本发明涉及一种材料表面防腐处理技术领域,具体涉及一种镀锌硅酸盐钝化液及其制备方法。
背景技术:
镀锌能有效的提高钢板的耐腐蚀性能,在建材领域中被广泛应用,但在潮湿环境中镀锌层容易发生腐蚀形成暗灰色或者白色腐蚀产物,导致防腐性能下降。为此必须进行钝化处理。目前市场上所用的铬酸钝化剂,效果好,但污染较大,随着人们环保意识的增强,无铬钝化将逐渐占据整个市场,而硅酸盐钝化具有较强的竞争力。
技术实现要素:
针对现有技术的不足,本发明提供了一种镀锌硅酸盐钝化液及其制备方法,成本低廉,对环境无污染,同时具有良好的耐腐蚀性。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种镀锌硅酸盐钝化液,用于镀锌层零部件的钝化处理,由以下原料组成:九水偏硅酸钠40‐50g/L、95%‐98%浓硫酸3‐5mL/L、30%双氧水6‐15mL/L、65%‐68%浓硝酸2‐5mL/L、五水硝酸铈4‐10g/L、其余为蒸馏水,溶液总体积为1L,钝化体系的pH值为1‐2。
其中,九水偏硅酸钠为粉末状。
优选的,镀锌硅酸盐钝化液,由以下原料组成:九水偏硅酸钠45g/L,95%‐98%浓硫酸5mL/L,30%双氧水10mL/L,65%‐68%浓硝酸2mL/L,五水硝酸铈8g/L,其余为蒸馏水,溶液总体积为1L,钝化液的pH=1.4。
一种镀锌硅酸盐钝化液的制备方法,包括以下步骤:
(1)室温下,将九水偏硅酸钠用高速万能粉碎机,20000‐25000转/分,粉碎3‐6分钟,打成粉末,取粉碎后的硅酸钠粉末,溶于蒸馏水中,并使其充分溶解;
(2)依次向步骤(1)中加入浓硫酸,双氧水,和浓硝酸,搅拌均匀;
(3)将65%‐68%浓硝酸配制成3%‐5%的硝酸溶液,用于调节溶液的pH值至1‐2;
(4)将五水硝酸铈加入步骤(3)中搅拌并充分溶解,制得硅酸盐钝化液。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:(1)本发明耐蚀性能优良,经中性盐雾腐蚀试验比较,目前商业应用的较好铬酸盐钝化后24h出现腐蚀斑点,而经本发明所制备的钝化液处理后出现白锈的时间延长至94h;(2)本发明采用的九水偏硅酸钠作为主要成分,同时将九水偏硅酸钠用高速万能粉碎机粉碎,能够显著提高九水偏硅酸盐的溶解性,进而提高成膜效率,使得表面均匀;(3)本发明在钝化液中所用成分为无机物,不含任何价态铬及有毒物质,克服了铬酸盐钝化技术毒性大、对环境产生破坏等缺点;(4)铈盐是一种变价金属,能够储存和释放电子,形成不同的氧化物,通常用于碱性条件下,本发明以硝酸铈为掺杂盐,作为钝化液的组分改进剂,在酸性体系中发挥了重要作用。(5)本发明组分便宜,利于生产及推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实质作进一步说明。
实施例1:
镀锌硅酸盐钝化液,由以下原料组成:九水偏硅酸钠50.0g/L,所述的九水偏硅酸钠为粉末状,95%‐98%浓硫酸5.0mL/L,30%双氧水6.0mL/L,65%‐68%浓硝酸2.0mL/L,硝酸铈10.0g/L,其余为蒸馏水,溶液总体积为1L,钝化体系的pH值为1.0。
其制备方法为:室温下,将九水偏硅酸钠用高速万能粉碎机(FW‐200D),20000转/分‐25000转/分,粉碎3分钟,打成粉末,取50g粉碎后的九水偏硅酸钠粉末,溶于1L蒸馏水中,并使其充分溶解;依次向硅酸钠溶液中加入5.0mL浓硫酸,6.0mL双氧水,2.0mL浓硝酸搅拌均匀;之后将65%‐68%浓硝酸配制成3%的硝酸溶液用于调节溶液的pH值为1.0;再加入10g五水硝酸铈搅拌并充分溶解,制得硅酸盐钝化液。
所述的九水偏硅酸钠为工业品,浓硫酸、双氧水、浓硝酸、五水硝酸铈均为市售化学纯产品。
将锌层厚度为20μm镀锌钢Q235,用3%的硝酸活化30s,蒸馏水冲洗1min,在35℃条件下,将活化后的镀锌片浸入钝化液中90s,室温干燥24h后,进行中性盐雾试验。
盐雾实验结果参见表1.
实施例2:
镀锌硅酸盐钝化液,由以下原料组成:九水硅酸钠40.0g/L,所述的九水偏硅酸钠为粉末状,95%‐98%浓硫酸3.0mL/L,30%双氧水10.0mL/L,65%‐68%浓硝酸5.0mL/L,五水硝酸铈4.0g/L,其余为蒸馏水,溶液总体积为1L,钝化体系的pH值为1.5。
其制备方法为:室温下,将硅酸钠用高速万能粉碎机(FW‐200D),20000转/分,粉碎6分钟,打成粉末,取40g粉碎后的硅酸钠粉末,溶于1L蒸馏水中,并使其充分溶解;依次向硅酸钠溶液中加入3.0mL浓硫酸,10.0mL双氧水,5.0mL浓硝酸搅拌均匀;之后用3%硝酸调节溶液的pH值为1.5;再加入4.0g硝酸铈搅拌并充分溶解,制得硅酸盐钝化液。
所述的九水偏硅酸钠为工业品,浓硫酸、双氧水、浓硝酸、硝酸铈均为市售化学纯产品。
将锌层厚度为20μm镀锌钢Q235,用3%的硝酸活化30s,蒸馏水冲洗1min,在35℃条件下,将活化后的镀锌片浸入钝化液中90s,室温干燥24h后,进行中性盐雾试验。
盐雾实验结果参见表1.
实施例3:
镀锌硅酸盐钝化液,由以下原料组成:九水偏硅酸钠45g/L,所述的九水偏硅酸钠为粉末状,95%‐98%浓硫酸5mL/L,30%双氧水10mL/L,65%‐68%浓硝酸2mL/L,五水硝酸铈8g/L,其余为蒸馏水,溶液总体积为1L,钝化液的pH=1.4。
其制备方法为:室温下,将九水偏硅酸钠用高速万能粉碎机(FW‐200D),25000转/分,粉碎3分钟,打成粉末,取45g粉碎后的硅酸钠粉末,溶于1L蒸馏水中,并使其充分溶解;依次向硅酸钠溶液中加入5.0mL浓硫酸,10.0mL双氧水,2.0mL浓硝酸搅拌均匀;之后用3%浓硝酸调节溶液的pH值为1.4;再加入8.0g五水硝酸铈搅拌并充分溶解,制得硅酸盐钝化液。
所述的九水偏硅酸钠为工业品,浓硫酸、双氧水、浓硝酸、硝酸铈均为市售化学纯产品。
将锌层厚度为20μm镀锌钢Q235,用3%的硝酸活化30s,蒸馏水冲洗1min,在35℃条件下,将活化后的镀锌片浸入钝化液中90s,室温干燥24h后,进行中性盐雾试验。
盐雾实验结果参见表1.
表1盐雾实验结果