本发明涉及一种热镀锌环保钝化液及其制备方法，属于金属表面处理技术领域。
背景技术：
热浸镀技术是普及广泛且操作简单方便的钢铁材料防腐蚀技术。热镀锌也叫热浸锌和热浸镀锌，是将除锈后的钢件浸入500℃左右熔化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的，是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的，热镀锌工业是近几十年来伴随冷轧带钢的飞速发展才得到大规模发展的。热浸镀锌工件在经水冷却后，需要较长时间储运，在储运过程中易发生腐蚀现象，表面生成“白绣”，为了防止白锈，需在其表面进行钝化处理，以保护工件在运输过程中不会被腐蚀。
现在工业上最常用的金属表面钝化处理工艺为铬酸盐钝化工艺。主要原因是铬酸盐钝化工艺简单，成本较低，抗蚀性能优良，并且铬酸盐钝化膜有较强的自愈能力，铬酸盐钝化液中的铬元素主要以六价铬和三价铬的形式存在，但六价铬毒性较大，且是致癌物质，严重污染环境，伤害人体；三价铬毒性虽小，但在使用过程中，三价铬易氧化为六价铬，还是不能解决污染的问题。所以研究一种可以取代铬酸盐的环保钝化方式具有深远的意义广阔的应用前景。
目前国内外对无铬钝化的研究主要有两大类：一是无机物钝化方式，如硅酸盐、钼酸盐、钛盐、钨酸盐、稀土金属盐等，二是有机钝化方式，如有机硅烷类、植酸钝化、单宁酸钝化等。但这两种方式的钝化效果都不理想，有的膜层疏松，致密性不够，且耐蚀性能较差，有的成膜时间较长，操作繁琐，另外有的方式成本较高，无论无机钝化还是有机钝化，都不能达到工业应用的水平。
技术实现要素：
本发明在钝化液中加入丙烯酸树脂，提高了钝化膜的致密性，改善了钝化膜外观，能提高镀锌件的耐蚀性能。
本发明的目的是提供一种热镀锌环保钝化液，包括以下组分：丙烯酸树脂溶液80-150mL/L，钨酸钠10-30g/L，硝酸钠15-25g/L，硫脲5-20g/L，氟化钠8-22g/L，柠檬酸钠5-20g/L，H2O22-5mL/L，其余为水。
所述丙烯酸树脂溶液为丙烯酸树脂、异丙醇、质量分数26%的氨水组成的混合物，其中丙烯酸树脂的质量百分比为30-55%、异丙醇的质量百分比为25-50%、质量分数26%的氨水的质量百分比为8-20%。
所述钨酸钠、硝酸钠、硫脲 、氟化钠、柠檬酸钠、H2O2均为市售分析纯化学试剂，水为去离子水。
本发明的另一个目的在于提供所述热镀锌环保钝化液的制备方法，具体步骤如下：将钨酸钠、硝酸钠、硫脲、氟化钠、柠檬酸钠按比例分别溶解于水中，溶解时加热至50℃-60℃并搅拌，完全溶解后将几种溶液混合，再加入H2O2搅拌均匀，静置15min；按照比例配制丙烯酸树脂溶液，将丙烯酸树脂溶液按比例加入混合溶液中，使用移液管缓慢加入，边加边搅拌，直至完全溶解，然后加水定容至所需体积，即得到热镀锌环保钝化液。
使用时，将热镀锌板清洗后放入钝化液中并不断晃动，室温钝化40-60s，完成钝化取出干燥保存。
本发明的有益效果：本发明热镀锌环保钝化液，钝化工艺简单，成本低，且在制备过程中未加入有害物质，制备过程中不产生有毒气体，对环境不会造成污染，对人体不会造成伤害，并且在镀锌层表面生成的钝化膜致密平整、光滑，钝化膜耐蚀性好，对基体具有较好的保护作用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并限于所述内容。
实施例1
本实施例所述热镀锌环保钝化液的组分及含量为：丙烯酸树脂溶液80mL/L，钨酸钠10g/L，硝酸钠15g/L，硫脲5g/L，氟化钠8g/L，柠檬酸钠5g/L，H2O22mL/L，其余为去去离子水，其中，丙烯酸树脂溶液为丙烯酸树脂、异丙醇、质量分数为26%的氨水组成的混合物，其中丙烯酸树脂的质量百分比为55%、异丙醇的质量百分比为25%、质量分数为26%的氨水的质量百分比为20%。
配制1L本实施例所述热镀锌环保钝化液，具体步骤如下：
（1）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取10g钨酸钠加入至烧杯中，将烧杯放置到60℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（2）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取15g硝酸钠加入至烧杯中，将烧杯放置到60℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（3）取一个干净烧杯，加入30mL去离子水，取5g硫脲加入烧杯中，将烧杯放置到60℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（4）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取8g氟化钠加入烧杯中，将烧杯放置到60℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（5）取一个干净烧杯，加入30mL去离子水，取5g柠檬酸钠加入烧杯中，将烧杯放置到60℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（6）取一个干净烧杯，加入500ml去离子水，将步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5）得到的溶液加入到烧杯中混合，加入2mL双氧水，搅拌均匀；
（7）配制80mL丙烯酸树脂溶液，其中丙烯酸树脂的质量百分比为55%、异丙醇的质量百分比为25%、质量分数26%的氨水的质量百分比为20%，取一个干净移液管，将80mL丙烯酸树脂溶液使用移液管缓慢加入到步骤（6）中的混合液烧杯中，边加边搅拌，使其完全溶解，之后加水定容至1L，即得到1L热镀锌环保钝化液。
本实施例制备的热镀锌环保钝化液用于热镀锌钢板的钝化处理：采用化学浸泡法，镀锌件为40mm×60mm×2mm镀锌板，将镀锌件在去离子水中清洗之后放入本实施例配制得到的钝化液中，不断晃动镀锌件，钝化40s，钝化温度为室温，完成钝化后自然晾干并在干燥条件下保存。
本实施例制备的热镀锌环保钝化液，钝化工艺简单，成本低，制备过程中不产生有毒气体，对环境不会造成污染，对人体不会造成伤害；并且在镀锌层表面生成的钝化膜致密平整、均匀、光滑，钝化膜耐蚀性好，对基体具有较好的保护作用，中性盐雾试验出现白锈的时间为82小时。
实施例2
本实施例所述热镀锌环保钝化液的组分及含量为：丙烯酸树脂溶液100mL/L，钨酸钠15g/L，硝酸钠18g/L，硫脲 10g/L，氟化钠12g/L，柠檬酸钠10g/L，H2O23mL/L，其余为去去离子水，其中，丙烯酸树脂溶液为丙烯酸树脂、异丙醇、质量分数为26%的氨水组成的混合物，其中丙烯酸树脂的质量百分比为30%、异丙醇的质量百分比为50%、质量分数为26%的氨水的质量百分比为20%。
配制1L本实施例所述热镀锌环保钝化液，具体步骤如下：
（1）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取15g钨酸钠加入至烧杯中，将烧杯放置到50℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（2）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取18g硝酸钠加入至烧杯中，将烧杯放置到50℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（3）取一个干净烧杯，加入30mL去离子水，取10g硫脲加入烧杯中，将烧杯放置到50℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（4）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取12g氟化钠加入烧杯中，将烧杯放置到60℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（5）取一个干净烧杯，加入30mL去离子水，取10g柠檬酸钠加入烧杯中，将烧杯放置到60℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（6）取一个干净烧杯，加入500ml去离子水，将步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5）得到的溶液加入到烧杯中混合，加入3mL双氧水，搅拌均匀；
（7）配制100mL丙烯酸树脂溶液，其中丙烯酸树脂的质量百分比为30%、异丙醇的质量百分比为50%、质量分数为26%的氨水的质量百分比为20%。取一个干净移液管，将100mL丙烯酸树脂溶液使用移液管缓慢加入到步骤（6）中的混合液烧杯中，边加边搅拌，使其完全溶解，之后加水定容至1L，即得到1L热镀锌环保钝化液。
本实施例制备的热镀锌环保钝化液用于热镀锌钢板的钝化处理：采用化学浸泡法，镀锌件为40mm×60mm×2mm镀锌板，将镀锌件在去去离子水中清洗之后放入本实施例配制得到的钝化液中，不断晃动镀锌件，钝化40s，钝化温度为室温，完成钝化后自然晾干并在干燥条件下保存。
本实施例制备的热镀锌环保钝化液，钝化工艺简单，成本低，制备过程中不产生有毒气体，对环境不会造成污染，对人体不会造成伤害；并且在镀锌层表面生成的钝化膜致密平整、均匀、光滑，钝化膜耐蚀性好，对基体具有较好的保护作用，中性盐雾试验出现白锈的时间为84小时。
实施例3
本实施例所述热镀锌环保钝化液的组分及含量为：丙烯酸树脂溶液120mL/L，钨酸钠25g/L，硝酸钠20g/L，硫脲 15g/L，柠檬酸钠15g/L，氟化钠18g/L，H2O2 4mL/L，其余为去去离子水，其中，丙烯酸树脂溶液为丙烯酸树脂、异丙醇、质量分数为26%的氨水组成的混合物，其中丙烯酸树脂的质量百分比为48%、异丙醇的质量百分比为44%、质量分数为26%的氨水的质量百分比为8%。
配制1L本实施例所述热镀锌环保钝化液，具体步骤如下：
（1）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取25g钨酸钠加入至烧杯中，将烧杯放置到55℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（2）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取20g硝酸钠加入至烧杯中，将烧杯放置到55℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（3）取一个干净烧杯，加入30mL去离子水，取15g硫脲加入烧杯中，将烧杯放置到55℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（4）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取18g氟化钠加入烧杯中，将烧杯放置到50℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（5）取一个干净烧杯，加入30mL去离子水，取15g柠檬酸钠加入烧杯中，将烧杯放置到50℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（6）取一个干净烧杯，加入500ml去离子水，将步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5）得到的溶液加入到烧杯中混合，加入4mL双氧水，搅拌均匀；
（7）配制120mL丙烯酸树脂溶液，其中丙烯酸树脂质量百分比为48g/L、异丙醇质量百分比为44%、质量分数为26%的氨水质量百分比为8%。取一个干净移液管，将120mL丙烯酸树脂溶液使用移液管缓慢加入到步骤（6）中的混合液烧杯中，边加边搅拌，使其完全溶解，之后加水定容至1L，即得到1L热镀锌环保钝化液。
本实施例制备的热镀锌环保钝化液用于热镀锌钢板的钝化处理：采用化学浸泡法，镀锌件为40mm×60mm×2mm镀锌板，将镀锌件在去去离子水中清洗之后放入本实施例配制得到的钝化液中，不断晃动镀锌件，钝化50s，钝化温度为室温，完成钝化后自然晾干并在干燥条件下保存。
本实施例制备的热镀锌环保钝化液，钝化工艺简单，成本低，制备过程中不产生有毒气体，对环境不会造成污染，对人体不会造成伤害；并且在镀锌层表面生成的钝化膜致密平整、均匀、光滑，钝化膜耐蚀性好，对基体具有较好的保护作用，中性盐雾试验出现白锈的时间为85小时。
实施例4
本实施例所述热镀锌环保钝化液的组分及含量为：丙烯酸树脂溶液150mL/L，钨酸钠30g/L，硝酸钠25g/L，硫脲 20g/L，柠檬酸钠20g/L，氟化钠22g/L，H2O25mL/L，其余为去去离子水，其中，丙烯酸树脂溶液为丙烯酸树脂、异丙醇、质量分数为26%的氨水组成的混合物，其中丙烯酸树脂的质量百分比为52%、异丙醇的质量百分比为30%、质量分数为26%的氨水的质量百分比为18%。
配制1L本实施例所述热镀锌环保钝化液，具体步骤如下：
（1）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取30g钨酸钠加入至烧杯中，将烧杯放置到50℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（2）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取25g硝酸钠加入至烧杯中，将烧杯放置到50℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（3）取一个干净烧杯，加入30mL去离子水，取20g硫脲加入烧杯中，将烧杯放置到55℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（4）取一个干净烧杯，加入50mL去离子水，取22g氟化钠加入烧杯中，将烧杯放置到55℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（5）取一个干净烧杯，加入30mL去离子水，取20g柠檬酸钠加入烧杯中，将烧杯放置到55℃水浴锅加热，搅拌至完全溶解，冷却至室温；
（6）取一个干净烧杯，加入500ml去离子水，将步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5）得到的溶液加入到烧杯中混合，加入5mL双氧水，搅拌均匀；
（7）配制150mL丙烯酸树脂溶液，其中丙烯酸树脂质量百分比为52%、异丙醇质量百分比为30%、质量分数为26%的氨水的质量百分比为18%。取一个干净移液管，将150mL丙烯酸树脂溶液使用移液管缓慢加入到步骤（6）中的混合液烧杯中，边加边搅拌，使其完全溶解，之后加水定容至1L，即得到1L热镀锌环保钝化液。
本实施例制备的热镀锌环保钝化液用于热镀锌钢板的钝化处理：采用化学浸泡法，镀锌件为40mm×60mm×2mm镀锌板，将镀锌件在去去离子水中清洗之后放入本实施例配制得到的钝化液中，不断晃动镀锌件，钝化60s，钝化温度为室温，完成钝化后自然晾干并在干燥条件下保存。
本实施例制备的热镀锌环保钝化液，钝化工艺简单，成本低，制备过程中不产生有毒气体，对环境不会造成污染，对人体不会造成伤害；并且在镀锌层表面生成的钝化膜致密平整、均匀、光滑，钝化膜耐蚀性好，对基体具有较好的保护作用，中性盐雾试验出现白锈的时间为88小时。