一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及金屬表面處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑及其制備方法。其中，該環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑，由下述質(zhì)量份數(shù)的原材料制成：硅鋅化合物：10～20份，促進(jìn)劑：6～10份，絡(luò)合劑：6～10份，水：50～70份。本發(fā)明提供的一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑及其制備方法制作出來的硅化劑無沉渣，工作液穩(wěn)定性好，達(dá)到了降低成本，節(jié)能環(huán)保、易于操作，大大提高生產(chǎn)效率的目的。
【專利說明】一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬表面處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種冷軋鋼板涂裝前處理技術(shù)，一種用于冷軋鋼板涂裝前處理的、提高工件表面與噴涂涂層之間的附著力、提高噴涂涂層的耐腐蝕性、節(jié)能環(huán)保的硅化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冷軋鋼板是以熱軋板卷為原料，在常溫下進(jìn)行各種型材軋制，經(jīng)過冷軋生產(chǎn)的鋼板。冷軋鋼板的厚度一般是0.1—8.0mm之間，大部份工廠生產(chǎn)的冷軋鋼板厚度是4.5mm以下。由于在常溫下軋制，不產(chǎn)生氧化皮，因此表面質(zhì)量好，尺寸精度高，其機(jī)械性能和工藝性能都優(yōu)于熱軋鋼板，適用于機(jī)械加工、汽車制造、家電制造等領(lǐng)域。
[0003]金屬銹蝕是最常見的腐蝕形態(tài)，銹蝕時，金屬進(jìn)入氧化狀態(tài)，金屬材料的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能會顯著降低，增加零件間的磨損，縮短設(shè)備的使用壽命。
[0004]因此在金屬表面上施用覆蓋層保護(hù)是防止金屬腐蝕的主要手段，即金屬的涂裝處理。覆蓋層的作用在于使金屬和周圍的空氣隔離開來，防止或減少腐蝕。此外覆蓋層還具有一定的功能性。目前涂料涂層被 廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、汽車制造、家電制造等領(lǐng)域，涂料涂層形成的漆膜完整無孔，不透介質(zhì)，有一定的機(jī)械強(qiáng)度和彈性。
[0005]但是進(jìn)行涂料涂裝過程中，由于涂料涂層屬于有機(jī)涂層，與金屬的結(jié)合力差，需要在涂裝前對金屬表面進(jìn)行預(yù)處理，金屬表面的覆蓋層可提高金屬表面涂料涂層的附著力，保證金屬涂裝質(zhì)量。
[0006]傳統(tǒng)的冷軋鋼板表面涂裝預(yù)處理方法有磷化處理、鉻化、鈍化處理。磷化處理是金屬在酸性磷酸鹽溶液中反應(yīng)從而在其表面形成磷酸鹽結(jié)晶保護(hù)膜，提高金屬的耐腐蝕性，并在涂裝后獲得良好的附著力和抗沖擊性能。
[0007]但是磷化處理的溫度一般在30_55°C，反應(yīng)過程工藝復(fù)雜，能耗大；生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水含有大量的磷和氮，造成水體的富營養(yǎng)化，破壞河流、湖泊的生態(tài)系統(tǒng)。
[0008]此過程還產(chǎn)生大量沉渣，沉渣會賭塞管道和噴嘴，增加了設(shè)備維護(hù)的維修工作量，加大生產(chǎn)成本。沉渣還會附著在金屬的預(yù)處理表面上，降低磷化膜的抗蝕能力，磷化膜與涂層涂料結(jié)合不牢固，影響涂裝質(zhì)量。
[0009]此外，產(chǎn)生含有Zn2+、Ni2+等重金屬離子的固體廢棄物沉渣，無法處理再利用，對環(huán)境造成污染。鉻化、鈍化處理中會產(chǎn)生六價鉻等致癌物質(zhì)，其產(chǎn)品及其生產(chǎn)過程會對人和環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害，世界各國已開始立法，禁止使用或盡量避免使用鉻化工藝。隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，人們對金屬涂裝預(yù)處理劑的要求越來越高，不僅希望它能夠體現(xiàn)良好的性能，還能滿足日益增長的環(huán)保要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑及其制備方法，以解決上述的問題。[0011]在本發(fā)明實(shí)施例提供了一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑，由下述質(zhì)量份數(shù)的原材料制成:硅鋅化合物:10~20份，促進(jìn)劑:6~10份，絡(luò)合劑:6~10份，水:50~70份。
[0012]一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑的制備方法，包括:
[0013]在一半所述份數(shù)的水中加入所述份數(shù)的硅鋅化合物攪拌至完全溶解；
[0014]加入所述份數(shù)的促進(jìn)劑攪拌至完全溶解；
[0015]加入所述份數(shù)的絡(luò)合劑攪拌至完全溶解；
[0016]加入一半所述份數(shù)的水?dāng)嚢?0~20分鐘。
[0017]通過本發(fā)明實(shí)施例提供的一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑及其制備方法制作出來的硅化劑無沉渣，工作液穩(wěn)定性好，不含磷酸鹽，可以短時間內(nèi)，在冷軋鋼板表面上形成一層無機(jī)硅化層，其與各型號的涂料結(jié)合力強(qiáng)，適合常溫或低溫的噴淋和浸泡處理，無須加熱設(shè)備，彌補(bǔ)了常規(guī)磷化液的不足，達(dá)到了降低成本，節(jié)能環(huán)保、易于操作，大大提高生產(chǎn)效率的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1示出了本發(fā)明一個實(shí)施例中一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑的制備方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例提供`了一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑，由下述質(zhì)量份數(shù)的原材料制成:硅鋅化合物:10~20份，促進(jìn)劑:6~10份，絡(luò)合劑:6~10份，水:50~70份。
[0021]根據(jù)本發(fā)明提供的硅化劑能夠在冷軋鋼板材料表面作用形成一種三維空間結(jié)構(gòu)的無機(jī)硅化膜，能夠大幅度提高冷軋鋼板與涂料涂層的結(jié)合力和耐腐蝕性，工藝操作簡單，不產(chǎn)生任何沉渣，符合國際環(huán)保要求。
[0022]一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑的制備方法，包括:
[0023]在一半所述份數(shù)的水中加入所述份數(shù)的硅鋅化合物攪拌至完全溶解；
[0024]加入所述份數(shù)的促進(jìn)劑攪拌至完全溶解；
[0025]加入所述份數(shù)的絡(luò)合劑攪拌至完全溶解；
[0026]加入一半所述份數(shù)的水?dāng)嚢?0~20分鐘。
[0027]其中各個原料的加入順序不做限制，制備方法簡單。
[0028]通過本發(fā)明實(shí)施例提供的一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑及其制備方法制作出來的硅化劑無沉渣，工作液穩(wěn)定性好，不含磷酸鹽，可以短時間內(nèi)，在冷軋鋼板表面上形成一層無機(jī)硅化層，其與各型號的涂料結(jié)合力強(qiáng)，適合常溫或低溫的噴淋和浸泡處理，無須加熱設(shè)備，彌補(bǔ)了常規(guī)磷化液的不足，達(dá)到了降低成本，節(jié)能環(huán)保、易于操作，大大提高生產(chǎn)效率的目的。
[0029]接下來，本發(fā)明將通過一個具體的制備步驟來詳細(xì)描述，見圖1，所示:
[0030]步驟101，在一半所述份數(shù)的水中加入所述份數(shù)的硅鋅化合物攪拌至完全溶解。
[0031]其中，硅鋅化合物為氟硅酸鋅、氟硅酸鈉、氟硅酸銨、氟硅酸鎂、氟硅酸鉀、氟硅酸鈣中的一種或多種組合。[0032]根據(jù)在與絡(luò)合劑生成絡(luò)合物的難易程度上，氟硅酸鋅和氟硅酸銨能夠更加容易地，穩(wěn)定地生成硅鋅絡(luò)合物，所以，優(yōu)選地，所述硅鋅化合物為氟硅酸鋅和氟硅酸銨。
[0033]步驟102.加入所述份數(shù)的促進(jìn)劑攪拌至完全溶解。
[0034]該硅化劑在應(yīng)用過程中，其中的促進(jìn)劑的作用是加速硅化劑在冷軋鋼板材料表面的成膜反應(yīng)。根據(jù)成膜反應(yīng)的速度和成膜穩(wěn)定性，優(yōu)選地，促進(jìn)劑可以為氟化鎂或氟化鈉。
[0035]步驟103.加入所述份數(shù)的絡(luò)合劑攪拌至完全溶解。
[0036]絡(luò)合劑的作用是與金屬離子反應(yīng)生成絡(luò)合物，這種絡(luò)合物也是硅化膜的一部分。因?yàn)榻j(luò)合物能夠更加穩(wěn)定地覆蓋在冷軋鋼板材料的表面，所以需要加入絡(luò)合劑和化合物反應(yīng)生成更加穩(wěn)定地絡(luò)合物。根據(jù)該硅化劑的需求，而且當(dāng)檸檬酸和冷軋鋼板材料作用時具有脫硫的作用，更加環(huán)保；而酒石酸能夠控制成膜速度，使得在冷軋鋼板材料表面能夠形成一個厚度均勻地保護(hù)膜，所以優(yōu)選地，該絡(luò)合劑可以為檸檬酸或酒石酸。
[0037]此外絡(luò)合劑還可以調(diào)解硅化劑的pH值，調(diào)節(jié)至pH值為5.5-6.5，呈弱酸性，弱酸條件可加速單質(zhì)Fe轉(zhuǎn)化為Fe2+和Fe3+，利于反應(yīng)的快速進(jìn)行，能夠加快成膜速度。
[0038]步驟104.加入一半所述份數(shù)的水?dāng)嚢?0~20分鐘。
[0039]為了能夠使得各個成分混合的更加均勻，可以將所需的水先加一部分，待全部地組分全都混合均勻后，再加入另一部分水進(jìn)行進(jìn)一步地稀釋混勻。
[0040]使用本發(fā)明提供的硅化劑，其與冷軋鋼板材料作用的成膜機(jī)理主要為:硅鋅化合物與冷軋鋼板中的鐵反應(yīng)，優(yōu)選地，氟硅酸鋅與鐵反應(yīng)生成無機(jī)硅化膜覆蓋在冷軋鋼板材料表面，其中包含兩個化學(xué)反應(yīng):
[0041]UFe在酸性環(huán)境中，在促進(jìn)劑(氟化鈉或氟化鎂)的作用下，生成Fe2+和Fe3+ ；
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑，其特征在于，由下述質(zhì)量份數(shù)的原材料制成:硅鋅化合物:10~20份，促進(jìn)劑:6~10份，絡(luò)合劑:6~10份，水:50~70份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑，其特征在于，所述硅鋅化合物為氟硅酸鋅、氟硅酸鈉、氟硅酸銨、氟硅酸鎂、氟硅酸鉀、氟硅酸鈣中的一種或多種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑，其特征在于，所述促進(jìn)劑為氟化鎂或氟化鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑，其特征在于，所述絡(luò)合劑為檸檬酸或酒石酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種環(huán)保型冷軋鋼板硅化劑的制備方法，其特征在于，包括: 在一半所述份數(shù)的水中加入所述份數(shù)的硅鋅化合物攪拌至完全溶解； 加入所述份數(shù)的促進(jìn)劑攪拌至完全溶解； 加入所述份數(shù)的絡(luò)合劑攪拌至完全溶解； 加入一半所述份數(shù)的水?dāng)嚢?`0~20分鐘。
【文檔編號】C23C22/34GK103695883SQ201410014838
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】馬連眾, 楊冬, 孫永新, 尹志強(qiáng) 申請人:馬連眾