一种高耐蚀镀锌钢板表面涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高耐蚀镀锌钢板表面涂层及其制备方法，属于耐蚀涂层技术领域。包括以下步骤：S1，将镀锌钢板清洗除污；S2，无机反应剂配制；S3，无机反应剂喷涂；S4，有机高分子层制备；S5，表面清洗；S6，热风吹干。本发明专利技术获得的镀锌钢板具有优异的耐蚀性能，外层环境屏蔽的有机高分子膜为长链聚氨酯，具有高强度的特性，能有效地屏蔽环境中的介质，尤其是可阻挡O2、H2O和Cl

【技术实现步骤摘要】
一种高耐蚀镀锌钢板表面涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高耐蚀镀锌钢板表面涂层及其制备方法，属于耐蚀涂层


技术介绍

[0002]目前国内绝大多数的镀锌钢板都采用高浓度或中等浓度的铬酸盐溶液进行钝化处理，尽管施工工艺可能有所不同。但由于Cr
6+
为剧毒物质，并且有强致癌性，随着近年来全球环境问题的凸显，众多国家和组织纷纷出台相关法规限制重金属的使用，Cr
6+
的使用和排放也受到世界各国环保法规的日益限制。因此，使用环境友好的无铬钝化液替代铬酸盐钝化液已迫在眉睫。
[0003]以往通常使用表面镀锌的方式对基体金属进行保护，可以显著减少钢铁行业黑色金属的腐蚀，但是锌的化学物质比较活跃，在密闭或空气潮湿的条件下，易遭受腐蚀，为提高镀锌层的耐蚀性，并改进涂层与基体的结合力。
[0004]综上所述，本领域技术人员亟需开发既高耐蚀又环保的一种镀锌板涂层及其制备方法，用以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种高耐蚀镀锌钢板表面涂层的制备方法，该法获得的镀锌钢板具有优异的耐蚀性能，膜层具有高强度，有效地屏蔽环境中的介质和冲击破坏作用。
[0006]同时，本专利技术提供一种高耐蚀镀锌钢板表面涂层。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种高耐蚀镀锌钢板表面涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1，将镀锌钢板清洗除污；
[0010]S2，无机反应剂配制：将硅钛铈矿粉于1500～1700℃焙烧3～6h然后将焙烧后的硅钛铈矿粉破碎球磨，与苯乙烯按质量比1：(5～7)混合均匀；
[0011]S3，无机反应剂喷涂：将S2混合好的无机反应剂均匀喷涂到镀锌钢板双面表面，并烘干，在镀锌钢板表面形成无机功能层；
[0012]S4，有机高分子层制备：将二苯甲烷二异氰酸酯、二元醇、甲烷磺酸、甲苯二异氰酸酯按摩尔比1：1.2：0.5：0.7进行混合后，放入加压反应釜中，反应温度170～180℃，压力1.7～1.9MPa，反应3～4.5h后获得有机反应剂，随后将涂好无机功能层的镀锌钢板放入加压反应釜中，调整pH值为5.8～6.7，进行反应1.2～1.8h，反应温度170～180℃，压力1.7～1.9MPa；
[0013]S5，表面清洗：将有机高分子层制备好的镀锌钢板取出烘干，随后用清水冲洗表面；
[0014]S6，热风吹干：将S5清洗好的镀锌钢板表面皮膜采用热风吹干后即得到最终产品。
[0015]本专利技术中，硅钛铈矿粉为天然硅钛铈矿粉；其中含有
[0016]S3中，喷涂温度为50～68℃，喷涂速度为500～600mm/s，喷涂厚度为42～65μm。
[0017]本专利技术制备的有机高分子层的厚度为300～650μm。
[0018]本专利技术调整采用苹果酸和甲胺来调整有机反应剂的pH值为5.8～6.7。pH值高了用苹果酸调整，pH值低了用甲胺调整。
[0019]其中二元醇具体是指丙二醇；
[0020]S1中，清洗除污的方法为：将镀锌钢板去除表面污渍，随后清洗并干燥待用。
[0021]S2中，球磨后的硅钛铈矿粉的粒径为1.7～6.5μm。
[0022]S3中，烘干的温度为180～230℃，时间为5～8h。
[0023]S5中，烘干的温度为80～95℃，时间为1～2.5h。
[0024]S6中，热风吹干的温度为55～75℃，时间为0.5～1.3h。
[0025]本专利技术的制备方法获得的高耐蚀镀锌钢板表面涂层，表面涂层包括外层的有机高分子层与内层的无机功能层。
[0026]表面涂层在15wt％的NaCl水溶液、在温度25
±
2℃下浸没，腐蚀8天后，腐蚀面积为1.12～1.37％；表面涂层的接触角为163～168
°
；表面涂层的有机高分子层的强度为53～58MPa。
[0027]本专利技术的高耐蚀镀锌钢板表面涂层在高耐蚀镀锌钢板中的应用。。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]本专利技术的一种高耐蚀镀锌钢板表面涂层具有外层高分子膜和内层功能膜双层结构，使镀锌钢板具有优异的耐蚀性能。
[0030]其耐蚀原理如下：
[0031]1.内层的无机功能膜中主要为处理后的硅钛铈矿粉，富含CeO2，在高压反应中形成有机高分子层时，CeO2在酸性条件下发生反应形成4价离子(反应式为CeO2+4H
+
＝Ce
4+
+2H2O)，引发聚氨酯官能团发生接枝/共聚反应，增加聚氨酯链长，使其膜层具有高强度，有效地屏蔽环境中的介质和冲击破坏作用。
[0032]2.内层的无机功能膜中所富含的CeO2和TiO2具有光催化效果，其能够在太阳光照作用下产生大量光电子空穴，进而将腐蚀环境中的CO2和H2O催化反应生成还原性的CO和H2，一方面减少腐蚀环境中的酸性，抑制腐蚀；另一方面还原性氛围可以将腐蚀产生的Zn
2+
还原成Zn单质，保护镀锌钢板外层的锌层。
[0033]3.内层的无机功能膜因腐蚀而发生破损后，其内的氧化物颗粒可以沉积在破损处，修补腐蚀缺口，阻碍锌层电化学腐蚀的电子和锌离子传输，从而全面抑制腐蚀反应的进一步发展。
附图说明
[0034]图1是本专利技术的高耐蚀镀锌钢板表面涂层的微观组织图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0036]硅铈钛矿粉的主成分Ce2O3、La2O3的含量分别可达22.15
‑
23.03％和12.73
‑
13.65％，TiO2含量为16.05
‑
19.27％，FeO和Fe2O3含量为4.59
‑
6.32％和6.17
‑
7.99％，CaO含量为3.39
‑
5.11％，Al2O3含量为0.08
‑
0.17％，其余为其它不可避免组分。(安徽鑫晶通新材料科技有限公司购买)
[0037]实施例1
[0038]一种高耐蚀镀锌钢板表面涂层的制备方法，具体为以下步骤：
[0039]S1，清洗除污：将镀锌钢板去除表面污渍，随后清洗并干燥待用；
[0040]S2，无机反应剂配制：将硅钛铈矿粉于1500℃焙烧3h，然后将焙烧后的硅钛铈矿粉破碎球磨至1.7μm左右后，与苯乙烯按质量比1：5混合均匀；
[0041]S3，无机反应剂喷涂：将S2混合好的无机反应剂均匀喷涂到镀锌钢板表面，并烘干，烘干的温度为180℃，时间为5h；喷涂温度为68℃，喷涂速度为600mm/s，喷涂厚度为42μm左右；在镀锌钢板表面形成无机功能层；
[0042]S4，有机高分子层制备：将二苯甲烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐蚀镀锌钢板表面涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将镀锌钢板清洗除污；S2，无机反应剂配制：将硅钛铈矿粉于1500～1700℃焙烧3～6h，然后将焙烧后的硅钛铈矿粉破碎球磨，与苯乙烯按质量比1：(5～7)混合均匀；S3，无机反应剂喷涂：将S2混合好的无机反应剂均匀喷涂到镀锌钢板表面，并烘干，在镀锌钢板表面形成无机功能层；S4，有机高分子层制备：将二苯甲烷二异氰酸酯、二元醇、甲烷磺酸、甲苯二异氰酸酯按摩尔比1：1.2：0.5：0.7进行混合后，放入加压反应釜中，反应温度170～180℃，压力1.7～1.9MPa，反应3～4.5h后获得有机反应剂，随后将涂好无机功能层的镀锌钢板放入加压反应釜中，调整pH值为5.8～6.7，进行反应1.2～1.8h，反应温度170～180℃，压力1.7～1.9MPa；S5，表面清洗：将有机高分子层制备好的镀锌钢板取出烘干，随后用清水冲洗表面；S6，热风吹干：将S5清洗好的镀锌钢板表面皮膜采用热风吹干后即得到最终产品。2.根据权利要求1所述的高耐蚀镀锌钢板表面涂层的制备方法，其特征在于，S3中喷涂温度为50～68℃，喷涂速度为500～600mm/s，喷涂厚度为42～65μm。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅泽锋，张文民，梅益峰，薛烽，刘欢，
申请(专利权)人：江苏江南精密金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：