本發(fā)明涉及到有色金屬鋅冶金技術(shù)及材料防腐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的制備方法。
背景技術(shù)：
濕法電解鋅用的陰極板是以純鋁壓延板，陽極板是以鉛-銀合金、鉛-銀多元合金制造。在生產(chǎn)過程中，陰極板與陽極板的板面絕大部分浸沒在電解槽中的硫酸鋅溶液里，在直流電的作用下，陰極、陽極各發(fā)生放電沉積，將硫酸鋅中的鋅沉積出來附著于陰極板的板面上，其電解沉積的總電化學反應式為：
ZnSO4+H2O+еZn+H2SO4+1/2O2
在生產(chǎn)過程中，鋅陰極鋁板裸露在電解槽中硫酸鋅溶液以外及鋁板兩側(cè)端的部分，由于長期遭硫酸與F、Cl的作用，腐蝕特別嚴重。雖然浸沒在電解槽硫酸鋅溶液里的陰極板面基本完好，但因板面頸部和板面兩側(cè)端腐蝕嚴重，不能繼續(xù)使用，造成陰極板使用壽命短，增加了生產(chǎn)成本。隨著鋅精礦資源的減少，電解鋅原料日益復雜，造成硫酸鋅溶液中氟/氯離子超標，而對陰極板腐蝕影響最大因素是氟離子，因此致使陰極板腐蝕程度加劇。
專利CN2887892Y提出了在濕法電解鋅用的陰極板與陽極板的板頸表面涂一層防腐層的方法來延長電解鋅陰陽機板的耐腐蝕性能，但只涂覆了一層環(huán)氧樹脂或耐溫防腐材料，延長壽命偏短，平均能60天。
專利CN201495302U公開了一種電解鋅陰極板的制備方法，提出采用在極板上端裸露在電解液上的部位安裝仿佛條，其所述的防腐條是用合成材料制成的，將其安裝在極板上部不會因受惡劣氣體的腐蝕而損壞，因而可延長陰極板的使用壽命。
專利CN101781780B提出了一種提高鋅電解用陰極鋁板耐腐蝕性能的方法，其采用特殊的軋制油，利用常規(guī)的兩輥不可逆、間歇式機對鋁材進行軋制，軋制后立即采用處理硅酸鈉進行后續(xù)處理，得到表面平整的鋁阿膠板，且生成厚度較大、較為致密的氧化表面層，從而提高其耐腐蝕性能。使其使用壽命提高三倍以上。
專利CN102953093A提出了一種鋅電積用陰極板防腐層及其制備方法，其采用噴涂或刮涂的方式在陰極楹極易腐蝕的液位線至導電梁之間的部位涂覆防腐涂料，該防腐涂料由底層、中間層和表層組成。通過該防腐涂層的使用，可明顯將陰極板的使用壽命延長1/3～1/2，減少了鋁板的更換頻率，從而節(jié)約了電積鋅的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。
美國專利US005498322A提出了用鋁合金作鋅電解用陰極板，通過添加鎂、硅、鐵、銅、鋅等元素，從而冷軋的方法對板進行軋制，從而制得鋁合金板，所得的鋁板提高了抗腐蝕性能，從而延長了陰極的使用壽命。鋁是比較活潑的金屬，極易被腐蝕，尤其是電解鋅用陰極板裸露在液位線外面及鋁板兩側(cè)端的部分，先前提到的防腐方法，都不夠明確，操作工藝相對復雜，而且關(guān)于如何提高鋅陰極鋁板對鋅電解液的耐F性能，降低除F或鋅原料成本更未曾提到。
綜上所述，如何提高鋅陰極鋁板的耐腐蝕性能、增加鋁板的使用壽命，同時提高鋅陰極鋁板對鋅電解液的耐F性能，降低除F或鋅原料成本，是有待進一步探索的難題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的制備方法，包括以下步驟：
A、鋅陰極鋁板表面處理工序：將普通鋅陰極鋁板進行表面酸洗、拋光、水洗、乙醇洗滌工序處理，得到脫油、除雜和表面干凈的鋅陰極鋁板；
B、涂料混合工序：將組分硅橡膠、鄰苯聚酯樹脂、苯酚聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂在攪拌條件下充分混合，得到混合均勻的液態(tài)涂料；
C、噴涂工序：將步驟B所得到的液態(tài)涂料噴涂在步驟A處理過的鋅陰極板的易腐蝕區(qū)，得到帶涂層鋅陰極鋁板；
D、固化工序：將步驟C所得涂層鋅陰極鋁板開展凝膠、硬化和熟化處理，得到帶涂層的防腐鋅陰極鋁板；
作為本發(fā)明的進一步改進，所述的鋅陰極鋁板表面處理工序中乙醇洗滌可洗去鋅陰極鋁板表面的頑固油污，同時可保證表面的潔凈。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述的涂料混合工序中組分硅橡膠、鄰苯聚酯樹脂、苯酚聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量百分比為3～8%：10～18%：30～45%：30～55%。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述的固化工序包括凝膠、硬化和熟化三個過程，凝膠時間為20～50min；硬化時間為90～240min；熟化時間為4～8h。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述的固化工序中凝膠和熟化處理在室溫下進行，硬化處理溫度為75～90℃。
本發(fā)明的有益效果在于：
對鋅陰極鋁板易腐蝕的部位噴涂高分子防腐層，如圖1所示，對原來暴露在溶液或空氣中易腐蝕的鋅陰極鋁板進行隔離，從而達到延長鋅陰極鋁板的使用壽命；本鋅陰極鋁板表面處理工序中乙醇洗滌工序是借用乙醇可與一些油污互溶，從而達到清洗油污的作用，同時乙醇易揮發(fā)，達到了鋅陰極鋁板表面的干燥與潔凈度，保證了涂層與鋅陰極鋁板的粘結(jié)力度。
采用的三種高分子涂層的均勻混合，在硬度強度上面能夠抵抗住剝鋅過程中的敲擊；在電解過程中，酸性水汽通過裂紋滲入鋁基體表面，在鋁的表面生成白色酸性晶體物質(zhì)硫酸鋅結(jié)晶。隨著硫酸鋅結(jié)晶的增多，造成高分子涂層隆起，使高分子涂層與鋁基體脫離，從而失去了對鋅陰極板的腐蝕保護作用，在涂層中加入憎水性物質(zhì)硅橡膠，避免了硫酸鋅結(jié)晶在鋁表面產(chǎn)生，從而進一步提升了涂層的防腐性能跟絕緣性能，正是這個帶防腐層的鋅陰極鋁板可以在鋅電解液中遏制了稀硫酸或F-等的腐蝕；通過多次鋅電沉積實驗，該高分子涂層在鋅電沉積過程中化學性質(zhì)穩(wěn)定，不會受到硫酸或F-等腐蝕破壞，同時也不會對電沉積過程造成影響。
本發(fā)明帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的制備工藝流程簡單，對設備無特殊要求，操作簡單，易實現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)，可有效提高鋅陰極鋁板的耐腐蝕性能，增加抗F性能（常規(guī)鋅電解液中要求F含量在80mg/L以下，通過鋅陰極鋁板的改善，鋅電解液中F含量可提高到200mg/L以上），從而改善鋅原料的結(jié)構(gòu)；使鋅陰極鋁板的使用壽命延長超過90天，減少企業(yè)陰極板的更換頻率，降低鋅冶煉成本；本帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的制備方法投資小，能耗低，無污染，無三廢產(chǎn)生，環(huán)境友好；是一種經(jīng)濟、高效的帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的制備方法，應用前景廣泛。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明，本發(fā)明包含其技術(shù)思想范圍內(nèi)的其它實施方式和及其變形。
本發(fā)明中，有時根據(jù)陰極板的表面清潔度還增加了水洗或乙醇洗滌等步驟，或減少了水洗或乙醇洗滌等步驟，但只要基本工藝流程不變，則本發(fā)明也能夠應用。
本發(fā)明實施例提供了一種帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的制備方法，請參閱圖1。
下面通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
實施例1
步驟A、鋅陰極鋁板表面處理工序：將普通鋅陰極鋁板進行表面酸洗、拋光、水洗、乙醇洗滌工序處理，得到脫油、除雜和表面干凈的鋅陰極鋁板；
步驟B、涂料混合工序：將組分為硅橡膠、鄰苯聚酯樹脂、苯酚聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂，質(zhì)量百分比分別為3%、10%、32%、55%的涂料在攪拌條件下充分混合，得到混合均勻的液態(tài)涂料；
步驟C、噴涂工序：將步驟B所得到的液態(tài)涂料噴涂在步驟A處理過的鋅陰極板的易腐蝕區(qū)，得到帶涂層鋅陰極鋁板；
步驟D、固化工序：將步驟C所得涂層鋅陰極鋁板在室溫條件下進行20min的凝膠處理，再經(jīng)溫度75℃、時間為240min的硬化處理，最后在室溫條件下進行4h的熟化處理，得到帶涂層的防腐鋅陰極鋁板。
把制備得到的帶涂層的防腐鋅陰極鋁板和普通陰極板做為陰極板，分別放在同一電解槽中且F含量不同的鋅電解液中進行對比鋅電積，得到析出鋅，結(jié)果表明：帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的耐F能力達240mg/L，而普通陰極板耐F能力僅為100 mg/L；在F含量正常的鋅電解液中經(jīng)耐腐蝕性能檢測，使用壽命延長了95天。
實施例2
步驟A、鋅陰極鋁板表面處理工序：將普通鋅陰極鋁板進行表面酸洗、拋光、水洗、乙醇洗滌工序處理，得到脫油、除雜和表面干凈的鋅陰極鋁板；
步驟B、涂料混合工序：將組分為硅橡膠、鄰苯聚酯樹脂、苯酚聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂，質(zhì)量百分比分別為8%、15%、30%、47%的涂料在攪拌條件下充分混合，得到混合均勻的液態(tài)涂料；
步驟C、噴涂工序：將步驟B所得到的液態(tài)涂料噴涂在步驟A處理過的鋅陰極板的易腐蝕區(qū)，得到帶涂層鋅陰極鋁板；
步驟D、固化工序：將步驟C所得涂層鋅陰極鋁板在室溫條件下進行50min的凝膠處理，再經(jīng)溫度90℃、時間為90min的硬化處理，最后在室溫條件下進行8h的熟化處理，得到帶涂層的防腐鋅陰極鋁板。
把制備得到的帶涂層的防腐鋅陰極鋁板和普通陰極板做為陰極板，分別放在同一電解槽中且F含量不同的鋅電解液中進行對比鋅電積，得到析出鋅，結(jié)果表明：帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的耐F能力達280mg/L，而普通陰極板耐F能力僅為90 mg/L；在F含量正常的鋅電解液中經(jīng)耐腐蝕性能檢測，使用壽命延長了115天。
實施例3
步驟A、鋅陰極鋁板表面處理工序：將普通鋅陰極鋁板進行表面酸洗、拋光、水洗、乙醇洗滌工序處理，得到脫油、除雜和表面干凈的鋅陰極鋁板；
步驟B、涂料混合工序：將組分為硅橡膠、鄰苯聚酯樹脂、苯酚聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂，質(zhì)量百分比分別為8%、18%、45%、30%的涂料在攪拌條件下充分混合，得到混合均勻的液態(tài)涂料；
步驟C、噴涂工序：將步驟B所得到的液態(tài)涂料噴涂在步驟A處理過的鋅陰極板的易腐蝕區(qū)，得到帶涂層鋅陰極鋁板；
步驟D、固化工序：將步驟C所得涂層鋅陰極鋁板在室溫條件下進行45min的凝膠處理，再經(jīng)溫度85℃、時間為180min的硬化處理，最后在室溫條件下進行6h的熟化處理，得到帶涂層的防腐鋅陰極鋁板。
把制備得到的帶涂層的防腐鋅陰極鋁板和普通陰極板做為陰極板，分別放在同一電解槽中且F含量不同的鋅電解液中進行對比鋅電積，得到析出鋅，結(jié)果表明：帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的耐F能力達310mg/L，而普通陰極板耐F能力僅為85 mg/L；在F含量正常的鋅電解液中經(jīng)耐腐蝕性能檢測，使用壽命延長了130天。
對比例1
步驟A：陰極板表面處理：首先采用干噴的方式對陰極板表面進行噴砂，然后用濃度為8%的氫氧化鈉溶液堿洗，用重量體積濃度為20%的硝酸溶液酸洗；
步驟B、噴涂：在陰極板表面噴敷2道厚度為200μm環(huán)氧鋅黃底漆，漆與固化劑的重量比為8：1，在溫度為60℃的鼓風干燥箱中烤干，再噴涂2道厚度為400μm的有機硅改性樹脂涂料，其與固化劑的重量比為10：1，在溫度為60℃的鼓風干燥箱中固化，最后噴涂2道厚度為300μm的聚硅氧烷防腐面漆，其與固化劑的重量比為25：2，再置于溫度為60℃的鼓風干燥箱中固化，得到防腐涂層的鋅電積用陰極板；
把制備得到的防腐涂層的鋅電積用陰極板和普通陰極板做為鋅電解陰極板，分別放在同一電解槽中且F含量不同的鋅電解液中進行對比鋅電積，得到析出鋅，經(jīng)耐腐蝕性能檢測，當電積時間達到25天時，防腐層因硫酸鋅結(jié)晶出現(xiàn)隆起，使用壽命延長了45天，耐腐蝕性能較差。
從實施例1-3中發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明制備得到的帶涂層的防腐鋅陰極鋁板具有耐腐蝕性能，陰極板的使用壽命明顯延長90天以上；耐高F-的腐蝕能力，可改變鋅原料的結(jié)構(gòu)，降低原材料購置成本；陰極板的更換頻率減少，可降低鋅電解的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。
與對比例1相比，因本方法中憎水性物質(zhì)硅橡膠的加入，防止了硫酸鋅結(jié)晶粘附在涂層上及其周圍，避免了涂層的隆起，又因三種高分子的混合，提高了涂層的抗敲擊能力和絕緣性能，鋅陰極鋁板的使用壽命明顯延長，同時具有耐高F-的腐蝕能力；本發(fā)明是一種經(jīng)濟、高效的帶涂層的防腐鋅陰極鋁板的制備方法，應用前景廣泛。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。