一種環保型熱浸鍍鋅用封閉處理劑的制作方法

本發明涉及一種熱浸鍍鋅用封閉處理劑，屬于熱浸鍍鋅及鍍鋅后處理技術領域，用于鋼鐵制件表面熱浸鍍鋅層的鈍化或封閉處理。

背景技術：

熱浸鍍鋅工藝是一種量大應用廣泛的長效防腐技術，經熱浸鍍鋅處理鋼鐵構件表面形成一層鍍鋅層。當鍍件在潮濕環境存放、或夏季陰雨天長時間存放、或通風不暢環境存放時鍍件表面容易產生堿式氧化鋅為主的白色或灰色腐蝕產物，統稱為白銹。據相關標準如GB/T 13912(金屬覆蓋層鋼鐵制件熱浸鍍鋅層技術要求及試驗方法)和ISO 1461(鋼鐵制件熱浸鍍鋅技術條件和試驗方法)規定，只要鍍鋅層的厚度大于規定值，鍍件表面允許存在發暗或淺灰色的色彩不均勻區域；且規定，潮濕條件下儲存的鍍件，表面允許存在白銹；并指出鍍件表面存在的白銹不能作為拒收的理由。雖然鍍件表面出現的“白銹”不影響鍍鋅層的防護效果，但業界的現狀要求則是交貨時不允許鍍件表面存在白銹。因此，目前的熱浸鍍鋅工藝流程中往往采用鈍化處理防止鍍件表面出現白銹。鈍化是熱浸鍍鋅工藝的后處理工序，經鈍化處理后鍍件表面形成一層化學轉化膜，可在一段時期內防止鍍件表面產生白銹。傳統的鉻酸鹽鈍化工藝成熟、操作簡單、保護膜結合力好，故其在熱浸鍍鋅行業成熟應用多年。但鉻酸鹽存在嚴重的毒害和環保問題，如Cr⁶⁺有劇毒且為致癌物質，從保護生態環境及人類健康的角度出發，國內各水網和水源地區環保部門對熱浸鍍鋅生產過程鉻酸鹽的使用發出了禁令。

近年來人們把目光轉向尋找無毒或低毒的鉻酸鹽替代物，采用過渡族元素、稀土、硅酸鹽、腐植酸等來替代鉻酸鹽，并開展了大量的研究工作，先后研制了硅酸鹽鈍化、腐植酸鈍化和磷酸鹽鈍化—磷化等。如中國專利(申請號：CN 201510830363.2)提供了一種熱鍍鋅層用的無鉻鈍化劑，它由硅酸鈉、鎢酸鈉、氟鈦酸、雙氧水、硝酸、磷酸和成膜促進劑組成；中國專利(申請號：CN 201510382539.2)提供了一種批量熱鍍鋅用的無鉻鈍化劑及其制備方法，它由氨丙基三甲氧基硅烷、乳酸、硝酸、鉬酸鈉、無水乙醇、硫酸氧鈦、單寧酸、苯基三乙氧基硅烷、羥基亞乙基二膦酸、六偏磷酸鈉、聚亞胺酯、羥基亞乙基二膦酸、正硅酸乙酯、硅酸鈣和去離子水組成；中國專利(申請號：CN 201510380882.3)提供了一種熱鍍鋅鋼板用無鉻鈍化劑及其制備方法，它由丙烯酸樹脂、植酸、硅酸鈉、氨基三甲叉膦酸、硫脲、三氯化鈦、單寧酸、丁二酸、辛烷磺酸鈉、苯并噻唑、硅溶膠、苯基三乙氧基硅烷、羥乙叉基二膦酸、乙酰丙酮氧釩、聚乙烯亞胺和去離子水組成；中國專利(申請號：CN 201510080210.0)提供了一種鍍鋅層用無鉻鈍化液，它由水性醇酸樹脂、鉬酸鹽、碳酸鋯胺、磷酸和水組成；中國專利(申請號：CN 201510725271.8)提供了一種高效環保無鉻鈍化液及其制備方法，它由鉬磷酸鹽、釩酸鈉、鎢酸鈉、植酸、酒石酸、單寧酸、聚三甲基乙氧基改性環氧樹脂、緩蝕阻垢劑、封孔劑、成膜劑、抗氧化添加劑和三聚磷酸鋁組成。當熱浸鍍鋅層采用這些鈍化處理液進行處理時，鍍鋅層表面的成膜過程主要是鈍化反應，且鈍化效果仍難以達到傳統鉻酸鹽鈍化膜的質量和外觀。所以，研究一種新型的封閉處理劑同時產生鈍化和封閉效果則能大大提高熱浸鍍鋅層的耐蝕能力，這也是熱浸鍍鋅領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種環保型熱浸鍍鋅用封閉處理劑，

本發明所述處理劑組分組成為HNO₃ 20～30ml/l，Na₂SiO₃ 30～50g/l，H₃PO₄ 5～10ml/l，H₂O₂ 25～40ml/l，植酸3～5ml/l，Zn(H₂PO₄)₂ 10～20g/l，蟲膠溶液0.5～3ml/l，蒸餾水。

所述處理劑組分組成中的蟲膠溶液為蟲膠含量2％的酒精溶液。

所述處理劑組分組成中的蟲膠溶液也可以是蟲膠含量10％的氫氧化鈉溶液。

所述處理劑配制時首先將Na₂SiO₃加入到蒸餾水中，然后添加HNO₃、H₃PO₄、H₂O₂、Zn(H₂PO₄)₂，最后添加植酸和蟲膠溶液。

所述處理劑用于熱浸鍍鋅層的封閉處理時，工作條件為pH 3～5，溫度為室溫～40℃，處理時間為15～30s，其中pH值可用H₃PO₄或H₂O₂調整。

本發明的封閉處理劑用于熱浸鍍鋅層處理時，封閉劑中的組成物HNO₃和鍍層表面發生化學反應，起到出光的作用，組成物中H₃PO₄和Zn(H₂PO₄)₂起到磷化作用；組成物中的硅酸鈉在封閉劑中以SiO₂和硅氧聚合物狀態存在，當鍍鋅層浸入處理劑時硅酸鈉和鋅的產物就沉積在鍍鋅層表面并形成一層覆蓋完整的膜層，另外組成物中的植酸也在鍍層表面產生一定程度的有機物鈍化效果。在處理液環境中，封閉劑中所添加的蟲膠附著在鍍層和其它組成物反應形成的膜層表面，可以形成一層防潮、防水的致密隔離層。這樣，當熱浸鍍鋅層經本發明的封閉處理劑處理后鍍層表面產生鈍化+封閉雙重效果，可顯著提高鍍層的耐蝕性能。

本發明的有益效果：

(1)本發明的封閉處理劑不存在鉻污染。

本發明的熱浸鍍鋅用封閉處理劑組分組成中不含鉻，封閉處理時鍍鋅層表面封閉膜層的形成過程不發生鉻化合物的轉變，所以鍍鋅層表面的封閉膜層中也不含鉻；另外，封閉處理劑的廢棄液中也不含鉻。所以本發明的封閉處理劑在配制、使用、廢棄處理過程不存在鉻的污染，具有無鉻的環保特征。

(2)本發明的封閉處理劑具有鈍化+封閉的雙重效果。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護范圍并不限于所述內容。

本發明環保型熱浸鍍鋅用封閉處理劑的配制組成：HNO₃ 20～30ml/l，Na₂SiO₃ 30～50g/l，H₃PO₄ 5～10ml/l，H₂O₂ 25～40ml/l，植酸3～5ml/l，Zn(H₂PO₄)₂ 10～20g/l，蟲膠溶液0.5～3ml/l，蒸餾水。

上述處理劑組成中的蟲膠溶液為蟲膠含量2％的酒精溶液。

上述處理劑組成中的蟲膠溶液為蟲膠含量10％的氫氧化鈉溶液。

上述處理劑配制時首先將Na₂SiO₃加入到蒸餾水中，然后添加HNO₃、H₃PO₄、H₂O₂、Zn(H₂PO₄)₂，最后添加植酸和蟲膠溶液。

上述處理劑用于熱浸鍍鋅層的封閉處理時，工作條件的pH為3～5，溫度為室溫～40℃，處理時間為15～30s，其中pH值可用H₃PO₄或H₂O₂調整。

實施例1

環保型熱浸鍍鋅用封閉處理劑的配制組成：HNO₃ 20ml/l，Na₂SiO₃ 30g/l，H₃PO₄5ml/l，H₂O₂ 25ml/l，植酸3ml/l，Zn(H₂PO₄)₂ 18g/l，蟲膠酒精溶液3ml/l，蒸餾水。

將剛剛熱浸鍍鋅后冷卻的一批角鋼鍍件吊掛浸入盛有上述封閉劑的處理槽內，槽液溫度為室溫，浸漬時間30s，浸漬時掛具稍作移動，30s后將鍍件移出封閉槽空置10s，待鍍件表面晾干后發現鍍件表面色澤均勻，表面存在一層半透明狀、覆蓋完整的淺黃色封閉膜。

實施例2

環保型熱浸鍍鋅用封閉處理劑的配制組成：HNO₃ 30ml/l，Na₂SiO₃ 50g/l，H₃PO₄10ml/l，H₂O₂ 40ml/l，植酸5ml/l，Zn(H₂PO₄)₂ 10g/l，蟲膠氫氧化鈉溶液0.5ml/l，蒸餾水。

將剛剛熱浸鍍鋅后冷卻的一批焊接鋼構件吊掛浸入盛有上述封閉劑的處理槽內，槽液溫度為40℃，浸漬時間15s，浸漬時掛具稍作移動，15s后將鍍件移出封閉槽空置15s，待鍍件表面晾干后發現鍍件表面色澤均勻，表面存在一層半透明狀淺黃色的封閉膜，封閉膜覆蓋完整，焊縫處或構件的拐角或槽縫處封閉膜完整。

實施例3

環保型熱浸鍍鋅用封閉處理劑的配制組成：HNO₃ 25ml/l，Na₂SiO₃ 40g/l，H₃PO₄8ml/l，H₂O₂ 30ml/l，植酸4ml/l，Zn(H₂PO₄)₂ 15g/l，蟲膠酒精溶液2ml/l，蒸餾水。

將剛剛熱浸鍍鋅后冷卻的一批鋼管吊掛浸入盛有上述封閉劑的處理槽內，槽液溫度為30℃，浸漬時間20s，浸漬時掛具稍作移動，20s后將鍍件移出封閉槽空置10s，待鍍件表面晾干后發現鍍鋅鋼管表面色澤均勻，鍍層表面存在一層半透明狀淺黃色的封閉膜，封閉膜覆蓋完整。