專利名稱：：用于電鍍鋅鋼板表面處理的無鉻鈍化液及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電鍍鋅鋼板的鈍化工藝，具體是指一種用于電鍍鋅鋼板表面處理的無絡(luò)鈍化液及其使用方法。
背景技術(shù)：
：電鍍鋅是提高鋼板抗腐蝕能力的有效方法，但在潮濕的環(huán)境中，鍍鋅層容易發(fā)生腐蝕，在鍍層表面形成白色疏松的腐蝕產(chǎn)物，并將白亮的鍍層變成灰暗無光，影響外觀。目前使用最廣泛的提高鍍鋅層耐蝕性的方法是六價(jià)鉻鈍化，也就是鉻酸鹽鈍化，該鈍化方法工藝簡(jiǎn)單、成本低、抗蝕性能好。眾所周知，六價(jià)鉻是嚴(yán)重污染環(huán)境的物質(zhì)，長(zhǎng)期接觸將導(dǎo)致鉻潰瘍、糜爛性鼻炎、鼻中隔穿孔等。特別值得注意的是，近年來通過大量的研究證實(shí)其具有高致癌性。電鍍鋅鋼板使用六價(jià)鉻對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鉻酸鹽處理，具有三個(gè)方面的危害第一是生產(chǎn)過程工人與六價(jià)鉻近距離接觸，嚴(yán)重影響工人的身體健康；第二是生產(chǎn)過程中有大量含有六價(jià)鉻的廢液排出，嚴(yán)重危害環(huán)境；第三是形成的鉻酸鹽鈍化膜中還含有大量的六價(jià)鉻，在使用過程中能夠釋放出來，對(duì)使用者和環(huán)境都有不利影響。近年來，人們對(duì)環(huán)境污染的問題日益重視。電鍍鋅鋼板生產(chǎn)中的六價(jià)鉻污染問題己經(jīng)提到議事日程上來，發(fā)達(dá)國(guó)家早些年就已經(jīng)制定了禁止在電鍍鋅鋼板生產(chǎn)中使用六價(jià)絡(luò)的時(shí)間表，而我國(guó)政府對(duì)電鍍鋅鋼板生產(chǎn)中六價(jià)鉻排放限制更加嚴(yán)格，特別是最近，電鍍鋅鋼板的使用廠家開始排斥鉻酸鹽鈍化的電鍍鋅鋼板。在這一背景下，開發(fā)出一種性能優(yōu)良的適用于電鍍鋅鋼板的無鉻鈍化液是十分必要和緊迫的?，F(xiàn)有鍍鋅層的無鉻鈍化技術(shù)主要包括鉬酸鹽鈍化、稀土鈍化、硅酸鹽鈍化、鈦酸鹽鈍化和有機(jī)物鈍化、硅烷偶聯(lián)劑鈍化、鋯酸鹽鈍化等。其中，鉬酸鹽鈍化主要是采用了Mo"的八面配為體聚合成多算或雜多酸離子形成絡(luò)合物，在鍍鋅層上構(gòu)成鈍化膜，可以得到耐蝕性與鉻酸鹽相當(dāng)?shù)拟g化膜。在鍍鋅層上采用稀土鹽溶液浸泡的方式目前研究較少，需要在一定的條件下，鍍鋅板的稀土鹽轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性才略高于鉻酸鹽鈍化膜。以硅烷偶聯(lián)劑和鈦鹽鈍化為鈍化劑的主要使用者代表公司分別有日本帕卡瀨精公司和德國(guó)漢高公司，且其產(chǎn)品目前已經(jīng)在相關(guān)廠家進(jìn)行了應(yīng)用，使用以上兩種藥劑的鍍鋅板的耐蝕性能在24小時(shí)鹽霧試驗(yàn)中可以達(dá)到7級(jí)以上。鋯酸鹽鈍化主要包括以下幾種1.在鋁板上采用四丙醇鋯為主要成分的鈍化劑，其他成分為四乙基鄰位硅酸鹽、甘油丙三醇三甲氧基硅烷等，具有較好的耐蝕性能。2.Tomlinson發(fā)明了一種酸性鈍化液，該酸性鈍化液可提高金屬(如鐵、鋁、鎂合金等)的表面抗蝕性能及與漆膜的結(jié)合力，主要用于鋁板的鈍化保護(hù)。3.Choy發(fā)明了一種鈍化液，主要成分為Zr(OQH9)4和Y(02C4H15)3的混合物，該混合物應(yīng)用于碳化硅和硅機(jī)體的表面防護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于電鍍鋅鋼板的無鉻鈍化液及其使用方法，其組分簡(jiǎn)單，產(chǎn)品環(huán)保，可以取代有毒的鉻酸鹽鈍化工藝；而且，鈍化液穩(wěn)定性好，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存；另外，得到的鈍化膜均勻致密，結(jié)合力良好，硬度高，具有良好的保護(hù)性能；使得該電鍍鋅鋼板具有良好的涂裝性能。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，用于電鍍鋅鋼板表面處理的無鉻鈍化液，其成分質(zhì)量百分比為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，0.220;聚乙烯醇，0.011.0;碳酸鋯銨，0.H.0;水為溶劑，余量。進(jìn)一步，聚乙烯醇的型號(hào)選用為17-88，醇解度為87%89%。其中，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(簡(jiǎn)稱GPS)，其所形成的鈍化膜可以大大提高金屬和漆膜之間的結(jié)合力，一方面該有機(jī)物分子中的SiOH基團(tuán)和金屬表面的MeOH基團(tuán)(Me為金屬)形成氫鍵而快速附著于金屬表面，形成鈍化膜；另一方面，該有機(jī)物分子中的SiOH基團(tuán)之間可以發(fā)生縮水反應(yīng)，構(gòu)成鈍化膜的骨架。碳酸鋯銨，由于具有的鋯羥基(Zr-OH)活性很高，能與羥基形成氫鍵，同時(shí)還可以與GPS中的SiOH基團(tuán)反應(yīng)，因此有利于鈍化層內(nèi)膜層內(nèi)部的交聯(lián)，對(duì)提高膜層的耐蝕性具有良好的作用。聚乙烯醇，可以進(jìn)一步加強(qiáng)基團(tuán)之間的交聯(lián)促進(jìn)其表面性能的提高。本發(fā)明的鈍化液無色透明，穩(wěn)定性好，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存。在清潔的電鍍鋅鋼板表面涂覆上述鈍化液，然后烘烤成膜，烘烤溫度為100°C250°C，膜層烘烤時(shí)間為20秒3600秒。又，本發(fā)明涂覆方法采用輥涂、浸涂、噴淋或刷涂。本發(fā)明鈍化膜厚度為0.22.0g/m2。采用上述方法得到的膜層具有良好的耐蝕性，同時(shí)烘烤溫度較低，便于節(jié)約能源；涂覆方法多樣，適應(yīng)性強(qiáng)，具有通用性；膜厚范圍較大，便于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需要，降低成本。本發(fā)明的有益效果1)本發(fā)明的鈍化液由Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，聚乙烯醇，碳酸鋯銨和水等無毒的物質(zhì)組成，鈍化液中不含鉻，鈍化膜中也不含鉻，在生產(chǎn)過程中和產(chǎn)品使用過程中對(duì)人和環(huán)境都是無害的。2)本發(fā)明的鈍化液是無色透明的，電鍍鋅鋼板鈍化處理后顏色改變不明顯；本發(fā)明的鈍化液的穩(wěn)定性好，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存。3)在本發(fā)明的鈍化液中，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的水解產(chǎn)物易于在電鍍鋅鋼板表面形成高致密度和高結(jié)合力的鈍化膜；聚乙烯醇可以提高鈍化液的粘度，從而提高鈍化膜的均勻性；碳酸鋯銨的添加使得鈍化膜的致密性，結(jié)合力及硬度顯著提高。采用本發(fā)明所述工藝鈍化電鍍鋅鋼板得到的鈍化膜均勻致密，結(jié)合力良好，硬度高，具有良好的保護(hù)性能，其性能與有毒的鉻酸鹽彩色鈍化工藝所得膜層相當(dāng)。采用本發(fā)明所述工藝鈍化的電鍍鋅鋼板中性鹽霧試驗(yàn)120小時(shí)無白銹。4)采用本發(fā)明所述工藝鈍化后的電鍍鋅鋼板在21(TC條件下，除氫2小時(shí)，耐蝕性變化不大，而鉻酸鹽鈍化的鍍鋅板耐蝕性顯著下降。5)采用所述工藝鈍化電鍍鋅鋼板得到的鈍化膜中含有大量的環(huán)氧基團(tuán)，使得該電鍍鋅鋼板具有良好的涂裝性能。具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例參見表1:表1單位質(zhì)量百分比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發(fā)明實(shí)施的鈍化液使用方法為鋼板電鍍鋅20g/r^后，立即用自來水沖洗千凈，并用冷風(fēng)吹干；然后采用輥涂的方法將鈍化液均勻的涂覆到電鍍鋅鋼板表面；在20(TC條件下，烘烤5分鐘；自然冷卻；所得鈍化膜厚度為0.22.0g/m2。本發(fā)明實(shí)施中的性能數(shù)據(jù)如下表2所示，其中24小時(shí)鹽霧試驗(yàn)7級(jí)即為符合標(biāo)準(zhǔn)表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過上表可以看出，本發(fā)明中鍍鋅板的鹽霧試驗(yàn)時(shí)間非常理想權(quán)利要求1.用于電鍍鋅鋼板表面處理的無鉻鈍化液，其成分質(zhì)量百分比為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，0.2～20；聚乙烯醇，0.01～1.0；碳酸鋯銨，0.1～3.0；溶劑為水，余量。2.如權(quán)利要求1所述的用于電鍍鋅鋼板表面處理的無鉻鈍化液，其特征在是所述的聚乙烯醇的型號(hào)為17-88，醇解度為87%89°%。3.—種如權(quán)利要求1所述的用于電鍍鋅鋼板表面處理的無鉻鈍化液的使用方法，其特征是在清潔的電鍍鋅鋼板表面涂覆上述無鉻鈍化液，然后烘烤成鈍化膜，烘烤溫度為10(TC25(TC，膜層烘烤時(shí)間為20秒3600秒。4.如權(quán)利要求3所述的用于電鍍鋅鋼板表面處理的無鉻鈍化液的使用方法，其特征是涂覆方法采用輥涂、浸涂、噴淋或刷涂.。5.如權(quán)利要求3所述的用于電鍍鋅鋼板表面處理的無鉻鈍化液的使用方法，其特征是鈍化膜厚度為0.22.0g/m2。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于電鍍鋅鋼板表面處理的無鉻鈍化液及其使用方法，該無鉻鈍化液的成分質(zhì)量百分比為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，0.2～20；聚乙烯醇，0.01～1.0；碳酸鋯銨，0.1～3.0；溶劑為水，余量。使用方法為在清潔的電鍍鋅鋼板表面涂覆上述鈍化液，然后烘烤成膜，膜層厚度為0.2～2.0g/m²。經(jīng)過本發(fā)明工藝處理，電鍍鋅鋼板的耐蝕性能顯著提高，與鉻酸鹽彩色鈍化相當(dāng)；另外，經(jīng)過本發(fā)明工藝處理，電鍍鋅鋼板的涂裝性能也顯著提高。文檔編號(hào)C23C22/05GK101289741SQ200710039599公開日2008年10月22日申請(qǐng)日期2007年4月18日優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日發(fā)明者倪富榮,吳志良,勇姚,孫寧鋒,寧李,鄒美平,黃興橋,黎德育申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司;哈爾濱工業(yè)大學(xué)