CN110616422B - 一种镀锌板无铬环保钝化剂及制备使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镀锌板无铬环保钝化剂及制备使用方法，按重量份包括以下成分：潜固化型聚氨酯乳液20‑40份；锆偶联剂5‑20份；有机锌防锈剂0.5‑5份；棕榈蜡乳液1‑8份；纯水40‑65份；所述的有机锌防锈剂为ALCOPHOR；纯水的电导率小于0.1×10‑6mΩ.cm‑1。优点是：利用潜固化型聚氨酯乳液固化时在锌板上交联反应形成膜组分，有机络合锆偶联剂，避免氟离子、硫酸根离子、氯离子的腐蚀，有机锌防锈剂与聚氨酯、偶联剂形成穿插交联反应，形成牢固的钝化膜，具有优异的防腐、抗磨、润滑作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种镀锌板无铬环保钝化剂及制备使用方法。
背景技术
镀锌是提高钢铁抗大气腐蚀的有效方法，但在潮湿的环境中，镀锌层容易发生腐蚀，表面生成白色疏松的腐蚀产物，有时产生暗灰色产物，严重影响钢板的外观和性能，因此镀锌板要进行钝化处理，在镀锌板表面覆盖一层保护膜。钝化剂是镀锌加工过程中的必用产品，新制成的镀锌板表面非常活泼，在包装入库前必须经过钝化处理，以提高存储、运输过程中防锈能力。钝化剂的作用机理是封闭钢板表面的微孔，微孔处容易形成原电池，使腐蚀加剧。钝化后的钢板使外观更平整美观，不影响后续加工，如焊接、磨光等。传统的钝化工艺采用六价的铬酸溶液或亚硝酸钠溶液，具有自我修复能力。前述两种都是致癌物质，国家已逐渐废止，特别是出口产品，严禁使用。如欧盟排放水中不允许超过0.3mg/m3，有的国家甚至提议废水中无铬(Cr6+)，欧盟2006年7月开始实行无六价铬的ROHS环保法令。亚硝酸钠长期接触，有人会产生严重的皮肤过敏，误食几克构成危险的高铁血红蛋白症。
近年来钝化剂的研究非常活跃，在中国的专利申请已超100多项，镀锌板的钝化剂也有50-60项，主要集中在硅酸盐、钼酸盐、钛酸盐、锆酸盐、稀土铈镧等无机组分钝化剂，但保护膜太薄防锈效果不好。常规丙烯酸乳液、聚氨酯乳液等高分子膜组成的钝化剂与金属基体结合强度差防锈效果也不理想。第三类是无机有机高分子复合钝化剂比上述两类有所改善，但其中采用的氟钛酸盐、氟锆酸盐的助剂氟化氢、氟化钾、氟化铵、氟化钠、氟硅酸盐等对镀锌板有明显的腐蚀作用；所采用的硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂容易水解稳定性差；所采用的硫酸氧钛、氯化镧、三氯化钛等防锈剂阴离子也有腐蚀作用，真正能用于工业生产的高档无铬环保钝化剂很少。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种镀锌板无铬环保钝化剂及制备使用方法，既能够满足当前的环保要求，同时能很好保护镀锌基板。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种镀锌板无铬环保钝化剂，按重量份包括以下成分：
所述的有机锌防锈剂为ALCOPHOR。
所述的纯水的电导率小于0.1×10-6mΩ.cm-1。
潜固化型聚氨酯乳液，用于主成膜物质，高温烘烤时反应基团裸露而固化。过多易使膜产生微裂纹，且增加成本，过低防护性变弱。选用潜固化型单组分聚氨酯乳液。
锆偶联剂，使高分子膜进一步交联固化，低于5份则固化变慢。
有机锌防锈剂(商品名ALCOPHOR)，分布在膜相中，与锌表面进一步反应，起到防锈作用。当含量过多时，结晶颗粒变大影响膜的完整性。可选用汉高公司或海川化工公司的ALCOPHOR 827。
棕榈蜡乳液，在不影响防锈能力的前提下，可使膜具有润滑性，便于后序剪切加工精度，且棕榈蜡乳液具有腐蚀性小的特点。低于1份，将伤失润滑性，过多涂布时形成泡沫，因此优选1-8份。
纯水(电导率小于0.1×10-6mΩ.cm-1)，高纯度的水是防锈的基础和保证。
一种镀锌板无铬环保钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将潜固化型聚氨酯乳液、锆偶联剂混合均匀；
2)将有机锌防锈剂和纯水混合均匀；
3)将步骤1)、步骤2)得到的混合溶液混合后加入棕榈蜡乳液，在砂磨机中研磨10min以上，得到均匀后的无铬环保钝化剂。
一种镀锌板无铬环保钝化剂的使用方法，包括以下步骤：
1)镀锌钢板脱脂，清洗，吹干；
2)镀锌板通过辊涂机在两面均匀涂布所述的镀锌板无铬环保钝化剂，涂布量为单面1.2-2.0g/m2；
3)镀锌钢板涂后经热风吹干，镀锌钢温度控制在70-95℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
镀锌板无铬环保钝化剂利用潜固化型聚氨酯乳液固化时在锌板上交联反应形成膜组分，有机络合锆偶联剂，避免氟离子、硫酸根离子、氯离子的腐蚀，有机锌防锈剂与聚氨酯、偶联剂形成穿插交联反应，形成牢固的钝化膜，具有优异的防腐、抗磨、润滑作用。在板温85-95℃条件下，干燥速度块，皮膜有一定韧性，防冲击性能提高。结合强度、防锈性、耐老化性等各项关键指标优异，盐雾腐蚀试验72小时无白锈。
附图说明
图1是采用镀锌板无铬环保钝化剂处理后的镀锌板的显微图一。
图2是采用镀锌板无铬环保钝化剂处理后的镀锌板的显微图二。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种镀锌板无铬环保钝化剂，按重量份包括以下成分：
所述的有机锌防锈剂为ALCOPHOR。纯水的电导率小于0.1×10-6mΩ.cm-1。棕榈蜡乳液优选巴西棕榈蜡乳液。
潜固化型聚氨酯乳液，用于主成膜物质，高温烘烤时反应基团裸露而固化。过多易使膜产生微裂纹，且增加成本，过低防护性变弱。选用潜固化型单组分聚氨酯乳液。
锆偶联剂，使高分子膜进一步交联固化，低于5份则固化变慢。
有机锌防锈剂(商品名ALCOPHOR)，分布在膜相中，与锌表面进一步反应，起到防锈作用。当含量过多时，结晶颗粒变大影响膜的完整性。可选用汉高公司或海川化工公司的ALCOPHOR 827。
巴西棕榈蜡乳液，在不影响防锈能力的前提下，可使膜具有润滑性，便于后序剪切加工精度。低于1份，将伤失润滑性，过多涂布时形成泡沫，因此优选1-8份。
纯水(电导率小于0.1×10-6mΩ.cm-1)，高纯度的水是防锈的基础和保证。
一种镀锌板无铬环保钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将潜固化型聚氨酯乳液、锆偶联剂混合均匀；
2)将有机锌防锈剂和纯水混合均匀；
3)将步骤1)、步骤2)得到的混合溶液混合后加入巴西棕榈蜡乳液，在砂磨机中研磨10min以上，得到均匀后的无铬环保钝化剂。
一种镀锌板无铬环保钝化剂的使用方法，包括以下步骤：
1)镀锌钢板脱脂，纯水清洗，热风吹干；
2)镀锌板通过辊涂机在两面均匀涂布所述的镀锌板无铬环保钝化剂，涂布量为单面1.2-2.0g/m2；
3)镀锌钢板涂后经热风吹干，镀锌钢温度控制在85-95℃。
镀锌板无铬环保钝化剂由下列成分按重量百分比组成：
| 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | |
| 潜固化型聚氨酯乳液(单位：％) | 30 | 40 | 20 | 20 |
| 锆偶联剂(单位：％) | 10 | 5 | 20 | 8 |
| 有机锌防锈剂(单位：％) | 1.5 | 5 | 5 | 1 |
| 巴西棕榈蜡乳液(单位：％) | 4 | 4 | 1 | 7 |
| 纯水(单位：％) | 54.5 | 46 | 54 | 64 |
采用镀锌板无铬环保钝化剂处理的效果：
镀锌板无铬环保钝化剂涂镀到镀锌板后能够保护基板的耐蚀性能，并有优良的结合力。
Claims (2)
1.一种镀锌板无铬环保钝化剂，其特征在于，按重量份包括以下成分：
所述的有机锌防锈剂为ALCOPHOR；
镀锌板无铬环保钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将潜固化型聚氨酯乳液、锆偶联剂混合均匀；
2)将有机锌防锈剂和纯水混合均匀；
3)将步骤1)、步骤2)得到的混合溶液混合后加入巴西棕榈蜡乳液，在砂磨机中研磨10min以上，得到均匀后的无铬环保钝化剂；
所述钝化剂应用在镀锌钢板，盐雾腐蚀试验72小时无白锈，百格刀划破后破损率为0；镀锌板无铬环保钝化剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)镀锌钢板脱脂，清洗，吹干；
2)镀锌板通过辊涂机在两面均匀涂布所述的镀锌板无铬环保钝化剂，涂布量为单面1.2-2.0g/m2；
3)镀锌钢板涂后经热风吹干，镀锌钢温度控制在70-95℃；形成的钝化膜，具有优异的防腐、抗磨、润滑作用；在板温85-95℃条件下，干燥速度块，皮膜有一定韧性，防冲击性能提高。
2.根据权利要求1所述的一种镀锌板无铬环保钝化剂，其特征在于，所述的纯水的电导率小于0.1×10-6mΩ.cm-1。
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