專利名稱：鍍鋅鋼板的鈍化工藝及其鈍化液的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬材料表面處理領域，本發明涉及金屬材料表面處理領域， 具體涉及一種金屬表面鈍化液及鈍化工藝。
背景技術：
鍍鋅鋼板廣泛應用于汽車、建筑、家電等行業中。未經鈍化處理的鍍鋅 鋼板暴露在空氣中時，容易在表面產生白銹從而影響產品的外觀和使用壽命。 為避免表面白銹的產生，傳統的鍍鋅鋼板鈍化處理大多以鉻酸和鉻酸鹽等六
價鉻化合物為處理劑，該工藝可在鍍鋅鋼板表面形成一層含有Cr3+和Cr6+的 具有優異耐蝕性且可自修復的鈍化膜層，具有工藝簡單、快速、成本低，鈍 化可在線進行，鈍化產品在后期涂裝加工過程中油漆的附著性能好等優點， 是目前鍍鋅鋼板常規的鈍化方法。但由于Cr6+具有致癌作用，在產品加工和 生產過程對環境有害。
歐盟于2003年1月27日通過ROHS指令，規定出口到歐盟的電子電器 產品中禁止使用鉻酸鹽鈍化的鍍鋅鋼板。其它國家和地區也紛紛仿效出臺了 相應的法令、法規。因此，人們圍繞鍍鋅鋼板無絡鈍化作了大量研究，現有 的無鉻鈍化劑主要包括無機鹽類的鉬酸鹽、鎢酸鹽、硅酸鹽、稀土鹽等，有 機類的植酸、單寧酸、有機螯合物、丙烯酸樹脂及環氧樹脂類等。專利 CN1974842A(用于鍍鋅層的防白銹鈍化液及其涂覆方法)提出采用鉬酸鹽與 硅烷偶聯劑的混合溶液對鋅進行鈍化的新方法，但該方法鈍化效果較差，鈍 化鍍鋅層經8小時中性鹽霧試驗后腐蝕面積達1 8%。
中國專利CN1754985A公開了一種金屬表面鈍化劑及其使用方法， CN1754986A公開了金屬表面用的鈍化劑，CN1715448A公開了一種金屬表面 用鈍化劑，采用聯氨、環己氨、硫酸鋅、磷酸三鈉等的混合溶液對包括鋅在
內的金屬表面進行鈍化，但該方法鈍化時間須二十小時以上，效率較低。
CN1268583A公開了用于保護鍍鋅層的無鉻鈍化液及其涂覆方法，該方法采用 水溶性丙烯酸酸樹脂與鉬酸鹽的混合溶液對鍍鋅層進行鈍化，對鍍鋅層表面 清潔度要求較高，且樹脂層較易脫落。因此，現有開發的無鉻鈍化技術大多 存在耐蝕性差、鈍化時間長、涂料與鍍鋅鋼板的附著力差等不足，迄今為止 還沒有一種能完全取代鉻酸鹽鈍化的無鉻鈍化工藝。
發明內容
本發明的目的在于針對現有無鉻鈍化技術存在的不足，提供一種新的無 鉻化學鈍化工藝。
本發明的另一目的在于提供一種可以和上述新的對環境及人體無害的無 鉻化學鈍化工藝高效配合的鈍化液。
本發明的無鉻化學鈍化工藝為在清潔的鍍鋅鋼板表面涂敷r-氨丙基三 乙氧基硅烷水溶液，熱風吹干后，浸入到鈍化液溶液，最后用熱風吹干。
所述的r-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液含量優選為10 100mL/L。使用時 將其溫度保持在2(TC 6(TC為佳。
所述熱風吹干過程中，熱風溫度為40 80。C。
所述鈍化液溫度優選保持在45°C 55°C，在鈍化液中優選浸漬時間為 55s 65sc
鈍化液中各組分含量分別為Ce(N03)3 : 15-25g/L; La(N03)3: 0. 5-2g/L; H202 : 20-40mL/L; HB03 : 0. 5-4g/L; pH值為1. 0 2. 0。
所述鈍化液最優選為含Ce(N03)320g/L， La(N03)3lg/L， H202 30mL/L， HB03 2g/L的水溶液，pH值為1. 4 1. 75。
.所述鍍鋅鋼板為熱浸鍍鋅鋼板或電鍍鋅鋼板。
與已有技術相比，本發明具有以下優勢由于本發明選用了 r-氨丙基三 乙氧基硅垸水溶液這一含特定功能團的硅烷溶液，涂敷在鍍鋅鋼板上，其分
子經水解后能在鋅表面有序、緊密排列形成單分子硅垸膜，該膜與鋅基體結 合牢固且表面存在豐富的羥基，提高鈍化層對油漆、樹脂等有機或無機涂層 的附著力。
而本發明所優選采用的鈍化液，可迅速在硅垸膜上沉積一層致密、耐蝕 的高價金屬氧化膜，該膜與基體結合牢固且有利于油漆、樹脂等的再次涂裝。
經本發明的鈍化工藝處理后的鍍鋅鋼板耐蝕性能顯著提高，耐中性鹽霧 實驗達60小時以上；此外，該工藝鈍化處理后的鍍鋅鋼板對油漆等的附著力 良好；本發明的鈍化工藝簡單，無須大型設備，投資小。另外，本發明的鈍 化劑穩定，鈍化劑及鈍化產品對環境及人體友好。
具體實施例方式
以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定。 實施例l:
選用湖南漣源鋼鐵廠生產的鍍鋅量為20g/m2，厚度為0.8mm的冷軋鍍鋅 鋼板，鍍鋅鋼板試片經表面除油處理，尺寸為30mmX30mm，表面涂覆25'C下 20mL/L的r-氨丙基三乙氧基硅垸水溶液，用5(TC的熱風吹干后再浸入45°C 下的鈍化液中，鈍化液配方為Ce(N03)315g/L， La(N03)30. 5g/L， H202 20mL/L， HB03 0.5g/L的水溶液，用硫酸調節其pH值至l.O，浸漬55秒后，再次用50 'C的熱風吹干。分別取上述工藝鈍化的試片及未經鈍化處理的冷軋鍍鋅薄板 試片各三片進行中性鹽霧試驗和劃格實驗，結果如下
1) 鹽霧實驗中未經鈍化處理試片平均lh后表面出現明顯白銹，經上述 工藝鈍化的試片平均63h后表面才出現明顯白銹，耐蝕性能提高六十三倍。
2) 劃格實驗中未經鈍化處理試片和經上述工藝鈍化的試片對清漆的附著 力均為0級，切割邊緣完全平滑，無一格脫落，說明該鈍化膜對油漆等具有 良好的附著力。
實施例2:
選用湖南漣源鋼鐵廠生產的鍍鋅量為20g/m2，厚度為0.8mm的冷軋鍍鋅 鋼板，鍍鋅鋼板試片經表面除油處理，尺寸為30畫X30mm，表面涂覆40'C下 50mL/L的r-氨丙基三乙氧基硅垸水溶液，用60。C的熱風吹干后再浸入5(TC 下的鈍化液中，鈍化液配方為Ce(N03)320g/L， La(N03) 3 lg/L， HA 30mL/L， HB03 2g/L的水溶液，用硫酸調節其pH值至1.6，浸漬60秒后，再次用60°C 的熱風吹干。分別取上述工藝鈍化的試片及未經鈍化處理的冷軋鍍鋅薄板試 片各三片進行中性鹽霧試驗和劃格實驗，結果如下
1) 鹽霧實驗中未經鈍化處理試片平均lh后表面出現明顯白銹，經上述 工藝鈍化的試片平均65h后表面才出現明顯白銹，耐蝕性能提高六十五倍。
2) 劃格實驗中未經鈍化處理試片和經上述工藝鈍化的試片對清漆的附著 力均為0級，切割邊緣完全平滑，無一格脫落，說明該鈍化膜對油漆等具有 良好的附著力。
實施例3:
選用湖南漣源鋼鐵廠生產的鍍鋅量為20g/m2，厚度為0. 8咖的冷軋鍍鋅 鋼板，鍍鋅鋼板試片經表面除油處理，尺寸為30mmX30mm，表面涂覆55。C下 90mL/L的r-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液，用70。C的熱風吹干后再浸入55°C 下的鈍化液中，鈍化液配方為Ce(N03)3 25g/L， La(N03)32g/L， H202 40mL/L， HB03 4g/L的水溶液，用硫酸調節其pH值至2.0，浸漬65秒后，再次用70°C 的熱風吹干。分別取上述工藝鈍化的試片及未經鈍化處理的冷軋鍍鋅薄板試 片各三片進行中性鹽霧試驗和劃格實驗，結果如下
1) 鹽霧實驗中未經鈍化處理試片平均lh后表面出現明顯白銹，經上述 工藝鈍化的試片平均68h后表面才出現明顯白銹，耐蝕性能提高六十八倍。
2) 劃格實驗中未經鈍化處理試片和經上述工藝鈍化的試片對清漆的附著 力均為0級，切割邊緣完全平滑，無一格脫落。說明該鈍化膜對油漆等具有 良好的附著力。
權利要求
1、一種鍍鋅鋼板的鈍化工藝，其特征在于在清潔的鍍鋅鋼板表面涂敷r-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液，熱風吹干后，浸入到鈍化液溶液，最后用熱風吹干。
2、 根據權利要求1所述的一種鍍鋅鋼板的鈍化工藝，其特征在于所述 的r-氨丙基三乙氧基硅垸水溶液的含量為10 100mL/L。
3、 根據權利要求1所述的一種鍍鋅鋼板的鈍化工藝，其特征在于鈍化 液中各組分含量分別為Ce(N03)3: 15-25g/L; La(N03)3: 0. 5-2g/L;HA : 20-40mL/L; HB03 : 0. 5_4g/L; pH值為1.0 2. 0。
4、 根據權利要求3所述的一種鍍鋅鋼板的鈍化工藝，其特征在于鈍化 液中各組分含量分別為Ce(N03)3 : 20g/L; La(N03)3: lg/L; H202 : 30mL/L; HB03 : 2g/L; pH值為1. 4 1. 75。
5、 根據權利要求2所述的一種鍍鋅鋼板的鈍化工藝，其特征在于所述 r-氨丙基三乙氧基硅垸水溶液溫度保持在20°C 60°C。
6、 根據權利要求2所述的一種鍍鋅鋼板的鈍化工藝，其特征在于所述 熱風吹干過程中，熱風溫度為40 8(TC。
7、 根據權利要求2所述的一種鍍鋅鋼板的鈍化工藝，其特征在于所述 鈍化液溫度保持在45°C 55°C。
8、 根據權利要求2所述的一種鍍鋅鋼板的鈍化工藝，其特征在于在鈍 化液中浸漬時間為55s 65s。
9、 一種鍍鋅鋼板的鈍化液，其特征在于鈍化液中各組分含量分別為 Ce(N03)3 : 15-25g/L; La(N03)3 : 0. 5-2g/L; H202 : 20-40mL/L; HB03 : 0. 5-4g/L; pH值為1.0 2.0。
10、 根據權利要求9所述的一種鍍鋅鋼板的鈍化液，其特征在于 Ce(N03)3 : 20g/L; La(N03)3 : lg/L; H202 : 30mL/L; HB03 : 2g/L; pH值為1. 4 1.75。
全文摘要
本發明公開了鍍鋅鋼板的鈍化工藝及其鈍化液，在清潔的鍍鋅鋼板表面涂敷r-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液，熱風吹干后，浸入到鈍化液溶液，最后用熱風吹干。本發明的鈍化工藝簡單、鈍化時間極短，鈍化效果與有鉻鈍化工藝相當，適于推廣使用。
文檔編號C23C22/50GK101182640SQ20071019257
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月11日 優先權日2007年12月11日
發明者彭天蘭, 斌 徐, 滿瑞林 申請人:中南大學