本發(fā)明涉及鍍層表面技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種無氰鍍鋅鍍層鈍化液及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù):
為了提高鋼板的耐腐蝕能力,現(xiàn)有技術(shù)中,采用在鋼板上進(jìn)行鍍鋅、鍍鋅鋁等鍍層來防止鋼板的快速腐蝕性能,增強鋼板的耐腐蝕能力。但是,鍍鋅鍍層的耐腐蝕能力依然較低,還很難滿足鋼板在某些領(lǐng)域的大面積使用,甚至不能在某些領(lǐng)域使用,這導(dǎo)致的鍍鋅鋼板的應(yīng)用范圍受到局限,阻礙了鍍鋅鋼板的發(fā)展。為此,現(xiàn)有技術(shù)中,對于鍍鋅鋼板的耐腐蝕能力采用鉻酸鹽鈍化工藝進(jìn)行改善,并且相對鍍鋅鋼板鍍層的耐腐蝕能力,能夠提升5倍以上,基于此,鉻酸鹽鈍化工藝被廣泛應(yīng)用在鍍鋅層表面處理行業(yè)中。
但是,鉻酸鹽鈍化工藝中,通常是采用濃度在40g/L左右的中濃度鉻酸鹽溶液或濃度在120g/L左右的高濃度鉻酸鹽溶液作為鈍化液,這使得在進(jìn)行鈍化處理后的廢液中含有大量的六價鉻等有毒有害物質(zhì);而在電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)《GB 21900-2008》中,對于廢水中的六價鉻和總鉻含量均有嚴(yán)格的限制,使得企業(yè)后續(xù)廢水處理的負(fù)擔(dān)較重,經(jīng)濟(jì)壓力較大。
基于此,現(xiàn)有技術(shù)中對于上述的鈍化液通過以下幾種方案進(jìn)行解決:
(1)以三價鉻代替六價鉻進(jìn)行鍍鋅層的鈍化;如專利號為201310534260.2的《耐高溫抗磨損彩涂板的制備方法》,在制備過程中,采用三價鉻鈍化劑,所述三價鉻鈍化劑的化學(xué)組成為1wt%~3wt%酒石酸鉀、6wt%~10wt%硝酸鉻、15wt%~20wt%硝酸鈉、1.5wt%~3wt%氟硅酸鈉、2wt%~5wt%硝酸、0.5wt%~1wt%鹽酸、0.1wt%~0.5wt%三氯化鈷、0.2wt%~0.6wt%消泡劑,余量為水;(2)采用有機封閉劑進(jìn)行鍍鋅層的鈍化;如專利號為200810115662.8的《有機無機復(fù)合金屬表面鈍化處理液》采用固化劑為有機成膜劑重量的1-5%。
但是,無論是上述的第一種方案,還是上述的第二種方案,其都存在著許多技術(shù)問題,如鈍化效果不理想,鈍化后的產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定,鍍層耐腐蝕性能沒有直接采用鉻酸鹽鈍化液的高等。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種無氰鍍鋅鍍層鈍化液及其制備方法和應(yīng)用。
具體是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:
一種無氰鍍鋅鍍層鈍化液,在1L鈍化液中含4-6g成膜劑,0.4-0.6g孔隙填充劑,1-2g輔助成膜劑,2-8mg輔助填充劑,1-3mL添加劑,并且其pH值是1.8-2.2。
所述的鈍化液,每升中含5g成膜劑,0.5g孔隙填充劑,1.5g輔助成膜劑,6mg輔助填充劑,2mL添加劑,并且其pH值是2。
所述的pH值是采用磷酸調(diào)節(jié)的。
所述的成膜劑為三氧化鉻。這里的成膜劑還可以是鉻酸鹽,如鉻酸鈉、鉻酸鉀等;
所述的孔隙填充劑為氟硅酸鹽。這里的孔隙填充劑還可以是氟硅酸鈉、氟硅酸鉀等;
所述的輔助成膜劑為鉬酸銨。
所述的輔助填充劑為氧化釔。
所述的添加劑為一乙醇胺。
上述的無氰鍍鋅鍍層鈍化液的制備方法,包括以下步驟:
(1)將成膜劑溶于去離子水中,待溶解完全后,加入孔隙填充劑,混合均勻,再采用磷酸調(diào)整pH值為1.8-2.2,得到A液;
(2)將輔助成膜劑溶于去離子水中,溶解完全后,在攪拌下加入輔助填充劑、添加劑,攪拌均勻,得到B液;
(3)將A液與B液按照體積比為1:1混合,加水調(diào)整體積,再采用磷酸調(diào)節(jié)pH值為1.8-2.2,即可。
鈍化處理方法是將鈍化液配制在鈍化槽中,調(diào)整溫度為60-80℃,并將鍍鋅后的碳鋼鍍片進(jìn)行鍍鋅處理后,并用去離子水清洗干凈鍍片的表面,再將其放入鈍化液中浸泡鈍化處理8-15min,取出,清洗干凈表面的鈍化液,擦干,即可。
本發(fā)明創(chuàng)造根據(jù)鈍化成膜的原理,在以鉻酸鹽為成膜劑,通過添加孔隙填充劑和輔助成膜劑,使得鈍化液能夠有效的提高鍍層的耐腐蝕能力;結(jié)合輔助填充劑、添加劑等的配入處理,使得在鉻酸鹽作為成膜劑的前提下,并且在濃度在4-6g/L下,能夠使得鍍鋅鍍層的耐腐蝕能力增強,并且能夠達(dá)到中濃度鉻酸鹽鈍化液的鈍化效果,同時降低了鈍化液中的鉻含量,降低了電鍍廢液中鉻含量,有效了減輕了企業(yè)后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)。
本發(fā)明創(chuàng)造在成膜劑、孔隙填充劑混合配制鈍化液的過程中,通過鉬酸銨、氧化釔和一乙醇胺的加入,使得鉬酸銨、氧化釔和一乙醇胺與成膜劑、孔隙填充劑發(fā)生協(xié)同增效作用,增強了鈍化液對鍍鋅鍍層的鈍化效果,提高了鍍鋅鍍層的耐腐蝕性能。
本發(fā)明創(chuàng)造通過中性鹽霧腐蝕處理實施例5-8中處理的45#碳鋼鍍片,其處理結(jié)果為:耐腐蝕中性鹽霧時間為48h以上,鍍層表面細(xì)致均勻,并無明顯的局部凸起或者溝壑。
本發(fā)明創(chuàng)造的鈍化液中,鉻含量僅僅為傳統(tǒng)鉻鈍化液中鉻含量的八分之一作用,并且各種原料成分易于獲得,成本較低,而且在中性鹽霧腐蝕處理中,其耐腐蝕時間大于48h,能夠有效的與濃度為40g/L的中濃度鉻含量的鈍化液相媲美,有效的降低了鈍化液中的鉻含量,減輕了企業(yè)對電鍍廢液的處理負(fù)擔(dān)。
附圖說明
圖1為低濃度鉻鈍化的SEM圖。
圖2為中濃度鉻鈍化的SEM圖。
圖3為鍍層采用低濃度鉻鈍化和中濃度鉻鈍化后,再經(jīng)過中性鹽霧腐蝕48h后的對比圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體的實施方式來對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的限定,但要求保護(hù)的范圍不僅局限于所作的描述。
實施例1
一種無氰鍍鋅鍍層鈍化液,在1L鈍化液中含4g成膜劑,0.4g孔隙填充劑,1g輔助成膜劑,2mg輔助填充劑,1mL添加劑,并且其pH值是1.8。所述的pH值是采用磷酸調(diào)節(jié)的。所述的成膜劑為三氧化鉻。這里的成膜劑還可以是鉻酸鹽,如鉻酸鈉、鉻酸鉀等;所述的孔隙填充劑為氟硅酸鹽。這里的孔隙填充劑還可以是氟硅酸鈉、氟硅酸鉀等;所述的輔助成膜劑為鉬酸銨。所述的輔助填充劑為氧化釔。所述的添加劑為一乙醇胺。
實施例2
一種無氰鍍鋅鍍層鈍化液,在1L鈍化液中含6g成膜劑,0.6g孔隙填充劑,2g輔助成膜劑,8mg輔助填充劑,3mL添加劑,并且其pH值是2.2。所述的pH值是采用磷酸調(diào)節(jié)的。所述的成膜劑為三氧化鉻。這里的成膜劑還可以是鉻酸鹽,如鉻酸鈉、鉻酸鉀等;所述的孔隙填充劑為氟硅酸鹽。這里的孔隙填充劑還可以是氟硅酸鈉、氟硅酸鉀等;所述的輔助成膜劑為鉬酸銨。所述的輔助填充劑為氧化釔。所述的添加劑為一乙醇胺。
實施例3
一種無氰鍍鋅鍍層鈍化液,每升中含5g成膜劑,0.5g孔隙填充劑,1.5g輔助成膜劑,6mg輔助填充劑,2mL添加劑,并且其pH值是2。所述的pH值是采用磷酸調(diào)節(jié)的。所述的成膜劑為三氧化鉻。這里的成膜劑還可以是鉻酸鹽,如鉻酸鈉、鉻酸鉀等;所述的孔隙填充劑為氟硅酸鹽。這里的孔隙填充劑還可以是氟硅酸鈉、氟硅酸鉀等;所述的輔助成膜劑為鉬酸銨。所述的輔助填充劑為氧化釔。所述的添加劑為一乙醇胺。
實施例4
在實施例1的基礎(chǔ)上,其他均同實施例1,無氰鍍鋅鍍層鈍化液的制備方法,包括以下步驟:
(1)將成膜劑溶于去離子水中,待溶解完全后,加入孔隙填充劑,混合均勻,再采用磷酸調(diào)整pH值為1.8-2.2,得到A液;
(2)將輔助成膜劑溶于去離子水中,溶解完全后,在攪拌下加入輔助填充劑、添加劑,攪拌均勻,得到B液;
(3)將A液與B液按照體積比為1:1混合,加水調(diào)整體積,再采用磷酸調(diào)節(jié)pH值為1.8-2.2,即可。
實施例5
采用實施例1的鈍化液進(jìn)行45#碳鋼鍍片的鈍化處理,鈍化處理方法是將鈍化液配制在鈍化槽中,調(diào)整溫度為60℃,并將鍍鋅后的45#碳鋼鍍片進(jìn)行鍍鋅處理后,并用去離子水清洗干凈鍍片的表面,再將其放入鈍化液中浸泡鈍化處理8min,取出,清洗干凈表面的鈍化液,擦干,即可。
實施例6
采用實施例2的鈍化液進(jìn)行45#碳鋼鍍片的鈍化處理,鈍化處理方法是將鈍化液配制在鈍化槽中,調(diào)整溫度為80℃,并將鍍鋅后的45#碳鋼鍍片進(jìn)行鍍鋅處理后,并用去離子水清洗干凈鍍片的表面,再將其放入鈍化液中浸泡鈍化處理15min,取出,清洗干凈表面的鈍化液,擦干,即可。
實施例7
采用實施例3的鈍化液進(jìn)行45#碳鋼鍍片的鈍化處理,鈍化處理方法是將鈍化液配制在鈍化槽中,調(diào)整溫度為70℃,并將鍍鋅后的45#碳鋼鍍片進(jìn)行鍍鋅處理后,并用去離子水清洗干凈鍍片的表面,再將其放入鈍化液中浸泡鈍化處理10min,取出,清洗干凈表面的鈍化液,擦干,即可。
實施例8
采用實施例4的鈍化液進(jìn)行45#碳鋼鍍片的鈍化處理,鈍化處理方法是將鈍化液配制在鈍化槽中,調(diào)整溫度為60℃,并將鍍鋅后的45#碳鋼鍍片進(jìn)行鍍鋅處理后,并用去離子水清洗干凈鍍片的表面,再將其放入鈍化液中浸泡鈍化處理15min,取出,清洗干凈表面的鈍化液,擦干,即可。清洗采用去離子水清洗。
實施例9
用35L純水溶解1250g三氧化鉻,溶解完全后,加入125g氟硅酸鈉,攪拌混合均勻,在采用磷酸調(diào)節(jié)pH值為1.8-2.2,加水調(diào)節(jié)體積至50L,得到A液;
用35L純水溶解375g鉬酸銨,溶解完全后,在攪拌下,加入氧化釔1.5g,一乙醇胺500mL,充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍铀ㄈ葜?0L,得到B液;
在鈍化槽中,加入10LA液,再加水20L,在攪拌下加入B液10L,混合均勻后,采用磷酸調(diào)節(jié)pH值為2,加水定容至50L,得到鈍化液;
將45#碳鋼進(jìn)行鍍鋅處理,獲得45#碳鋼鍍片;調(diào)整鈍化液的溫度為70℃,將45#碳鋼鍍片置于鈍化液中浸泡鈍化處理10min,獲得鈍化45#碳鋼鍍片;將鈍化45#碳鋼鍍片進(jìn)行中性鹽霧腐蝕試驗,將其置于中性鹽霧環(huán)境中腐蝕處理,其耐腐蝕時間達(dá)到48h以上,并且鈍化45#碳鋼鍍片表面細(xì)致均勻,并無明顯的局部凸起或者溝壑。與采用濃度為40g/L的中鉻鈍化液鈍化處理相比,其耐腐蝕處理效果能夠與40g/L的中鉻鈍化液相媲美。