[发明专利]用于镀锡钢板的不含铬钝化液及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酸性金属钝化液及其使用方法，尤其是用于镀锡钢板的不含铬钝化液及其使用方法。

背景技术

镀锡钢板是指表面镀有锡层的所有钢板，且在钢板表面和镀锡层间有锡铁合金层。钢板表面的锡层可以通过在镀锡溶液中进行阴极电沉积得到。钢板与锡层之间的合金层通过对镀锡后的钢板进行电阻软熔、感应软熔或者两者兼用的处理方式得到。通常镀锡钢板镀锡层的锡含量是0.1～16g/m²，调质度等级为T1.5～T6和DR7～DR10(M)。

镀锡钢板是一种耐腐蚀性能优良的金属包装材料，它广泛应用于食品、饮料、化学品等物质的包装。同时在电子领域也被广泛使用。镀锡钢板通常制成钢罐，在灌装食品或饮料后，钢罐内存在的氧、硫、氯离子或酸根离子等物质会导致罐体内壁发生缓慢的腐蚀。为了防止或进一步延缓腐蚀的发生，目前常用铬酸或重铬酸盐处理镀锡钢板。

镀锡钢板在铬酸或重铬酸盐处理液中进行浸渍或电解处理生成的钝化膜，能有效的防止锡氧化物的生长，得到优良的抗硫化斑性和耐腐蚀性，同时还有优良的漆膜附着性和加工性能等。但是在该处理液中含有对环境不利的六价铬，含铬废水处理难度大且成本高。

关于镀锡钢板表面无铬处理的相关技术，中国专利CN 1416478A公开了一种含有磷酸离子、锡离子和硅烷偶联剂的pH值为1.5～5.5的表面处理液。中国专利CN 1381532A公开了含有硅烷偶联剂和/或其水解缩合产物，还含有分散状固态二氧化硅颗粒以及锆和/或钛的离子或化合物的表面处理液。中国专利CN 101010452A公开了含有Ti、Zr或Al中的至少一种以及O、F的无机表面处理层和含有硅烷偶联剂或酚类水溶性化合物的有机表面处理层的无铬处理液和处理方法。中国专利CN 101104932A公开了一种含有磷酸三钠、硫酸钴的无铬钝化水溶液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于镀锡钢板的不含铬的钝化液及其使用方法，使用该钝化液处理能够使镀锡钢板具有优良的抗硫化斑性、耐腐蚀性、漆膜附着性及加工性能，同时处理方法简单，成本低，易于实施。

本发明是这样实现的：一种用于镀锡钢板的不含铬钝化液，钝化液中含有稀土元素铈(Ce)或镧(La)的无机盐、铵的无机盐和水，三者的重量份配比为：铈或镧的无机盐5～30份、铵的无机盐5～40份、水1000份；

钝化液的pH值范围是2～7，钝化液的pH值用稀硝酸或稀硫酸来调节。

所述铈或镧的无机盐为硝酸铈、硫酸铈、硝酸镧或硫酸镧；

所述铵的无机盐为硝酸铵或硫酸铵。

用于镀锡钢板的不含铬钝化液的使用方法为：将镀锡钢板浸在钝化液中进行电化学处理时，处理时的阴极电流密度为0.1～20A/dm²，处理时间为0.1～10秒，温度为30～65℃。

将使用本发明钝化液处理、铬酸盐处理和未经任何表面处理的三种镀锡钢板用X射线荧光光谱分析(XRF)它们的表面含硫量和元素情况。表面含硫量分析结果显示，未经钝化处理的镀锡钢板表面含硫量比经本发明钝化液处理的高20～30倍，而铬酸盐处理的镀锡钢板表面含硫量也比本法明钝化液处理的高2～5倍，可见本发明钝化液在镀锡钢板表面生成的稀土钝化膜的抗硫化斑能力较强。XRF元素分析结果显示使用本发明钝化液处理镀锡钢板表面的转化膜中含有Ce或La，Ce或La的含量为0.05～0.5g/m²。

用X射线光电子能谱(XPS)分析了转化膜中化学组成，除了Ce或La外，还含有O，C和Sn。Ce或La的原子百分比范围为10～40％，O为20～50％，C为10～30％，Sn为1～5％。稀土盐转化膜的主要成分Ce或La的氧化物及其水化物。Ce的氧化物或水化物包括：Ce₂O₃，Ce₂O₃·H₂O，Ce(OH)₄，CeO₂，CeO₂·H₂O等。La的氧化物或水化物包括：La₂O₃，La(OH)₃，La₂O₃·H₂O等。