【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于食品包装领域，特别涉及镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法及应用。
技术介绍
1、镀锡板俗称马口铁，是在薄的低碳钢板上镀覆纯锡保护层的防腐蚀材料。在镀锡板生产过程中，对经电镀、软熔过程处理过的镀锡板表面还需进行最后的钝化处理，目前对镀锡板钝化主要采用铬酸盐钝化。专利cn102027157a提出包含至少一种磷酸盐，至少3g/l的至少一种钛和锆化合物和至少一种络合剂，以及还涉及相应的含水组合物。专利cn102066612a包含元素钛和或锆中的至少一种原子的一种或多种水溶性化合物，含有至少一个氟原子的一种或多种水溶性化合物。专利cn110373661b提出了由氟钛酸根、氟锆酸根、高锰酸根、氢氟酸、磷酸盐、有机硅烷组成的钝化液。专利cn107488844b提出了由钛盐、含有磷的化合物、氧化剂、络合剂、水组成的钝化液。专利cn1416478a提出了含磷酸离子锡离子和环氧基硅烷偶联剂的化成液，通过浸渍或电解处理获得优良的涂料密合性、耐蚀性和加工性。专利cn104711567a提出由乙醇、钛酸四丁酯、乙酰丙酮、醋酸、正丁醇组成的醇体系，满足附着力及焊接性等要求。
2、通常情况下，镀锡板铬酸盐钝化工艺采用的是重铬酸盐，即重铬酸钠。含有毒性很大的六价铬致癌物质，严重污染环境，对人体的健康危害极大。特别是用于食品饮料行业的镀锡板，采用铬酸盐钝化工艺对人体造成的危害更是不可忽视，在日益追求环保的今天势必将被淘汰。此外，氟广泛存在于自然水体中，人体各组织中都含有氟，但过量的氟对人体有危害。氟化钠对人的致死量为6～12g，
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术旨在提供一种镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化镀液的制备方法及应用，能够得到耐腐蚀性能优良的钝化膜，与聚合物涂料结合力优异，同时抗酸、抗黄变，且焊接性能优异，满足镀锡板的应用性能要求。其具体技术方案如下：
2、镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法，包含如下步骤：
3、步骤1：将三甲氧基硅烷与含硫硅烷偶联剂加至无水乙醇中搅拌，形成混合溶液a；混合溶液a与水及磷酸反应，充分水解后形成溶液b；
4、步骤2：将钛酸四丁酯加入无水乙醇中，搅拌条件下反应后，再加入冰乙酸、溶液b，继续搅拌进行反应，形成溶液c；
5、步骤3：依次将草酸钛钾、碳酸锆铵、磷酸二氢铵、硝酸钠、柠檬酸、双乙基己基磺基琥珀酸钠添加至去离子水中，搅拌均匀，使其充分溶解形成澄净的溶液d；
6、步骤4：依次将溶液c、磷酸缓慢加入至溶液d中，搅拌后，静置得到透明的绿色环保型无氟无铬钝化液。
7、所述步骤1中，三甲氧基硅烷为2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷；所述含硫硅烷偶联剂为含三乙氧基的含硫硅烷；
8、所述混合溶液a中，三甲氧基硅烷、含硫硅烷偶联剂、无水乙醇添加量以质量百分比计分别为：三甲氧基硅烷2％～6％，含硫硅烷偶联剂10％～15％，无水乙醇80％～85％；其中，三甲氧基硅烷与含硫硅烷偶联剂的加入质量比为，三甲氧基硅烷：含硫硅烷偶联剂＝1：(2～3)；
9、所述溶液b配制时，溶液a、去离子水、磷酸添加量以质量百分比计分别为溶液a为95％～98％，磷酸为0.5％～2％，余量为去离子水；其中，磷酸浓度为1mol/l；
10、所述搅拌时间为5min～15min；溶液a与水及磷酸反应时间为60min～180min。
11、所述步骤2中，钛酸四丁酯、冰乙酸、溶液b添加量以质量百分比计分别为：钛酸四丁酯1～3％，冰乙酸5～8％，溶液b 3～5％；余量为无水乙醇；
12、所述钛酸四丁酯加入无水乙醇时，搅拌速度为550～650r/min，反应时间为20min～40min；
13、所述继续搅拌的搅拌速度为550～650r/min，反应时间为60min～120min。
14、所述步骤3中，草酸钛钾、碳酸锆铵、磷酸二氢铵、硝酸钠、柠檬酸、双乙基己基磺基琥珀酸钠添加量以质量百分比计分别为：草酸钛钾0.01％～0.04％，碳酸锆铵0.01％～0.06％，磷酸二轻铵0.001％～0.006％，硝酸钠0.001％～0.006％，柠檬酸0.01％～0.04％，双乙基己基磺基琥珀酸钠0.001％～0.006％，余量为去离子水。
15、所述步骤4中，磷酸浓度为0.5mol/l～2mol/l；
16、所述溶液c、磷酸的添加量以质量百分比计分别为溶液c 0.05％～0.1％，磷酸1％～4％；溶液d的含量为95％～98％；
17、搅拌速度为550～650r/min，静置时间为12h～24h。
18、所述镀锡板用绿色环保型无氟钝化液的应用方法，包含如下步骤：
19、(1)用去离子水稀释镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液；
20、(2)将稀释后的钝化液均匀涂布到镀锡板表面，对表面液滴进行均匀化处理，得到连续均匀的钝化液膜；
21、(3)对镀锡板进行加热，液膜与锡层发生反应，固化镀锡板钝化膜。
22、所述步骤(1)中，去离子水与钝化液的体积比为，去离子水：钝化液＝10：(1～6)。
23、所述步骤(2)中，涂布设备为喷嘴，均匀化处理采用辊涂装置或浸渍装置进行。
24、所述步骤(3)中，加热方法为热风、红外、电磁感应中的一种或几种组合，加热至镀锡板温度为100℃～150℃；镀锡板钝化膜厚度为3mg/m2～5mg/m2。
25、本专利技术的一种镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法及应用，与现有技术相比，有益之处在于：
26、1.本专利技术方法制备的钝化液以硅烷偶联剂连接钛锆元素形成交联致密的网状膜层骨架结构，在镀锡板表面致密性高且有良好腐蚀防护效果；磷酸作为ph值调节剂，还能够增加无铬钝化液中磷的含量，有利于提高无铬钝化镀锡板的耐腐蚀性能和抗氧化性能；硝酸钠为氧化剂，加快成膜过程，提高钝化效率；柠檬酸为有机螯合剂，螯合钝化液中钛锆离子；双乙基己基磺基琥珀酸钠作为表面活性剂，起到超润湿分散作用，使钝化液在镀锡板表面更容易均匀铺展。
27、2.本专利技术方法制备的钝化液绿色安全环保，以水为主要介质，不含有毒有害及有机溶剂成分，无铬钝化解决了现有铬酸盐钝化液中含铬以及无铬钝化液中含氟的技术难题，满足镀锡板特殊包装要求，减轻了废水处理及环境污染负担，满足rohs和reach指令的要求；
28、3.本专利技术方法制备的钝化液能在镀锡板表面获得纳米级钝化膜，对镀锡板表面锡层性能影响极小；
29、4.本专利技术方法制备的钝化液所获得的无铬钝化镀锡钢板，其耐盐雾等级、孔隙率、抗酸和附着力等均达到或超过铬酸盐钝化工艺获本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，三甲氧基硅烷为2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷；所述含硫硅烷偶联剂为含三乙氧基的含硫硅烷；
3.根据权利要求1所述的镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，钛酸四丁酯、冰乙酸、溶液B添加量以质量百分比计分别为：钛酸四丁酯1～3％，冰乙酸5～8％，溶液B 3～5％；余量为无水乙醇；
4.根据权利要求1所述的镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，草酸钛钾、碳酸锆铵、磷酸二氢铵、硝酸钠、柠檬酸、双乙基己基磺基琥珀酸钠添加量以质量百分比计分别为：草酸钛钾0.01％～0.04％，碳酸锆铵0.01％～0.06％，磷酸二轻铵0.001％～0.006％，硝酸钠0.001％～0.006％，柠檬酸0.01％～0.04％，双乙基己基磺基琥珀酸钠0.001％～0.006％，余量为去离子水。
5.根据权利要求1所述
6.权利要求1-5任意一项所述方法制备的镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的应用，其特征在于，包含如下步骤：
7.根据权利要求6所述的镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的应用，其特征在于，所述步骤(1)中，去离子水与钝化液的体积比为，去离子水：钝化液＝10：(1～6)。
8.根据权利要求6所述的镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的应用，其特征在于，所述步骤(2)中，涂布设备为喷嘴，均匀化处理采用辊涂装置或浸渍装置进行。
9.根据权利要求6所述的镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的应用，其特征在于，所述步骤(3)中，加热方法为热风、红外、电磁感应中的一种或几种组合，加热至镀锡板温度为100℃～150℃；镀锡板钝化膜厚度为3mg/m2～5mg/m2。
...【技术特征摘要】
1.一种镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，三甲氧基硅烷为2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷；所述含硫硅烷偶联剂为含三乙氧基的含硫硅烷；
3.根据权利要求1所述的镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，钛酸四丁酯、冰乙酸、溶液b添加量以质量百分比计分别为：钛酸四丁酯1～3％，冰乙酸5～8％，溶液b 3～5％；余量为无水乙醇；
4.根据权利要求1所述的镀锡板用绿色环保型无氟无铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，草酸钛钾、碳酸锆铵、磷酸二氢铵、硝酸钠、柠檬酸、双乙基己基磺基琥珀酸钠添加量以质量百分比计分别为：草酸钛钾0.01％～0.04％，碳酸锆铵0.01％～0.06％，磷酸二轻铵0.001％～0.006％，硝酸钠0.001％～0.006％，柠檬酸0.01％～0.04％，双乙基己基...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，高思宇，陈红星，姚宇煊，青勇权，刘常升，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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