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批量热锌环保型多效助镀液及其使用方法

阅读:243发布:2020-05-12

专利汇可以提供批量热锌环保型多效助镀液及其使用方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 钢 铁 批量热 镀 锌 环保型多效助镀液及其使用方法,每升包括以下物质成分:成膜剂、促进剂、络合剂、防爆锌剂和 水 。本发明还提供了钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液的使用方法,其使用方法要求为: 工作 温度 50~60℃、pH值为3.5~5、助镀时间3~6分钟,助镀后的 工件 无需烘干,便可直接进入下一道浸锌工序,节约时间提高了功效。本发明除了能满足批量热镀锌助镀工艺通用的要求外,还具有以下特点:中温助镀节约了助镀液加温的能耗、助镀后不需要烘干节省了投资与烘干所需的能耗;能有效控制助镀液中Fe2+的上升,浸锌时减少锌灰、锌渣的产生,没有 烟尘 、并能有效防止爆锌;助 镀膜 层均匀、无漏镀、锌层光亮等多项功效。,下面是批量热锌环保型多效助镀液及其使用方法专利的具体信息内容。

1.一种批量热锌环保型多效助镀液,其特征在于:每升钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液包括以下物质成分及其含量:
成膜剂 200~350g/L
促进剂 150~200g/L
络合剂 30~60g/L
防爆锌剂 8~10g/L
余量为
2.根据权利要求1所述的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液,其特征在于:所述成膜剂为植酸锌、溴化锌、氯化锌、氯化镁、乙酸铵中的一种或两种或三种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液,其特征在于:所述促进剂为氯化钠、氯化铋、氯化锰、氯化钡、氯化、氟化钾、氟酸钠、氟酸钾中的一种或两种或三种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液,其特征在于:所述络合剂为酒石酸没食子酸、植酸、磷酸中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液,其特征在于:所述防爆锌剂为全氟烷基醚季铵盐阳离子表面活性剂、十八烷基三甲基氯化铵椰子油脂肪酸乙醇酰胺中的一种或两种以上的混合物。
6.一种如权利要求1至5中任一项所述的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
配制1L钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液:选取成膜剂200~350g/L、促进剂150~
200g/L、络合剂30~60g/L、防爆锌剂8~10g/L,余量为水;
将步骤1)所选取的各个组分进行溶解后均匀混合,即得到钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液;
将步骤2)中所得到的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液加温至50~60℃,然后将酸洗后的钢铁制件浸入到钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液中,静置3~6分钟后,即完成助镀步骤;
将步骤3)中助镀完成的钢铁制件从钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液中取出,自然干燥3~5分钟即可。
7.根据权利要求6所述的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液的使用方法,其特征在于:所述步骤2)中所得到的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液的pH值为3.5~5。
8.根据权利要求6所述的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液的使用方法,其特征在于:用所得到的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液助镀的钢铁制件,可直接进行热浸镀锌工序无需烘干。

说明书全文

批量热锌环保型多效助镀液及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液及其使用方法。

背景技术

[0002] 我国的钢铁产量连续多年居世界首位,金属防腐问题也越来越受到重视,钢铁制件采用热镀锌技术进行耐腐蚀防护的要求日益增多。据统计,世界上每年因腐蚀而损失的钢铁材料占总产量的五分之一。腐蚀对现代工业造成严重破坏,不仅造成严重的直接损失,而且造成停工停产的间接损失也难于估计,甚至还会危及人的生命和财产安全。
[0003] 热浸镀锌作为钢铁防止大气腐蚀的有效方法,已被普遍应用。与其他金属防腐蚀方法相比,热浸镀锌镀层的物理屏障保护与电化学保护结合的特性、致密性、耐久性、免维护性、经济性,以及热浸镀锌工艺对钢件形状与尺寸的适应性、产能的高效性,都具有无法替代的优势。目前,需要采用批量热镀锌防腐技术处理的钢铁结构件、零部件、固件等几乎覆盖了所有工业领域。例如,电(输电线路钢塔、钢管塔、变电所构件、电缆桥架、电力金具等)、通信(通信角钢塔、桅杆塔等)交通(高速公路护栏、高速铁路接触支架、公路标志杆、信号灯杆、钢结构桥梁等)、建筑(钢结构厂房、钢结构楼房、钢结构航站楼、钢结构高铁站、防盗网、栅栏、脚手架等)、市政(路灯杆、污处理设施等)、船舶工程、海洋工程、机械制造、石油及化工(管道、容器等)。
[0004] 助镀就是钢铁制件浸渍助镀液的过程,是传统“干法热镀锌”工艺不可缺少的工序环节之一。浸渍助镀液的目的,是为了使钢铁制件表面在热浸镀锌时能在最短时间内与锌液正常反应,顺利生成一层Zn-Fe合金相层。助镀可以清除钢铁制件表面残留的铁盐及化铁等杂质,以弥补前面几道工序的不足,还可以活化钢铁表面,提高镀锌质量。浸渍助镀液工艺是热浸镀锌技术工艺独有的,其他钢铁防腐蚀工艺中没有这样的工艺要求。浸渍助镀液质量的好坏,不仅直接影响镀层质量,还对锌耗成本有很大影响。所以,助镀工艺是批量热镀锌质量控制的关键点之一。
[0005] 所谓助镀,就是将酸洗后的钢铁制件浸渍到含有一定成分的氯化锌与氯化铵配制的溶液中,制件从助镀溶液中提出后,会在表面形成一层薄的氯化锌铵盐膜。制件经助镀后,才能进入到下一个热浸锌工序。
[0006] 当前,绝大多数批量热镀锌企业的助镀工艺,均采用氯化锌与氯化铵复盐配制技术,虽然助镀效果明显,但钢铁制件表面的盐膜在热浸镀时会产生大量烟雾。烟雾的产生一部分是氯化锌,主要是氯化铵。制件在热浸锌时,表面的盐膜因遇到高温而分解,膜层中的NH4Cl会在高温的作用下释放出NH3和HCl。因此,热浸镀锌时所产生的烟雾,会对工作环境和大气造成污染。
[0007] 在目前这种氯化锌铵助镀溶液中,普遍含有较高的Fe2+。这是因钢铁制件经过酸2+
洗后带入到助镀溶液和制件在助镀溶液中反应生成的。当助镀溶液中的Fe 被制件表面所形成的盐膜带入到锌液中,则会产生Zn-Fe的金属键结,这种键结即锌渣。通常1kg铁会
2+
消耗25kg锌而形成锌渣。所以,助镀溶液中Fe 的升高,会造成锌耗增加,从而导致成本上升。当制件表面盐膜中的铁与锌反应生成锌渣时,大部分的锌渣会沉入锌锅底部,有些Zn-Fe的微细结晶颗粒会悬浮在锌液中,即通常所讲的“悬浮渣”。随着沉入锌锅底部锌渣的积累,锌渣会产生板结,随着锌渣板结厚度的增加,锌锅炉体的加热体系中加热的均衡性将被打破,这种危害会造成锌锅漏锌的灾难。而悬浮渣则会粘附在镀锌层表面,造成锌层表面颗粒状结晶增多,麻点现象严重,影响镀锌表面质量。由此可见,助镀溶液中铁离子的危害性非常大。
[0008] 在这氯化锌铵助镀工艺中,钢铁制件经助镀工艺处理后,还要经过烘干,然后再进入锌浴。这是因制件表面的助镀溶液干燥较慢,表面带有水分的制件在进入到450℃左右的锌液里时会产生爆锌,飞溅出来的锌会对人员造成严重烫伤,同时也增加了锌的损耗。
[0009] 从国内公开的有关热镀锌助镀液(剂)的专利来看,多是已知的通用技术及一些无2+
烟助镀技术,几乎没有看到如何解决助镀溶液中Fe 的问题,这恰恰正是困扰热镀锌企业已久的问题。因为助镀液中的铁离子是锌液产生锌灰、锌渣的主要原因,是造成材料浪费、危害最重要设备寿命的根源。

发明内容

[0010] 本发明要解决的技术问题是提供一种既能满足钢铁批量热镀锌助镀工艺的要求,又能解决当前传统助镀液存在不足的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液。本发明不但要解决目前助镀液普遍存在的烟雾量大、暴锌等问题,更主要的是要解决铁离子上升快的问题,以减少锌灰、锌渣的产生,降低企业生产成本,延长锌锅使用寿命。
[0011] 为解决上述问题,本发明采用如下技术方案:一种钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液,每升钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液包括以下物质成分及其含量:
成膜剂 200~350g/L
促进剂 150~200g/L
络合剂 30~60g/L
防爆锌剂 8~10g/L
余量为水。
[0012] 作为优选的技术方案,所述成膜剂为植酸锌、溴化锌、氯化锌、氯化镁、乙酸铵中的一种或两种或三种以上的混合物。
[0013] 作为优选的技术方案,所述促进剂为氯化钠、氯化铋、氯化锰、氯化钡、氯化、氟化钾、氟酸钠、氟酸钾中的一种或两种或三种以上的混合物。
[0014] 作为优选的技术方案,所述络合剂为酒石酸没食子酸、植酸、磷酸中的一种或两种以上的混合物。
[0015] 作为优选的技术方案,所述防爆锌剂为全氟烷基醚季铵盐阳离子表面活性剂、十八烷基三甲基氯化铵、椰子油脂肪酸乙醇酰胺中的一种或两种以上的混合物。
[0016] 一种钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液的使用方法,包括以下步骤:1)配制1L钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液:选取成膜剂200~350g/L、促进剂
150~200g/L、络合剂30~60g/L、防爆锌剂8~10g/L,余量为水。
[0017] 2)将步骤1)所选取的各个组分进行溶解后均匀混合,即得到钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液;3)将步骤2)中所得到的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液加温至50~60℃,然后将酸洗后的钢铁制件浸入到钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液中,静置3~6分钟后,即完成助镀步骤;
4)将步骤3)中助镀完成的钢铁制件从钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液中取出,自然干燥3~5分钟即可。
[0018] 作为优选的技术方案,所述步骤2)中所得到的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液的pH值为3.5~5。
[0019] 作为优选的技术方案,用所得到的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液助镀的钢铁制件,可直接进行热浸镀锌工序无需烘干。
[0020] 本发明的有益效果是:本发明采用环境友好型原材料,不但能满足批量热镀锌助镀工艺通用的技术要求,如清除制件表面残留物、活化制件基体、防止二次氧化、热浸锌时不产生烟雾并能快速生成Zn-Fe合金相层等多项功效,而且还有其突出的特点:助镀液中的成膜剂采用复配技术,使成膜剂相互协同,解决了单一成膜剂容易漏镀、不稳定等缺陷,2+ 2+
并能使助镀膜层加快形成;助镀液中的络合剂能有效能地络合Fe ,控制助镀液中Fe 的上升,减少钢铁制件助镀后表面膜层中的铁盐含量,热浸镀锌时能减少锌灰、锌渣的产生,降低锌耗,延长锌锅使用寿命;助镀液的工作温度为50~60℃,采用中温助镀技术,能节约能耗;助镀液中的防爆锌剂能降低表面张力,使助镀膜层均匀分布在制件基体表面,减少了助镀液的用量,从而进一步减少锌灰、锌渣的产生几率,减少漏镀;防爆锌剂还能使助镀后的制件表面迅速干燥,无需烘干便可热浸锌而不会产生爆锌、飞溅,保障了现场操作人员安全,提高了效率,降低了成本。

具体实施方式

[0021] 下面对本发明的优选实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0022] 一种钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液,每升钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液包括以下物质成分及其含量:成膜剂 200~350g/L
促进剂 150~200g/L
络合剂 30~60g/L
防爆锌剂 8~10g/L
余量为水。
[0023] 优选的,所述成膜剂为植酸锌、溴化锌、氯化锌、氯化镁、乙酸铵中的一种或两种或三种以上的混合物。
[0024] 优选的,所述促进剂为氯化钠、氯化铋、氯化锰、氯化钡、氯化钾、氟化钾、氟硅酸钠、氟铝酸钾中的一种或两种或三种以上的混合物。
[0025] 优选的,所述络合剂为酒石酸、没食子酸、植酸、磷酸中的一种或两种以上的混合物。
[0026] 优选的,所述防爆锌剂为全氟烷基醚季铵盐阳离子表面活性剂、十八烷基三甲基氯化铵、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的一种或两种以上的混合物。
[0027] 一种钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液的使用方法,包括以下步骤:1)配制1L钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液:选取成膜剂200~350g/L、促进剂
150~200g/L、络合剂30~60g/L、防爆锌剂8~10g/L,余量为水。
[0028] 2)将步骤1)所选取的各个组分进行溶解后均匀混合,即得到钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液;3)将步骤2)中所得到的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液加温至50~60℃,然后将酸洗后的钢铁制件浸入到钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液中,静置3~6分钟后,即完成助镀步骤;
4)将步骤3)中助镀完成的钢铁制件从钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液中取出,自然干燥3~5分钟即可。
[0029] 优选的,所述步骤2)中所得到的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液的pH值为3.5~5。
[0030] 优选的,用所得到的钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液助镀的钢铁制件,可直接进行热浸镀锌工序无需烘干。
[0031] 本发明的有益效果是:本发明采用环境友好型原材料,不但能满足批量热镀锌助镀工艺通用的技术要求,如清除制件表面残留物、活化制件基体、防止二次氧化、热浸锌时不产生烟雾并能快速生成Zn-Fe合金相层等多项功效,而且还有其突出的特点:助镀液中的成膜剂采用复配技术,使成膜剂相互协同,解决了单一成膜剂容易漏镀、不稳定等缺陷,2+ 2+
并能使助镀膜层加快形成;助镀液中的络合剂能有效能地络合Fe ,控制助镀液中Fe 的上升,减少钢铁制件助镀后表面膜层中的铁盐含量,热浸镀锌时能减少锌灰、锌渣的产生,降低锌耗,延长锌锅使用寿命;助镀液的工作温度为50~60℃,采用中温助镀技术,能节约能耗;助镀液中的防爆锌剂能降低表面张力,使助镀膜层均匀分布在制件基体表面,减少了助镀液的用量,从而进一步减少锌灰、锌渣的产生几率,减少漏镀;防爆锌剂还能使助镀后的制件表面迅速干燥,无需烘干便可热浸锌而不会产生爆锌、飞溅,保障了现场操作人员安全,提高了效率,降低了成本。
[0032] 实施例1配制1000L钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液,用于钢铁制件批量热镀锌前处理的助镀工艺。
[0033] 取植酸锌200kg、溴化锌50kg、氯化钠50kg、氯化锰25kg、氟铝酸钾75kg、酒石酸25kg、没食子酸5kg、全氟烷基醚季铵盐阳离子表面活性剂8kg、余量为水。将500mm长的
50×50×5的角钢,经脱脂→水洗→酸洗→水洗后浸入到助镀液中,温度控制在60℃,pH值控制在5,助镀时间为6分钟。助镀后的角钢在3~4分钟内迅速干燥,没有烘干便进行热浸镀锌,角钢浸入锌液时没有爆锌,锌灰减少近三分之二,锌烟微量。镀锌后的角钢,表面平滑光亮,没有锌滴、锌瘤、漏镀现象,经测厚仪检测,锌层厚度为95~100μm,证明锌层均匀,锌耗量低。
[0034] 实施例2配制1000L钢铁批量热镀锌环保型多效助镀液,用于钢铁制件批
量热镀锌前处理的助镀工艺。
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