耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺

摘要

本发明提供了耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺，包括以下步骤：1)刚基板的预处理，包括对刚基板的连续退火处理及刚基板的表面清理；2)刚基板的表面改性，密闭加热室内雾化喷涂硅烷偶联剂改性液进行刚基板表面改性；3)锌铬涂层处理使用锌铬液对经步骤2)中改性过的刚基板进行涂层处理，通过硅烷偶联剂的特性及与不饱和酸酯的反应，提高了刚基板涂层的性能，具有表面致密性好、耐磨抗蚀、耐水性好、附着力提高的优点。

权利要求

1.耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)刚基板的预处理

包括对刚基板的连续退火处理及刚基板的表面清理；

2)刚基板的表面改性

密闭加热室内雾化喷涂硅烷偶联剂改性液进行刚基板表面改性，改性液包括包括乙烯基三异丙氧基硅烷、无水乙醇、水、醋酸，含量比为1:1.5:0.5:0.2，改性液中含微量阻聚剂，改性液占刚基板重量的0.5％-0.7％，密闭加热室内先抽真空同时加热至室温处于50-53℃时，利用管道及喷嘴雾化喷涂改性液，时间为1-1.5h；

3)锌铬涂层处理

使用锌铬液对经步骤2)中改性过的刚基板进行涂层处理，锌铬液各组分含量：锌粉含量为15-17wt％、铝粉含量为8-12wt％、乙烯基三异丙氧基硅烷6-7wt％、铬酐含量为3-

6wt％、黄原胶含量为1-3wt％、甲基丙烯酸乙酯2-3wt％、辛基酚聚氧乙烯醚1-3wt％、聚乙二醇1-2wt％、乙二醇为1-2wt％、水适量，引发剂包括过硫酸钾，锌铬液中含微量阻聚剂，锌粉、铝粉均为鳞片状金属粉形式的单质，涂层期间喷涂引发剂，锌铬涂层处理包括锌铬液预处理，密闭容器内加热锌铬液至60-65℃，维持1-1.5h，然后对刚基板喷涂，期间利用喷嘴雾化喷涂引发剂，密闭加热室内加热温度至75-80℃，时间为2h-3h，最后烧结。

2.根据权利要求1所述的耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺，其特征在于，所述步骤2)中包括清洗，雾化喷涂结束后，用水冲洗多次，烘干，温度不超过120℃。

说明书

耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺。

背景技术

[0002] 锌铬涂层是将水基锌铬涂料浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件、构件表面，经烘烤形成的鳞片状锌和锌的铬酸盐为主要成分的无机防腐蚀涂层；锌铬涂层防腐技术在钢铁零件等的防腐领域得到了广泛的应用；锌铬涂层技术的缺点是: 1、涂层表面致密度不高，有微孔结构，影响涂层的防腐性能；2:涂层表面和基体的结合力不强，附着力较低；3:耐酸碱的防腐性能有待提高；4:不耐水；上述缺点，限制了它的发展与运用。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的目的是提供耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺，表面致密性好、耐磨抗蚀、耐水性好、附着力提高。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

[0005] 耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺，包括以下步骤：

[0006] 1)刚基板的预处理

[0007] 包括对刚基板的连续退火处理及刚基板的表面清理；

[0008] 2)刚基板的表面改性

[0009] 密闭加热室内雾化喷涂硅烷偶联剂改性液进行刚基板表面改性，改性液包括硅烷偶联剂、溶剂、水、催化剂，改性液占刚基板重量的0.5％-0.7％；

[0010] 3)锌铬涂层处理

[0011] 使用锌铬液对经步骤2)中改性过的刚基板进行涂层处理，锌铬液包括硅烷偶联剂、不饱和有机酸酯及铝粉，涂层期间喷涂引发剂。

[0012] 优选地，所述改性液包括乙烯基三异丙氧基硅烷、无水乙醇、水、醋酸，含量分别为：乙烯基三异丙氧基硅烷含量比为1:1.5:0.5:0.2，改性液中含微量阻聚剂。

[0013] 优选地，所述锌铬液包括锌粉、铝粉、乙烯基三异丙氧基硅烷、铬酐、黄原胶、甲基丙烯酸乙酯、辛基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、乙二醇、水适量，引发剂包括过硫酸钾，锌铬液中含微量阻聚剂。

[0014] 优选地，所述锌粉、铝粉均为鳞片状金属粉形式的单质，锌铬液各组分含量：锌粉含量为15-17wt％、铝粉含量为8-12wt％、乙烯基三异丙氧基硅烷6-7wt％、铬酐含量为3-6wt％、黄原胶含量为1-3wt％、甲基丙烯酸乙酯2-3wt％、辛基酚聚氧乙烯醚1-3wt％、聚乙二醇1-2wt％、乙二醇为1-2wt％。

[0015] 优选地，所述步骤2)中密闭加热室内先抽真空同时加热至室温处于50-53℃时，利用管道及喷嘴雾化喷涂改性液，时间为1-1.5h。

[0016] 优选地，所述步骤2)中包括清洗，雾化喷涂结束后，用水冲洗多次，烘干，温度不超过120℃。

[0017] 优选地，所述步骤3)中锌铬涂层处理包括锌铬液预处理，密闭容器内加热锌铬液至60-65℃，维持1-1.5h，然后对刚基板喷涂，期间利用喷嘴雾化喷涂引发剂，密闭加热室内加热温度至75-80℃，时间为2h-3h，最后烧结。

[0018] 本发明的有益效果：

[0019] 1、利用硅烷偶联剂改性钢基板表面，利用硅烷偶联剂和刚基板表面焊结晶水氧化铁的相互作用水解缩合形成共价键和氢键，提高附着力，再涂覆锌铬液，利用硅烷偶联剂及甲基丙烯酸乙酯的不饱和键进行共聚反应，进一步提高涂层与刚基板表面的附着力。

[0020] 2、锌铬液中的硅烷偶联剂在涂层处理过程中与锌铬液中铝粉表面的氧化铝进行相互作用，形成共价键等，提高连接力，再通过硅烷偶联剂、甲基丙烯酸乙酯之间的共聚反应，提高涂层与刚基板表面的附着力，提高致密性，。

[0021] 3、通过偶联及共聚反应，本刚基板除了具有锌铬涂层的特性，还具有偶联的特性，表面致密性好、耐磨抗蚀、耐水性好、附着力提高。

具体实施方式

[0022] 以下结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

[0023] 耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺，包括以下步骤：

[0024] 1)刚基板的预处理

[0025] 包括对刚基板的连续退火处理及刚基板的表面清理，其中刚基板的表面清理包括水洗、酸洗及水洗，先浸泡式水洗，洗净表面残留的油脂、脱脂剂等，酸洗，通过盐酸溶液进行酸洗，除去多的表面铁锈等，水洗，用流动清水洗净表面的铁盐和酸液，控干，退火处理控制在620℃-650℃；

[0026] 2)刚基板的表面改性

[0027] 密闭加热室内雾化喷涂硅烷偶联剂改性液进行刚基板表面改性，改性液包括硅烷偶联剂、溶剂、水、催化剂，改性液占刚基板重量的0.5％-0.7％，硅烷偶联剂为水溶性不饱和有机酸硅烷型，包括乙烯基、丙烯基等，利用硅烷偶联剂的特性对刚基板表面进行改性，使偶联剂一端与刚基板上结晶水氧化铁相互作用，另一端的不饱和键端与锌铬液进行共聚反应，提高锌铬涂层与刚基板之间的附着力；

[0028] 3)锌铬涂层处理

[0029] 使用锌铬液对经步骤2)中改性过的刚基板进行涂层处理，锌铬液包括硅烷偶联剂、不饱和有机酸酯及铝粉，涂层期间喷涂引发剂，硅烷偶联剂为水溶性不饱和有机酸硅烷，利用硅烷偶联剂与不饱和有机酸酯的共聚反应提高附着力，同时硅烷偶联剂与铝粉表面结晶水氧化铝相互作用，进一步提高涂层与刚基板表面的附着力，最后烧结，不仅保留了锌铬涂层的特性，同时附着力得到大幅提升，另外，由于高分子共聚链化，涂层致密性提高，涂层韧性提高，耐水性提高，耐磨抗蚀。

[0030] 作为进一步的改进，所述改性液包括乙烯基三异丙氧基硅烷、无水乙醇、水、醋酸，含量分别为：乙烯基三异丙氧基硅烷含量比为1:1.5:0.5:0.2，改性液中含微量阻聚剂，乙烯基三异丙氧基硅烷中烷氧基基团较大，凝胶率低，因为随烷氧基基团的增大，空间位阻效应提高，延缓了硅烷的自聚反应，乙烯基三异丙氧基硅烷因独特的结构导致稳定性好，易控制，乙烯基三异丙氧基硅烷随改性液喷涂在刚基板表面，产生相互作用，醋酸为催化剂。

[0031] 作为进一步的改进，所述锌铬液包括锌粉、铝粉、乙烯基三异丙氧基硅烷、铬酐、黄原胶、甲基丙烯酸乙酯、辛基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、乙二醇、水适量，引发剂包括过硫酸钾，锌铬液中含微量阻聚剂，铝粉表面可与乙烯基三异丙氧基硅烷相互作用，再利用不饱和键的共聚反应，相互连接，提高附着力。

[0032] 优选地，所述锌粉、铝粉均为鳞片状金属粉形式的单质，锌铬液各组分含量：锌粉含量为15-17wt％、铝粉含量为8-12wt％、乙烯基三异丙氧基硅烷6-7wt％、铬酐含量为3-6wt％、黄原胶含量为1-3wt％、甲基丙烯酸乙酯2-3wt％、辛基酚聚氧乙烯醚1-3wt％、聚乙二醇1-2wt％、乙二醇为1-2wt％。

[0033] 具体而言，所述步骤2)中密闭加热室内先抽真空同时加热至室温处于 50-53℃时，利用管道及喷嘴雾化喷涂改性液，时间为1-1.5h，利用雾化喷涂充分混合改性液，提高温度促进硅烷偶联剂与刚基板表面相互作用，其中喷涂完后，维持温度0.5h-1h，充分结合。

[0034] 具体而言，所述步骤2)中包括清洗，雾化喷涂结束后，用水冲洗多次，烘干，温度不超过120℃，洗掉多余的偶联剂及其他组分，便于下一步处理。

[0035] 具体而言，所述步骤3)中锌铬涂层处理包括锌铬液预处理，密闭容器内加热锌铬液至60-65℃，维持1-1.5h，使偶联剂与铝粉充分相互作用结合，提高效率，然后对刚基板喷涂，使用喷嘴雾化喷涂，期间利用喷嘴雾化喷涂引发剂，密闭加热室内加热温度至75-80℃，开键进行共聚反应，时间为2h-3h，最后烧结，形成防腐蚀涂层。

[0036] 实施例1

[0037] 耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺，包括以下步骤：

[0038] 1)刚基板的预处理

[0039] 包括对刚基板的连续退火处理，温度控制在630-640℃，刚基板的表面清理包括水洗、盐酸洗及水洗；

[0040] 2)刚基板的表面改性

[0041] 密闭加热室内雾化喷涂硅烷偶联剂改性液进行刚基板表面改性，改性液包括乙烯基三异丙氧基硅烷、无水乙醇、水、醋酸，含量比为1:1.5:0.5:0.2，改性液中含微量阻聚剂，改性液占刚基板重量的0.6％，喷涂时，密闭加热室内先抽真空同时加热至室温处于50℃时，利用管道及喷嘴雾化喷涂改性液，时间为 1h，雾化喷涂结束后，用水冲洗多次，烘干，温度不超过120℃；

[0042] 3)锌铬涂层处理

[0043] 使用锌铬液对经步骤2)中改性过的刚基板进行涂层处理，锌铬液各组分含量：锌粉含量为15wt％、铝粉含量为8wt％、乙烯基三异丙氧基硅烷6wt％、铬酐含量为3wt％、黄原胶含量为1wt％、甲基丙烯酸乙酯2wt％、辛基酚聚氧乙烯醚 1wt％、聚乙二醇1wt％、乙二醇为1wt％，锌粉、铝粉均为鳞片状金属粉形式的单质，锌片、铝片晶粒厚度为0.5微米，长度为0.7微米，按照比例配好锌铬液后，首先在密闭容器内加热锌铬液至60℃，维持1h，使偶联剂充分与铝粉作用，然后对刚基板雾化喷涂，期间利用喷嘴雾化喷涂引发剂，密闭加热室内加热温度至75℃，时间为2h，最后烧结，烧结温度在400℃。

[0044] 实施例2

[0045] 耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺，包括以下步骤：

[0046] 1)刚基板的预处理

[0047] 包括对刚基板的连续退火处理，温度控制在640-645℃，刚基板的表面清理包括水洗、盐酸洗及水洗；

[0048] 2)刚基板的表面改性

[0049] 密闭加热室内雾化喷涂硅烷偶联剂改性液进行刚基板表面改性，改性液包括乙烯基三异丙氧基硅烷、无水乙醇、水、醋酸，含量比为1:1.5:0.5:0.2，改性液中含微量阻聚剂，改性液占刚基板重量的0.7％，喷涂时，密闭加热室内先抽真空同时加热至室温处于53℃时，利用管道及喷嘴雾化喷涂改性液，时间为 1.5h，雾化喷涂结束后，用水冲洗多次，烘干，温度不超过120℃；

[0050] 3)锌铬涂层处理

[0051] 使用锌铬液对经步骤2)中改性过的刚基板进行涂层处理，锌铬液各组分含量：锌粉含量为17wt％、铝粉含量为12wt％、乙烯基三异丙氧基硅烷7wt％、铬酐含量为6wt％、黄原胶含量为3wt％、甲基丙烯酸乙酯3wt％、辛基酚聚氧乙烯醚 3wt％、聚乙二醇2wt％、乙二醇为2wt％，锌粉、铝粉均为鳞片状金属粉形式的单质，锌片、铝片晶粒厚度为0.5微米，长度为0.7微米，按照比例配好锌铬液后，首先在密闭容器内加热锌铬液至65℃，维持1.5h，使偶联剂充分与铝粉作用，然后对刚基板雾化喷涂，期间利用喷嘴雾化喷涂引发剂，密闭加热室内加热温度至80℃，时间为3h，最后烧结，烧结温度在450℃。

[0052] 实施例3

[0053] 耐磨抗蚀高强度镀锌板制备工艺，包括以下步骤：

[0054] 1)刚基板的预处理

[0055] 包括对刚基板的连续退火处理，温度控制在620-625℃，刚基板的表面清理包括水洗、盐酸洗及水洗；

[0056] 2)刚基板的表面改性

[0057] 密闭加热室内雾化喷涂硅烷偶联剂改性液进行刚基板表面改性，改性液包括乙烯基三异丙氧基硅烷、无水乙醇、水、醋酸，含量比为1:1.5:0.5:0.2，改性液中含微量阻聚剂，改性液占刚基板重量的0.6％，喷涂时，密闭加热室内先抽真空同时加热至室温处于51℃时，利用管道及喷嘴雾化喷涂改性液，时间为 1.3h，雾化喷涂结束后，用水冲洗多次，烘干，温度不超过120℃；

[0058] 3)锌铬涂层处理

[0059] 使用锌铬液对经步骤2)中改性过的刚基板进行涂层处理，锌铬液各组分含量：锌粉含量为16wt％、铝粉含量为10wt％、乙烯基三异丙氧基硅烷6.5wt％、铬酐含量为4wt％、黄原胶含量为2wt％、甲基丙烯酸乙酯2.5wt％、辛基酚聚氧乙烯醚2wt％、聚乙二醇1.5wt％、乙二醇为1.5wt％，锌粉、铝粉均为鳞片状金属粉形式的单质，锌片、铝片晶粒厚度为0.5微米，长度为0.7微米，按照比例配好锌铬液后，首先在密闭容器内加热锌铬液至62℃，维持1.5h，使偶联剂充分与铝粉作用，然后对刚基板雾化喷涂，期间利用喷嘴雾化喷涂引发剂，密闭加热室内加热温度至77℃，时间为3h，最后烧结，烧结温度在450℃。

[0060] 上述实施例所制备的镀锌板与普通镀锌板性能相比，如下表：

[0061]

[0062] 实施例制备的镀锌板与普通镀锌板性能对比综合证明本发明技术制备的镀锌板具有提高附着力、耐磨抗蚀、耐水等优点。

[0063] 当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。