一种防腐蚀镀锌板的加工工艺 |
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| 申请号 | CN202410087764.2 | 申请日 | 2024-01-22 | 公开(公告)号 | CN117904567A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 青岛永祥和环保科技有限公司; | 发明人 | 潘超; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及热 镀 锌 技术领域，具体公开了一种防 腐蚀 镀锌板的加工工艺。一种防腐蚀镀锌板的加工工艺，包括以下步骤： 脱脂 ； 酸洗 ；助镀：将酸洗后的基材浸入无铵助镀液中，助镀 温度 为40‑60℃，助镀时间为1‑3min，其中无铵助镀液包括80‑100g/L的氯化锌、30‑50g/L的 氯化钠 、8‑10g/L的氯化 钾 、1‑1.2g/L的除 铁 吸附 剂；热镀； 钝化 。本申请的制备方法具有延长镀锌层的保护时间的优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种防腐蚀镀锌板的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种防腐蚀镀锌板的加工工艺技术领域[0001] 本申请涉及热镀锌技术领域，更具体地说，它涉及一种防腐蚀镀锌板的加工工艺。 背景技术[0002] 电镀锌是一种通过对锌盐溶液进行电解，在钢铁基材表面形成金属锌沉积层的工艺，而热度锌则是将钢铁基材浸入熔融状态的锌液中，使锌与钢铁基材表面的铁进行反应，形成镀锌层，镀锌层对钢铁基材进行保护，减少钢铁基材的腐蚀。 [0003] 钢铁基材表面的镀锌层在长期使用后，容易出现脱落的现象，脱落或碎裂的镀锌层易拦截水汽，失去对钢铁基材的防护功能，空气中的腐蚀性物质渗透镀锌层并与钢铁基材接触，增加了镀锌层的腐蚀和基材的腐蚀，减少了基材的使用寿命。发明内容 [0004] 为了延长镀锌层的保护时间，本申请提供一种防腐蚀镀锌板的加工工艺，采用如下的技术方案：一种防腐蚀镀锌板的加工工艺，包括以下步骤： 脱脂：将基材浸入脱脂剂中进行脱脂除油处理，脱脂时间为25‑40min； 酸洗：将脱脂后的基材浸入盐酸液中进行酸洗，盐酸液的浓度为5‑20wt％，酸洗时间为5‑10min，酸洗后，清水冲洗1‑2min； 助镀：将酸洗后的基材浸入无铵助镀液中，助镀温度为40‑60℃，助镀时间为1‑ 3min，其中无铵助镀液包括80‑100g/L的氯化锌、30‑50g/L的氯化钠、8‑10g/L的氯化钾、1‑ 1.2g/L的除铁吸附剂； 热镀：将助镀后的基材浸入锌液中，锌液温度为450‑520℃，热镀时间为4‑8min； 钝化：将热镀、冷却至常温后的基材浸入钝化液中，钝化时间2‑3min，清水漂洗2‑5次。 [0005] 通过采用上述技术方案，脱脂能够将基材表面的油脂脱去，使得基材表面洁净，基材与镀锌层之间无油脂影响，酸洗液能够将基材表面的铁锈充分清洗，从而提高了镀锌层的均匀性和附着性，助镀液能够在基材表面形成一层薄膜，能够活化基材表面，增强基材与镀锌层之间的附着力，从而延长镀锌层对基材的保护效果和时间，除铁吸附剂能够有效降低无铵助镀液中的铁含量，从而减少锌液中的锌渣，提高助镀效果。 [0006] 优选的，所述无铵助镀液还包括3.5‑8.1g/L的氯化镍。 [0007] 通过采用上述技术方案，镀锌层过厚易影响镀锌层的附着力，向无铵助镀液中添加氯化镍，能够降低形成的镀锌层厚度，从而提高镀锌层的附着力，氯化镍的浓度控制在3.5‑8.1g/L，能够有效降低镀锌层的厚度。 [0008] 优选的，所述无铵助镀液还包括表面活性剂，表面活性剂由十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠复配制成，十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠的摩尔比为1:(0.42‑1.51)，十二烷基硫酸钠在无铵助镀液中的浓度为0.068‑0.12g/L。 [0009] 通过采用上述技术方案，十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠复配形成的表面活性剂能够降低助镀液的表面张力，提高助镀液与基材之间的润湿性，同时与助镀液中的金属盐协同，使得助镀液形成的盐膜分布较为均匀、致密，提高助镀液对基材的包覆性。 [0011] 通过采用上述技术方案，杨梅单宁与戊二醛混合、交联固化后，能够对无铵助镀液中的亚铁离子和铁离子进行吸附，无铵助镀液中铁离子和亚铁离子含量过高，易增加锌液中的锌渣，影响镀层质量，杨梅单宁固化后形成的除铁吸附剂对无铵助镀液中的铁有良好的吸附效果，能够降低无铵助镀液中的铁含量，从而提高助镀效果。 [0013] 通过采用上述技术方案，当A液与B液混合后，杨梅单宁能够在戊二醛的作用下接枝到氨基化二氧化硅上，制得的除铁吸附剂耐水性更加，使用时间较长，对无铵助镀液中的铁离子及亚铁离子的吸附效果更佳。 [0014] 优选的，所述除铁吸附剂的制备方法包括以下步骤：将氨基化二氧化硅和杨梅单宁添加至水中，搅拌10‑12h后制得A液，将B液添加至A液中，30‑40℃下交联22‑24h，过滤，洗涤，在35‑40℃下真空干燥23‑24h，制得除铁吸附剂。 [0015] 通过采用上述技术方案，氨基化二氧化硅与杨梅单宁经过搅拌后充分混合，A液与B液混合后，氨基化二氧化硅与杨梅单宁在戊二醛的作用下进行交联，固化形成除铁吸附剂，杨梅单宁位于二氧化硅表面，二者共同对无铵助镀液中的铁进行吸附，从而保证了无铵助镀液中铁离子及亚铁离子的含量较低，保证了助镀液的助镀效果。 [0016] 优选的，所述无铵助镀液的pH为3.8‑4.3。 [0017] 通过采用上述技术方案，调节无铵助镀液的pH至3.8‑4.3，除铁吸附剂在此pH范围下，对铁离子和亚铁离子的吸附速率和吸附效果最佳，且表面活性剂的活性较佳，对无铵助镀液表面张力的降低效果较好，从而有利于提高助镀液对基材的助镀效果和包覆效果。 [0018] 优选的，所述盐酸液以50‑55mL/h的流速循环流经吸附柱，吸附柱包括以下原料：离子交换树脂和螯合剂，螯合剂的添加量为离子交换树脂的0.4‑0.6wt％。 [0019] 通过采用上述技术方案，螯合剂能够与盐酸液中的亚铁离子进行络合，形成络合物，离子交换树脂能够将盐酸液中的离子置换而出，从而减少盐酸液中的亚铁离子浓度，从而减少了基材带入助镀液中的亚铁含量，提高了助镀效果。 [0020] 综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请中向无铵助镀液中添加了氯化镍，氯化镍能够有效降低镀锌层的厚度，从而提高了镀锌层的附着力，实现了镀锌层使用时间的延长； 2、本申请中采用十二烷基硫酸钠和月桂酰胺基甘酸钠复配而成的表面活性剂，有效降低了助镀液的表面张力，提高了助镀液与基材之间的润湿性，同时与助镀液中的金属盐协同，提高了助镀液对基材的包覆性； 3、本申请采用杨梅单宁固化形成的除铁吸附剂，除铁吸附剂能够对无铵助镀液中的铁离子和亚铁离子进行吸附，降低无铵助镀液中的铁含量，从而减少锌液中的锌渣含量，提高助镀效果和锌层的镀层效果。 具体实施方式[0021] 以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。 [0022] 除铁吸附剂的制备例1‑4制备例1 除铁吸附剂包括以下原料：体积比为9:1的A液和B液，A液包括杨梅单宁和水，杨梅单宁的添加量为水的6wt％，B液包括戊二醛； 上述除铁吸附剂的制备方法包括以下步骤：将杨梅单宁添加至水中，搅拌10h后制得A液，将B液添加至A液中，30℃下交联24h，过滤，洗涤，在35℃下真空干燥23h，制得除铁吸附剂。 [0023] 制备例2除铁吸附剂包括以下原料：体积比为11:1的A液和B液，A液包括杨梅单宁和水，杨梅单宁的添加量为水的3wt％，B液包括戊二醛； 上述除铁吸附剂的制备方法包括以下步骤：将杨梅单宁添加至水中，搅拌12h后制得A液，将B液添加至A液中，40℃下交联22h，过滤，洗涤，在40℃下真空干燥24h，制得除铁吸附剂。 [0024] 制备例3除铁吸附剂包括以下原料：体积比为9:1的A液和B液，A液包括杨梅单宁、水和氨基化二氧化硅，杨梅单宁的添加量为水的6wt％，氨基化二氧化硅与杨梅单宁的质量比为1: 0.4。 [0025] 上述除铁吸附剂的制备方法包括以下步骤：将氨基化二氧化硅和杨梅单宁添加至水中，搅拌10h后制得A液，将B液添加至A液中，30℃下交联24h，过滤，洗涤，在35℃下真空干燥23h，制得除铁吸附剂。 [0026] 制备例4除铁吸附剂包括以下原料：体积比为11:1的A液和B液，A液包括杨梅单宁、水和氨基化二氧化硅，杨梅单宁的添加量为水的3wt％，氨基化二氧化硅与杨梅单宁的质量比为1: 0.6。 [0027] 上述除铁吸附剂的制备方法包括以下步骤：将氨基化二氧化硅和杨梅单宁添加至水中，搅拌12h后制得A液，将B液添加至A液中，40℃下交联22h，过滤，洗涤，在40℃下真空干燥24h，制得除铁吸附剂。 [0029] 制备例6无铵助镀液包括100g/L的氯化锌、50g/L的氯化钠、10g/L的氯化钾，还包括1g/L的除铁吸附剂，除铁吸附剂选用制备例2制得的除铁吸附剂。 [0030] 制备例7制备例7与制备例5的区别之处在于，无铵助镀液还包括3.5g/L的氯化镍。 [0031] 制备例8制备例8与制备例5的区别之处在于，无铵助镀液还包括8.1g/L的氯化镍。 [0032] 制备例9制备例9与制备例5的区别之处在于，无铵助镀液还包括1g/L的氯化镍。 [0033] 制备例10制备例10与制备例5的区别之处在于，无铵助镀液还包括10g/L的氯化镍。 [0034] 制备例11制备例11与制备例7的区别之处在于，无铵助镀液还包括表面活性剂，表面活性剂由十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠复配制成，十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠的摩尔比为1:0.42，十二烷基硫酸钠在无铵助镀液中的浓度为0.068g/L。 [0035] 制备例12制备例12与制备例7的区别之处在于，无铵助镀液还包括表面活性剂，表面活性剂由十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠复配制成，十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠的摩尔比为1:1.51，十二烷基硫酸钠在无铵助镀液中的浓度为0.12g/L。 [0036] 制备例13制备例13与制备例11的区别之处在于，十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠的摩尔比为1:0.1。 [0037] 制备例14制备例14与制备例11的区别之处在于，十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠的摩尔比为1:2。 [0038] 制备例15制备例15与制备例5的区别之处在于，无铵助镀液还包括除铁吸附剂，除铁吸附剂选用制备例3制得的除铁吸附剂。 [0039] 制备例16制备例16与制备例5的区别之处在于，无铵助镀液还包括除铁吸附剂，除铁吸附剂选用制备例4制得的除铁吸附剂。 [0040] 制备例17制备例17与制备例5的区别之处在于，无铵助镀液中不添加除铁吸附剂。 [0041] 制备例18制备例18与制备例5的区别之处在于，无铵助镀液中除铁吸附剂的含量为0.1g/L。 [0042] 制备例19制备例19与制备例5的区别之处在于，无铵助镀液中除铁吸附剂的含量为2g/L。 实施例 [0043] 实施例1一种防腐蚀镀锌板的加工工艺，包括以下步骤： 脱脂：将基材浸入脱脂剂中进行脱脂除油处理，脱脂时间为25min，脱脂剂选用东莞市希尔金属材料有限公司的金属清洗剂； 酸洗：将脱脂后的基材浸入盐酸液中进行酸洗，盐酸液的浓度为5wt％，酸洗时间为10min，酸洗后，清水冲洗1min； 助镀：将酸洗后的基材浸入无铵助镀液中，助镀温度为40℃，助镀时间为1min，其中无铵助镀液选用制备例5制得的无铵助镀液； 热镀：将助镀后的基材浸入锌液中，锌液温度为450℃，热镀时间为8min； 钝化：将热镀、冷却至常温后的基材浸入钝化液中，钝化时间2min，清水漂洗2次，钝化液使用深圳市力洁化工科技有限公司的无铬钝化液，型号为511。 [0044] 实施例2一种防腐蚀镀锌板的加工工艺，包括以下步骤： 脱脂：将基材浸入脱脂剂中进行脱脂除油处理，脱脂时间为40min，脱脂剂选用东莞市希尔金属材料有限公司的金属清洗剂； 酸洗：将脱脂后的基材浸入盐酸液中进行酸洗，盐酸液的浓度为20wt％，酸洗时间为5min，酸洗后，清水冲洗2min； 助镀：将酸洗后的基材浸入无铵助镀液中，助镀温度为60℃，助镀时间为3min，其中无铵助镀液选用制备例6制得的无铵助镀液； 热镀：将助镀后的基材浸入锌液中，锌液温度为450℃，热镀时间为4min； 钝化：将热镀、冷却至常温后的基材浸入钝化液中，钝化时间3min，清水漂洗5次，钝化液使用深圳市力洁化工科技有限公司的无铬钝化液，型号为511。 [0045] 实施例3实施例3与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例7制得的无铵助镀液。 [0046] 实施例4实施例4与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例8制得的无铵助镀液。 [0047] 实施例5实施例5与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例9制得的无铵助镀液。 [0048] 实施例6实施例6与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例10制得的无铵助镀液。 [0049] 实施例7实施例7与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例11制得的无铵助镀液。 [0050] 实施例8实施例8与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例12制得的无铵助镀液。 [0051] 实施例9实施例9与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例13制得的无铵助镀液。 [0052] 实施例10实施例10与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例14制得的无铵助镀液。 [0053] 实施例11实施例11与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例15制得的无铵助镀液。 [0054] 实施例12实施例12与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例16制得的无铵助镀液。 [0055] 实施例13实施例13与实施例1的区别之处在于，盐酸液以50mL/h的流速循环流经吸附柱，吸附柱包括以下原料：离子交换树脂和螯合剂，螯合剂的添加量为离子交换树脂的0.4wt％。 [0056] 实施例14实施例14与实施例1的区别之处在于，盐酸液以55mL/h的流速循环流经吸附柱，吸附柱包括以下原料：离子交换树脂和螯合剂，螯合剂的添加量为离子交换树脂的0.6wt％。 [0057] 对比例对比例1 对比例1与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例17制得的无铵助镀液。 [0058] 对比例2对比例2与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例18制得的无铵助镀液。 [0059] 对比例3对比例3与实施例1的区别之处在于，无铵助镀液选用制备例19制得的无铵助镀液。 [0060] 检测方法使用实施例1‑14及对比例1‑3的工艺对钢板进行热镀锌处理，对制得的热镀锌钢板进行中性盐雾试验，实验方法参照GB/6458‑86《金属覆盖层中性盐雾试验标准》，观察钢板表面镀层的锈蚀情况，并将锈蚀率记录于表1中，锈蚀率＝(锈蚀区域面积/镀层面积)× 100％ 实施例1‑2与对比例1相比，无铵助镀液中增加了除铁吸附剂，实施例1‑2与对比例 1相比，锈蚀率有较大幅度的减少，说明除铁吸附剂能够有效提高无铵助镀液的助镀效果，从而提高了镀锌层的均匀度和致密性，使镀锌层具有良好的耐盐雾性能。除铁吸附剂对无铵助镀液中的铁离子和亚铁离子有良好的吸附性能，能够减少无铵助镀液中的铁含量，从而减少助镀液形成的薄膜中的铁离子及亚铁离子含量，当薄膜随钢板进入锌锅中时，减少带入锌锅中的铁离子和亚铁离子，从而减少锌锅中的锌渣，提高了助镀效果，从而提高了镀锌层的光滑度，使得镀锌层具有良好的均匀性和致密性，镀锌钢板的耐盐雾性能提升。 [0061] 实施例3‑4与实施例1相比，无铵助镀液中添加了氯化镍，实施例3‑4与实施例1相比，镀锌层的锈蚀率有进一步的降低，说明无铵助镀液中他添加氯化镍，能够进一步提高无铵助镀液的助镀效果，氯化镍的添加能够有效降低镀锌层的厚度，同时能够有效提高镀锌层与基板之间的附着性，从而改善镀锌层与基板之间的附着性，以及镀锌层的均匀性，从而有效改善了镀锌钢板的耐盐雾性能。 [0062] 实施例5‑6与实施例3相比，无铵助镀液中的氯化镍含量发生了变化，实施例5‑6与实施例1相比，镀锌层的锈蚀率有所降低，但与实施例3相比，锈蚀率有所提高，说明氯化镍的添加量过多或过少均会对无铵助镀液的助镀效果造成影响，氯化镍的添加量较少，易使得锌层厚度过厚，使其均匀性和附着力下降，从而降低了镀锌层的耐盐雾性能，氯化镍的添加量过多，镀锌层的厚度不再减少，多余的氯化镍出现浪费。 [0063] 实施例7‑8与实施例1相比，无铵助镀液中还添加了表面活性剂，实施例7‑8与实施例1相比，镀锌层的锈蚀率有所下降，说明添加表面活性剂有利于提高无铵助镀液的助镀效果，十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠复配形成的表面活性剂能够有效降低无铵助镀液的表面张力，提高无铵助镀液与钢板之间的润湿性，同时复配形成的表面活性剂与无铵助镀液中的金属盐协同，能够使得无铵助镀液形成的盐膜分布较为均匀、致密，进一步提高了无铵助镀液对钢板的包覆效果，从而提高了无铵助镀液的助镀效果，提高了镀锌层的均匀性和致密性。 [0064] 实施例9‑10与实施例7相比，表面活性剂中十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠的摩尔比发生了改变，实施例9‑10与实施例7相比，镀锌层的锈蚀率有所下降，说明十二烷基硫酸钠与月桂酰胺基甘酸钠的摩尔比对表面活性剂的效果有影响，适合的摩尔比，能够有效提高复配形成的表面活性剂的活性，降低无铵助镀液的表面张力。 [0065] 实施例11‑12与实施例7相比，除铁吸附剂在制备时，添加了氨基化二氧化硅，实施例11‑12与实施例7相比，镀锌层的锈蚀率有进一步的下降，说明氨基化二氧化硅的添加有利于提高无铵助镀液的助镀效果，杨梅单宁在戊二醛的作用下接枝到氨基化二氧化硅，氨基化二氧化硅提高了杨梅单宁的耐水性，使得杨梅单宁不易分解溶于水中，除铁吸附剂的使用时间更长，对无铵助镀液中的铁离子及亚铁离子的吸附效果更佳。 [0066] 实施例13‑14与实施例1相比，盐酸液循环流经吸附柱，实施例13‑14与实施例1相比，镀锌层的锈蚀率有所下降，说明盐酸液循环流经吸附柱，能够改善盐酸液对钢板的酸洗效果，提高钢板表面的洁净度，从而改善镀锌层的附着性，吸附柱中的螯合剂能够与盐酸液中的亚铁离子进行络合，离子交换树脂能够将盐酸液中的亚铁离子置换出来，从而减少了盐酸液中亚铁离子的浓度，提高了盐酸液对钢板的清洗效果，从而提高了镀锌层与钢板之间的结合效果，改善了镀锌层的均匀性和附着性。 [0067] 对比例2与实施例1相比，减少了除铁吸附剂的添加量，对比例2与实施例1相比，锈蚀率有所上升，说明除铁吸附剂的添加量过少，易影响除铁吸附剂对无铵助镀液中铁离子和亚铁离子的吸附效果，从而提高了无铵助镀液中的铁含量，影响无铵助镀液的助镀效果，以及镀锌层的均匀性和附着性。 [0068] 对比例3与实施例1相比，增加了除铁吸附剂的添加量，对比例2与实施例1相比，锈蚀率未见较大变化，说明除铁吸附剂的添加量过多时，对无铵助镀液的影响较小，无铵助镀液中的铁离子及亚铁离子含量较低，部分除铁吸附剂的吸附量较小，造成了浪费，因此除铁吸附剂的添加量不必过多。 |
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