[发明专利]一种热镀锌钢管用水性无铬钝化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热镀锌钢管用水性无铬钝化剂，所述水性无铬钝化剂包括如下组分：(A)阴离子丙烯酸改性环氧树脂，(B)纳米级改性碱性硅溶胶，(C)钼酸盐，(D)碱性锆盐。本发明的水性无铬钝化剂处理的热镀锌钢管不仅具有光亮的外观，同时钝化后的钢管具有优异的耐蚀性能、耐湿热性能以及耐候性。本发明环保无铬钝化剂，可以替代热镀锌钢管行业的传统六价铬钝化剂，有望在热镀锌钢管企业得到广泛应用，具有非常大的工业价值和社会价值。

技术领域

本发明属于金属表面处理与腐蚀防护技术领域，具体涉及到一种热镀锌钢管表面防腐钝化用的水性无铬钝化剂及其制备方法。

技术背景

热镀锌技术是目前世界上钢材防腐蚀方法中一种最基本、最广泛的方法，热镀锌技术已广泛用于冶金、建材、电力、交通、农业等国民经济的各个领域。其中钢管热镀锌是将经加工过的表面洁净的钢管浸渍到锌液中进行热浸镀锌加工，得到表面性能优良的金属管件。热镀锌钢管已经应用到国民经济的各个方面，主导产业包括消防用管、建筑用管、生产物料传输用管、农业大棚支架用管等。据不完全统计，目前我国已有热镀锌钢管生产线170条以上，年生产能力超过6000万吨，我国已成为世界上最大的热镀锌钢管生产国。

但是热镀锌钢管在储存过程中，特别是在夏季高温潮湿的环境中镀锌层易发生腐烛，使其表面形成白色的腐蚀产物或变成灰暗色，影响了镀锌钢管的外观质量和镀层的抗耐蚀性。为了防止锌层腐蚀，一般要对镀锌层进行钝化处理，传统的钝化处理工艺都是采用六价铬的铬酸盐来进行钝化处理，六价铬钝化膜抗白锈性能优良，但耐湿热性能不尽人意，六价铬钝化的钢管在高温高湿后容易变暗或产生黑斑，且六价铬对环境及人体来说具有极大的危害性。

目前，国内外都报道了较多的热镀锌镀层用无铬钝化剂，但大部分专利或其它文献报道的无铬钝化剂只适用于钢厂的连续热镀锌钢带的钝化处理，这些无铬钝化剂的使用与热镀锌钢管的钝化工艺不能匹配，或者其性能不能满足热镀锌钢管的钝化要求。

针对热镀锌钢管的无铬钝化剂，专利文献1(CN104195490B)公开了一种钢管热浸镀锌后处理工艺，其钝化液由钛酸盐、磷酸盐、有机硅改性环氧树脂、三乙醇胺、有机酸及水组成，据其报道其后处理工艺得到的复合膜具有优异的耐蚀性，但该钝化液需要在100℃以上的温度下烘烤，且没有评价钝化膜的耐湿热性能。专利文献2(CN103924235B)公开了一种热镀锌钢管的钝化工艺，该钝化液由氨基三亚甲基膦酸、磷酸盐、有机硅改性环氧树脂、硼酸、有机酸和水组成，据其报道其钝化工艺形成的钝化膜具有较好的耐蚀性能，但该钝化工艺需要在220～250℃温度下烘烤，且没有评价钝化膜的耐湿热性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种热镀锌钢管表面防腐钝化用的水性无铬钝化剂，该无铬钝化剂处理的热镀锌钢管具有光亮外观的同时具有优异的耐蚀性能、耐湿热性能以及耐候性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种热镀锌钢管用水性无铬钝化剂，所述水性无铬钝化剂包括如下组分：(A)阴离子丙烯酸改性环氧树脂，(B)纳米级改性碱性硅溶胶，(C)钼酸盐，(D)碱性锆盐。

优选的，以折固后的质量比计算，(A)与(B)的质量比为0.5～2，钼酸盐(C)中Mo与[(A)+(B)]质量比为0.002～0.01，碱性锆盐(D)中ZrO₂与[(A)+(B)]质量比为0.025～0.2。