一種鍍鋅鋼板鈍化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了鍍鋅鋼板鈍化劑及其制備方法，鈍化劑包括：植酸、1-羥基亞乙基二膦酸、次氮基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦酸、硅酸鈉、甲酸鈉、聚乙烯醇、苯甲酸鈉、三乙醇胺、磷酸二氫鋁、磺基水楊酸、乙酰丙酮氧釩、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、氧化硅填料、水溶性成膜樹脂和去離子水。制備方法為將植酸、1-羥基亞乙基二膦酸、次氮基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦酸、硅酸鈉、甲酸鈉和聚乙烯醇加到去離子水中；再將部分組分和去離子水混合；最后將混合物Ⅰ和混合物Ⅱ混合，再加入剩余組分，即得。該鈍化劑不含鉻，通過其鈍化的鍍鋅鋼板具有更高的耐腐蝕性能和耐氧化性能。
【專利說明】一種鍍鋅鋼板鈍化劑及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬表面處理化學領域，具體涉及一種鍍鋅鋼板鈍化劑及其制備方 法。

【背景技術】
[0002] 金屬鈍化處理是指使金屬表面由于介質的作用，而轉化為不易被氧化的狀態(tài)，使 金屬的腐蝕速度延緩的方法。金屬的鈍化也可能是自發(fā)的過程（如在金屬的表面生成一層 難溶解的化合物，即氧化物膜）。在工業(yè)上是用鈍化劑（主要是氧化劑）對金屬進行鈍化處 理，形成一層保護膜。
[0003] 鍍鋅鋼板是冷軋鋼板重要的防護手段之一，其廣泛應用于航空、電力、交通、建筑、 機械等行業(yè)。鍍鋅工藝主要分為電鍍鋅和熱鍍鋅，其中尤其以熱鍍鋅鋼板的制造工藝相對 簡單，容易生產，因此熱鍍鋅鋼板在工業(yè)和日常的應用上也非常廣泛。熱鍍鋅鋼板用于防腐 已有二百多年的歷史，至今仍然占有重要的地位。近年來，隨著建筑業(yè)、汽車業(yè)及家電業(yè)的 迅速發(fā)展，鍍鋅鋼板得到了更加廣泛的應用，同時也對熱鍍鋅鋼板的耐蝕性提出了更高的 要求。鍍鋅鋼板易發(fā)生腐蝕，使鍍鋅層表面易形成灰暗色，在存貯過程中形成白銹或黑變， 一般需要進行鈍化處理以提高耐蝕性能。
[0004] 盡管鍍鋅鋼板已經具有較強的防腐蝕能力，但是在潮濕的環(huán)境中鍍鋅鋼板還是易 發(fā)生腐蝕，在其表面形成白色的腐蝕產物或變成灰暗色，影響了鍍鋅鋼板的外觀質量和鍍 層抗蝕性。因此，必須在鍍鋅工藝的后段工序中進行處理，提高鋼板的耐蝕性，一般后處理 包括：磷化、鈍化或有機涂層處理。傳統(tǒng)的熱鍍鋅鋼板，一般采用鈍化后處理來提高其耐腐 蝕性能，其常見的藥劑都含有大量的六價鉻，而從2000年9月開始，ELV的歐洲議會以及閣 僚理事會指令（EU指令）規(guī)定汽車生產線的？(1、取、0(1、&6+的使用量得到限制，而關于電器 電子產品的EU指令將于2003年1月釆納實施：WEEE(waste electrical and electronic equipment)和 RoHS (restriction of hazardous substances)指令，要求于 2006 年 7 月以 后的家電產品使用替代物質代替Cr6+。因此，使用在汽車和家電產品上的熱鍍鋅鋼板的鈍 化處理將不可以再使用含有Cr6+的藥劑，或使用量將得到限制，這就需要開發(fā)無鉻鈍化藥 劑來滿足市場和生產的需要。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現有技術的不足而提供一種鍍鋅鋼板鈍化劑及其制備方法， 該鈍化劑不含鉻，對環(huán)境友好，且通過其鈍化的鍍鋅鋼板具有更高的耐腐蝕性能和耐氧化 性能。
[0006] 一種鍍鋅鋼板鈍化劑，原料以重量份計包括：植酸4?12份，1-羥基亞乙基二膦 酸3?10份，次氮基三亞甲基膦酸2?9份，乙二胺四亞甲基膦酸1?8份，硅酸鈉3? 10份，甲酸鈉4?10份，聚乙烯醇2?10份，苯甲酸鈉1?9份，三乙醇胺2?10份，磷酸 二氫鋁3?10份，磺基水楊酸3?9份，乙酰丙酮氧釩2?8份，Y _氨丙基三乙氧基硅烷 1?7份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸2?9份，N，N-二甲基丙烯酰胺3?10份，氧化 硅填料0. 8?4. 2份，水溶性成膜樹脂5?18份，去離子水10?25份。
[0007] 作為上述發(fā)明的進一步改進，所述鍍鋅鋼板鈍化劑，原料以重量份計包括：植酸 6?10份，1-羥基亞乙基二膦酸4?9份，次氮基三亞甲基膦酸3?7份，乙二胺四亞甲基 膦酸2?6份,娃酸鈉4?9份，甲酸鈉6?9份,聚乙烯醇4?9份,苯甲酸鈉3?7份， 三乙醇胺4?8份，磷酸二氫鋁5?8份，磺基水楊酸4?7份，乙酰丙酮氧釩3?6份， Y -氨丙基三乙氧基硅烷2?6份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸4?8份，N，N-二甲基 丙烯酰胺5?9份，氧化硅填料1. 5?3. 8份，水溶性成膜樹脂7?16份，去離子水14? 22份。
[0008] 作為上述發(fā)明的進一步改進，所述氧化硅填料為納米二氧化硅粉或納米二氧化硅 溶膠。
[0009] 作為上述發(fā)明的進一步改進，所述水溶性成膜樹脂為水溶性聚酯成膜樹脂、水溶 性苯丙成膜樹脂、水溶性環(huán)氧成膜樹脂、水溶性聚氨酯成膜樹脂或水溶性丙烯酸成膜樹脂 中的一種。
[0010] 上述鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟1，將植酸、1-羥基亞乙基二膦酸、次氮基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦 酸、硅酸鈉、甲酸鈉和聚乙烯醇加到2/3重量份去離子水中，攪拌均勻，得到混合物I ;
[0012] 步驟2,將苯甲酸鈉、三乙醇胺、磷酸二氫鋁、磺基水楊酸、乙酰丙酮氧釩、Y-氨丙 基三乙氧基硅烷和剩余重量份去離子水混合，攪拌均勻，得到混合物II ;
[0013] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、氧化硅填料和水溶性成膜樹脂，攪拌均勻，加熱 至40?60°C，保溫2?4h，冷卻至室溫，即得。
[0014] 作為上述發(fā)明的進一步改進，步驟1中攪拌過程的溫度為20?30°C。
[0015] 作為上述發(fā)明的進一步改進，步驟2中攪拌過程的轉速為300?400rpm。
[0016] 作為上述發(fā)明的進一步改進，步驟3中保溫過程在真空度為0. 08?0. IMPa條件 下進行。
[0017] 本發(fā)明的鈍化劑不含鉻，對環(huán)境友好，且通過其鈍化的鍍鋅鋼板具有更高的耐腐 蝕性能和耐氧化性能。

【具體實施方式】
[0018] 實施例1
[0019] 一種鍍鋅鋼板鈍化劑，原料以重量份計包括：植酸4份，1-羥基亞乙基二膦酸3 份，次氮基三亞甲基膦酸2份，乙二胺四亞甲基膦酸1份，硅酸鈉3份，甲酸鈉4份，聚乙烯 醇2份，苯甲酸鈉1份，三乙醇胺2份，磷酸二氫鋁3份，磺基水楊酸3份，乙酰丙酮氧釩2 份，Y _氨丙基三乙氧基硅烷1份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸2份，N，N-二甲基丙烯酰 胺3份，氧化硅填料0. 8份，水溶性成膜樹脂5份，去離子水10份。
[0020] 上述氧化硅填料為納米二氧化硅粉，粒徑為5?30nm ;水溶性成膜樹脂為水溶性 聚酯成膜樹脂。
[0021] 上述鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0022] 步驟1，將植酸、1-羥基亞乙基二膦酸、次氮基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦 酸、硅酸鈉、甲酸鈉和聚乙烯醇加到2/3重量份去離子水中，20°C條件下攪拌均勻，得到混 合物I ;
[0023] 步驟2,將苯甲酸鈉、三乙醇胺、磷酸二氫鋁、磺基水楊酸、乙酰丙酮氧釩、Y-氨丙 基三乙氧基硅烷和剩余重量份去離子水混合，攪拌均勻，攪拌過程的轉速為300rpm，得到混 合物II ;
[0024] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、氧化硅填料和水溶性成膜樹脂，攪拌均勻，加熱 至40°C，真空度為0. 08MPa條件下保溫4h，冷卻至室溫，即得。
[0025] 實施例2
[0026] 一種鍍鋅鋼板鈍化劑，原料以重量份計包括：植酸6份，1-羥基亞乙基二膦酸4 份，次氮基三亞甲基膦酸3份，乙二胺四亞甲基膦酸2份，硅酸鈉4份，甲酸鈉6份，聚乙烯 醇4份，苯甲酸鈉3份，三乙醇胺4份，磷酸二氫鋁5份，磺基水楊酸4份，乙酰丙酮氧釩3 份，Y _氨丙基三乙氧基硅烷2份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸4份，N，N-二甲基丙烯酰 胺5份，氧化硅填料1. 5份，水溶性成膜樹脂7份，去離子水14份。
[0027] 上述氧化硅填料為納米二氧化硅溶膠，粒徑為5?30nm ;水溶性成膜樹脂為水溶 性苯丙成膜樹脂。
[0028] 上述鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0029] 步驟1，將植酸、1-羥基亞乙基二膦酸、次氮基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦 酸、硅酸鈉、甲酸鈉和聚乙烯醇加到2/3重量份去離子水中，25°C條件下攪拌均勻，得到混 合物I ;
[0030] 步驟2,將苯甲酸鈉、三乙醇胺、磷酸二氫鋁、磺基水楊酸、乙酰丙酮氧釩、Y-氨丙 基三乙氧基硅烷和剩余重量份去離子水混合，攪拌均勻，攪拌過程的轉速為350rpm，得到混 合物II ;
[0031] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、氧化硅填料和水溶性成膜樹脂，攪拌均勻，加熱 至50°C，真空度為0. 09MPa條件下保溫3h，冷卻至室溫，即得。
[0032] 實施例3
[0033] 一種鍍鋅鋼板鈍化劑，原料以重量份計包括：植酸9份，1-羥基亞乙基二膦酸5 份，次氮基三亞甲基膦酸6份，乙二胺四亞甲基膦酸3份，硅酸鈉5份，甲酸鈉8份，聚乙烯 醇7份，苯甲酸鈉6份，三乙醇胺5份，磷酸二氫鋁7份，磺基水楊酸6份，乙酰丙酮氧釩5 份，Y _氨丙基三乙氧基硅烷3份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸7份，N，N-二甲基丙烯酰 胺7份，氧化硅填料2. 7份，水溶性成膜樹脂12份，去離子水19份。
[0034] 上述氧化硅填料為納米二氧化硅粉，粒徑為5?30nm ;水溶性成膜樹脂為水溶性 環(huán)氧成膜樹脂。
[0035] 上述鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0036] 步驟1，將植酸、1-羥基亞乙基二膦酸、次氮基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦 酸、硅酸鈉、甲酸鈉和聚乙烯醇加到2/3重量份去離子水中，25°C條件下攪拌均勻，得到混 合物I ;
[0037] 步驟2,將苯甲酸鈉、三乙醇胺、磷酸二氫鋁、磺基水楊酸、乙酰丙酮氧釩、Y-氨丙 基三乙氧基硅烷和剩余重量份去離子水混合，攪拌均勻，攪拌過程的轉速為400rpm，得到混 合物II ;
[0038] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、氧化硅填料和水溶性成膜樹脂，攪拌均勻，加熱 至45°C，真空度為0. 08MPa條件下保溫4h，冷卻至室溫，即得。
[0039] 實施例4
[0040] 一種鍍鋅鋼板鈍化劑，原料以重量份計包括：植酸10份，1-羥基亞乙基二膦酸9 份，次氮基三亞甲基膦酸7份，乙二胺四亞甲基膦酸6份，硅酸鈉9份，甲酸鈉9份，聚乙烯 醇9份，苯甲酸鈉7份，三乙醇胺8份，磷酸二氫鋁8份，磺基水楊酸7份，乙酰丙酮氧釩6 份，Y _氨丙基三乙氧基硅烷6份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸8份，N，N-二甲基丙烯酰 胺9份，氧化硅填料3. 8份，水溶性成膜樹脂16份，去離子水22份。
[0041] 上述氧化硅填料為納米二氧化硅粉，粒徑為5?30nm ;水溶性成膜樹脂為水溶性 丙烯酸成膜樹脂。
[0042] 上述鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0043] 步驟1，將植酸、1-羥基亞乙基二膦酸、次氮基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦 酸、硅酸鈉、甲酸鈉和聚乙烯醇加到2/3重量份去離子水中，30°C條件下攪拌均勻，得到混 合物I ;
[0044] 步驟2,將苯甲酸鈉、三乙醇胺、磷酸二氫鋁、磺基水楊酸、乙酰丙酮氧釩、Y-氨丙 基三乙氧基硅烷和剩余重量份去離子水混合，攪拌均勻，攪拌過程的轉速為350rpm，得到混 合物II ;
[0045] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、氧化硅填料和水溶性成膜樹脂，攪拌均勻，加熱 至55°C，真空度為0. 09MPa條件下保溫3h，冷卻至室溫，即得。
[0046] 實施例5
[0047] 一種鍍鋅鋼板鈍化劑，原料以重量份計包括：植酸12份，1-羥基亞乙基二膦酸10 份，次氮基三亞甲基膦酸9份，乙二胺四亞甲基膦酸8份，硅酸鈉10份，甲酸鈉10份，聚乙 烯醇10份，苯甲酸鈉9份，三乙醇胺10份，磷酸二氫鋁10份，磺基水楊酸9份，乙酰丙酮氧 釩8份，Y _氨丙基三乙氧基硅烷7份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸9份，N，N-二甲基丙 烯酰胺10份，氧化硅填料4. 2份，水溶性成膜樹脂18份，去離子水25份。
[0048] 上述氧化硅填料為納米二氧化硅溶膠，粒徑為5?30nm ;水溶性成膜樹脂為水溶 性聚氨酯成膜樹脂。
[0049] 上述鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0050] 步驟1，將植酸、1-羥基亞乙基二膦酸、次氮基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦 酸、硅酸鈉、甲酸鈉和聚乙烯醇加到2/3重量份去離子水中，30°C條件下攪拌均勻，得到混 合物I ;
[0051] 步驟2,將苯甲酸鈉、三乙醇胺、磷酸二氫鋁、磺基水楊酸、乙酰丙酮氧釩、Y-氨丙 基三乙氧基硅烷和剩余重量份去離子水混合，攪拌均勻，攪拌過程的轉速為400rpm，得到混 合物II ;
[0052] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、氧化硅填料和水溶性成膜樹脂，攪拌均勻，加熱 至60°C，真空度為0. 06MPa條件下保溫2h，冷卻至室溫，即得。
[0053] 對比例1
[0054] 本實施例與實施例3的區(qū)別在于所述鈍化劑中不包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙 磺酸，具體如下：
[0055] -種鍍鋅鋼板鈍化劑，原料以重量份計包括：植酸9份，1-羥基亞乙基二膦酸5 份，次氮基三亞甲基膦酸6份，乙二胺四亞甲基膦酸3份，硅酸鈉5份，甲酸鈉8份，聚乙烯醇 7份，苯甲酸鈉6份，三乙醇胺5份，磷酸二氫鋁7份，磺基水楊酸6份，乙酰丙酮氧釩5份， Y -氨丙基三乙氧基硅烷3份，N，N-二甲基丙烯酰胺7份，氧化硅填料2. 7份，水溶性成膜 樹脂12份，去尚子水19份。
[0056] 上述氧化硅填料為納米二氧化硅粉，粒徑為5?30nm ;水溶性成膜樹脂為水溶性 環(huán)氧成膜樹脂。
[0057] 上述鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0058] 步驟1，將植酸、1-羥基亞乙基二膦酸、次氮基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦 酸、硅酸鈉、甲酸鈉和聚乙烯醇加到2/3重量份去離子水中，25°C條件下攪拌均勻，得到混 合物I ;
[0059] 步驟2,將苯甲酸鈉、三乙醇胺、磷酸二氫鋁、磺基水楊酸、乙酰丙酮氧釩、Y-氨丙 基三乙氧基硅烷和剩余重量份去離子水混合，攪拌均勻，攪拌過程的轉速為400rpm，得到混 合物II ;
[0060] 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入N，N-二甲基 丙烯酰胺、氧化硅填料和水溶性成膜樹脂，攪拌均勻，加熱至45°C，真空度為0. 08MPa條件 下保溫4h，冷卻至室溫，即得。
[0061] 將實施例1至5所得鈍化劑及對比例1所得鈍化劑，按GB/T101251997中規(guī)定的 要求，進行中性鹽霧試驗，分別測定鈍化劑處理后的鍍鋅鋼板在400°C烘烤30s后的耐蝕性 能。按"鹽霧試驗144h，銹蝕面積< 3%"視為合格。結果如下：
[0062]

【權利要求】
1. 一種鍍鋅鋼板鈍化劑，其特征在于：原料以重量份計包括：植酸4?12份，1-羥基 亞乙基二膦酸3?10份，次氮基三亞甲基膦酸2?9份，乙二胺四亞甲基膦酸1?8份，硅 酸鈉3?10份，甲酸鈉4?10份，聚乙烯醇2?10份，苯甲酸鈉1?9份，三乙醇胺2? 10份，磷酸二氫鋁3?10份，磺基水楊酸3?9份，乙酰丙酮氧釩2?8份，Y _氨丙基三 乙氧基硅烷1?7份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸2?9份，N，N-二甲基丙烯酰胺3? 10份，氧化硅填料〇. 8?4. 2份，水溶性成膜樹脂5?18份，去離子水10?25份。
2. 根據權利要求1所述的鍍鋅鋼板鈍化劑，其特征在于：原料以重量份計包括：植酸 6?10份，1-羥基亞乙基二膦酸4?9份，次氮基三亞甲基膦酸3?7份，乙二胺四亞甲基 膦酸2?6份,娃酸鈉4?9份，甲酸鈉6?9份，聚乙烯醇4?9份，苯甲酸鈉3?7份， 三乙醇胺4?8份，磷酸二氫鋁5?8份，磺基水楊酸4?7份，乙酰丙酮氧釩3?6份， Y -氨丙基三乙氧基硅烷2?6份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸4?8份，N，N-二甲基 丙烯酰胺5?9份，氧化硅填料1. 5?3. 8份，水溶性成膜樹脂7?16份，去離子水14? 22份。
3. 根據權利要求1或2所述的鍍鋅鋼板鈍化劑，其特征在于：所述氧化硅填料為納米 二氧化硅粉或納米二氧化硅溶膠。
4. 根據權利要求1或2所述的鍍鋅鋼板鈍化劑，其特征在于：所述水溶性成膜樹脂為 水溶性聚酯成膜樹脂、水溶性苯丙成膜樹脂、水溶性環(huán)氧成膜樹脂、水溶性聚氨酯成膜樹脂 或水溶性丙烯酸成膜樹脂中的一種。
5. 權利要求1或2所述的鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，其特征在于：鍍鋅鋼板鈍化劑 的制備方法，包括以下步驟： 步驟1，將植酸、1-羥基亞乙基二膦酸、次氮基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦酸、硅 酸鈉、甲酸鈉和聚乙烯醇加到2/3重量份去離子水中，攪拌均勻，得到混合物I ; 步驟2,將苯甲酸鈉、三乙醇胺、磷酸二氫鋁、磺基水楊酸、乙酰丙酮氧釩、Y _氨丙基三 乙氧基硅烷和剩余重量份去離子水混合，攪拌均勻，得到混合物II ; 步驟3,將步驟1所得混合物I和步驟2所得混合物II混合，再加入2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、氧化硅填料和水溶性成膜樹脂，攪拌均勻，加熱 至40?60°C，保溫2?4h，冷卻至室溫，即得。
6. 根據權利要求5所述的鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，其特征在于：步驟1中攪拌過 程的溫度為20?30°C。
7. 根據權利要求5所述的鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，其特征在于：步驟2中攪拌過 程的轉速為300?400rpm。
8. 根據權利要求5所述的鍍鋅鋼板鈍化劑的制備方法，其特征在于：步驟3中保溫過 程在真空度為0. 08?0. IMPa條件下進行。
【文檔編號】C23C22/07GK104451626SQ201410643235
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權日:2014年11月13日
【發(fā)明者】尤為 申請人:無錫伊佩克科技有限公司