[发明专利]批量热浸镀锌无铬钝化剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种批量热浸镀锌无铬钝化剂及其使用方法，属于金属表面处理技术领域。

背景技术

热浸镀锌作为钢铁防止大气腐蚀的有效方法，已被普遍应用。与其他金属防腐蚀方法相比，热浸镀锌镀层的物理屏障保护与电化学保护结合的特性、致密性、耐久性、免维护性、经济性，以及热浸镀锌工艺对钢件形状与尺寸的适应性、产能的高效性，都具有无法替代的优势。

除了镀锌钢板、钢管及铁丝等连续热镀锌产品在汽车业、建筑业和日常民用产品等大量应用外，批量热镀锌产品也得到越来越广泛的应用。如，输电铁塔、电力金具、通讯杆塔、高速公路护栏、造船业、建筑钢结构、桥梁、矿山机械、路灯杆、及道路标志牌等。单是电力铁塔，目前全国每年需求量大约为400万吨。根据国家电网公司十二五规划，到2015年，电力铁塔年投资量将达到500万吨。

热浸镀锌的镀层作为表面覆盖保护层的金属，往往需要有附加的防护措施，才能保证在一定的环境中满足耐蚀性的要求。因为Zn层在潮湿不通风的环境中，会很快腐蚀，形成白色的疏松物（白锈），因而无法保护Zn层免遭进一步腐蚀。常见附加防护措施有铬酸盐钝化。镀锌层表面的钝化处理，作为防止白锈的一种有效防护措施，有着广泛的应用。

传统的钝化工艺多采用铬酸盐钝化，这种工艺使用简单，成本较低，耐蚀性好。但铬酸盐钝化液中含有六价铬这种剧毒致癌物，已被一些国家限制或禁止使用。如欧盟从2006年7月开始实施无铬产品的ROHS环保法令。我们国家也已出台《重金属污染综合防治“十二五”规划》，对汞、铬、镉、铅等重金属进行重点防控。因此，开发无毒环保、高效低耗的批量热浸镀锌无铬钝化技术，已十分迫切。

目前，国内外对无铬钝化的研究，已取得了一些成果，市场上也出现了一些无铬钝化的产品。但因其钝化质量与铬酸钝化相比还有差距，再加有些无铬钝化工艺复杂、成本高，无法实际应用于工业生产。近年来，我国批量热浸镀锌行业发展迅速，因其工艺与连续热浸镀锌存在差异，当前还没有一种成熟的无铬钝化产品，可用于批量热浸镀锌的钝化工艺，以替代传统的铬酸盐钝化。所以，开发适合于批量热浸镀锌的无铬钝化技术已迫在眉睫。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不含铬酸盐、能在常温下使用、且价格低耐蚀性好、使用方便、可实际应用于工业生产的批量热浸镀锌无铬钝化剂。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种批量热浸镀锌无铬钝化剂，包括以下物质成分及其含量：

有机成膜剂     220g～320g/L

有机缓蚀剂     5g～20g/L

氧化剂         95g～120g/L

表面活性剂     5g～40g/L

 其余为水。

作为优选的技术方案，所述有机成膜剂为苯并三氮唑、四乙基溴化铵、植酸、十二烷基二甲基苄基溴化铵、二氨基三氮杂茂、酒石酸、羟基亚乙基二膦酸、单宁酸中的一种或两种以上组合。

作为优选的技术方案，所述有机缓蚀剂为乙二胺四乙酸-2钠盐、氨基三甲叉膦酸、硫脲中的一种或两以上种组合。

作为优选的技术方案，所述氧化剂为硝酸钠、硝酸、硫酸氢钠、过氧化氢、磷酸、氯酸钠、高锰酸钾中的一种或两种以上组合。

作为优选的技术方案，所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、N.N-双羟乙基烷基酰胺（6501）、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上组合。

一种批量热浸镀锌无铬钝化剂的使用方法，包括以下步骤：

1）选取以下质量份数的物质：

钝化剂           1份

水              20份；

2）将步骤1）中所选取的钝化剂和水进行混合，得到钝化液；

3）将步骤2）中所得到的钝化液对热浸镀锌工件进行钝化处理，钝化时间为10s～50s、钝化完成后无需水洗或烘干。

作为优选的技术方案，所述步骤2）中所得到的钝化液的pH值为1.5～2。

以有机成膜剂替代铬酸盐成膜剂的无铬钝化剂。有机成膜物能在锌层表面发生吸附，与金属锌形成螯合官能团，在锌表面形成了一层不溶性有机复合膜，膜内分子以配位形式与金属基体相结合，构成屏蔽层，使膜致密，增强了膜的抗蚀性，提高了锌层的防护性。