求1所述的耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法，其特征在于，阳离子型表面活性剂包括伯铵盐、仲铵盐、叔铵盐和季铵盐。
4.根据权利要求1所述的耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法，其特征在于，非离子性表面活性剂包括长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺和聚氧乙烯烷基酰胺。
5.根据权利要求1所述的耐黑变锌镁铝镀层钢板的制造方法，其特征在于，两性离子表面活性剂包括脂肪酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基二甲基甜菜碱和烷基二甲基磺乙基甜菜碱。
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