本发明涉及镀锌工艺，分类号为c23c2/06，具体的，涉及一种建筑脚手架钢管镀锌方法及其应用。
背景技术：
1、由于钢铁在空气、水或土壤中很容易生锈，甚至完全损坏，每年因腐蚀造成的钢铁损失约占整个钢铁产量的1/10，所以，需要采用涂，镀保护层的办法来保护钢铁，免受腐蚀，热镀锌就是其中的一种方法。镀锌是提高钢铁抗大气腐蚀的有效方法，但在潮湿环境中，镀锌层容易发生腐蚀，表面形成白色疏松的腐蚀性物质或变成灰暗的颜色，严重影响镀锌件的性能。因此镀锌层要进行钝化处理从而在锌层表面覆盖一层保护膜。
2、热浸镀锌工艺一般包括以下步骤：酸洗、清洗、助镀、热浸镀锌、冷却和钝化。其中，传统的钝化都是采用六价铬的铬酸盐来进行钝化处理，但会出现耐盐雾腐蚀性能不佳，耐候性能差等问题。
3、专利cn113088853a公开了一种高强度紧固件的热镀锌工艺，提高了钝化膜的耐腐蚀性能，同时增加了耐磨性能，但其耐候性还有待加强。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明的第一个方面提供了一种建筑脚手架钢管镀锌方法，包括以下步骤：
2、s1：预处理；将待镀钢管进行除油、除锈得到预处理后的钢管；
3、s2：助镀；将预处理后的钢管浸入助镀剂中；
4、s3：热浸镀锌；将助镀后的钢管在100-120℃的条件下烘干后浸入温度为430-460℃的锌液。
5、s4：冷却；将镀锌后的钢管进行冷却至25-28℃；
6、s5：钝化；将冷却后的钢管浸入钝化液中，水洗后自然晾干。
7、优选的，所述步骤s2中的助镀剂为氯化盐和柠檬酸盐的混合物。
8、进一步优选的，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠。
9、优选的，所述助镀剂，按质量浓度计，包括氯化铝10-15g/l，氯化钾5-10g/l、氯化铵15-25g/l、柠檬酸盐3-7g/l。
10、进一步优选的，所述助镀剂，按质量浓度计，包括氯化铝10-15g/l，氯化钾7-9g/l、氯化铵20-25g/l、柠檬酸盐5-7g/l。
11、进一步优选的，所述助镀剂，按质量浓度计，包括氯化铝12g/l，氯化钾8g/l、氯化铵23g/l、柠檬酸盐6g/l。
12、进一步优选的，所述助镀剂的制备方法具体步骤如下：按质量浓度将氯化铝、氯化钾、氯化铵、柠檬酸盐加入搅拌釜中，搅拌2-5min后即得。
13、优选的，所述步骤s5中的钝化液，按重量份计，其原料包括：成膜助剂5-15份，无机盐5-10份，缓蚀剂5-10份，纳米氧化物1-10份，络合剂0.1-2份，表面活性剂2-12份，余量为水。
14、进一步优选的，所述步骤s5中的钝化液，按重量份计，其原料包括：成膜助剂5-10份，无机盐5-8份，缓蚀剂5-10份，纳米氧化物1-5份，络合剂0.1-1份，表面活性剂2-10份，余量为水。
15、进一步优选的，所述步骤s5中的钝化液，按重量份计，其原料包括：成膜助剂8份，无机盐7份，缓蚀剂6份，纳米氧化物3份，络合剂0.4份，表面活性剂8份，余量为水。
16、进一步优选的，所述络合剂包括羟基乙叉基二膦酸、氮基三乙酸、氨基三亚甲基磷酸、羟基乙酸、亚甲基二磷酸、乙二胺四亚甲基磷酸、乙二胺四乙酸、酒石酸中的至少一种。
17、进一步优选的，所述络合剂为乙二胺四乙酸和酒石酸的混合物，两者质量比为1：2。
18、优选的，所述成膜助剂、无机盐和缓蚀剂三者的重量比为(5-10)：(5-8)：(5-10)。
19、进一步优选的，所述成膜助剂、无机盐和缓蚀剂三者的重量比为(7-9)：(6-8)：(5-8)。
20、本技术人发现，当植酸、钼酸盐、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑的重量比为(7-9)：(6-8)：(5-8)时，提高了钝化膜的耐盐雾腐蚀性能，推测是：所述植酸在基体表面形成植酸钝化膜，当加入2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑时，植酸钝化膜更加致密且均匀，之后再加入钼酸盐，钼酸盐中的钼酸根离子和氯离子在钝化膜表面缺陷处发生竞争吸附，增强了钝化膜的抗点蚀能力，进一步提高钝化膜的耐盐雾性能，同时，在纳米二氧化硅、络合剂酒石酸和edta的共同作用下，不仅保证了钝化膜的耐盐雾性能，还提高了其耐候性、耐湿热性。
21、进一步优选的，所述成膜助剂、无机盐和缓蚀剂三者的重量比为8：7：6。
22、进一步优选的，所述成膜助剂包括植酸、磷酸、磷酸二氢钾、乳酸和草酸中的至少一种，所述无机盐包括钼酸盐、硅酸盐、钛酸盐、锆盐、硝酸盐中的至少一种，所述缓蚀剂包括三乙醇胺硼酸酯、聚乙二醇硼酸酯、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、二乙醇胺中的至少一种。
23、进一步优选的，所述成膜助剂为植酸，所述无机盐为钼酸盐，所述钼酸盐为钼酸钠，所述缓蚀剂为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑。
24、优选的，所述纳米氧化物为纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的平均粒径为10-50nm。
25、进一步优选的，所述纳米二氧化硅的平均粒径为10-30nm。
26、进一步优选的，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20nm。
27、优选的，所述表面活性剂为季铵盐阳离子表面活性剂。
28、进一步优选的，所述季铵盐阳离子表面活性剂为丙撑基[(八酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化铵]。
29、本技术人发现，当季铵盐阳离子表面活性剂为丙撑基[(八酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化铵]时，进一步提高了钝化膜的耐候性，本技术人推测：由于撑基[(八酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化铵]为双季铵盐，其与铁基体发生螯合吸附，使得吸附分子之间的紧密排列，阻止氧分子向钢铁基体扩散，进一步提高了钝化膜的耐候性。
30、优选的，所述步骤s2中的助镀温度为60-80℃，所述助镀的时间为5-8min。
31、进一步优选的，所述步骤s2中的助镀温度为60-70℃，所述助镀的时间为5-7min。
32、进一步优选的，所述步骤s2中的助镀温度为65℃，所述助镀的时间为6min。
33、优选的，所述步骤s5中的钝化时间为0.5-2min，钝化温度为22-32℃。
34、进一步优选的，所述步骤s5中的钝化时间为0.5-1.5min，钝化温度为22-28℃。
35、进一步优选的，所述步骤s5中的钝化时间为1min，钝化温度为25℃。
36、本发明还包括钝化液的制备方法，具体步骤如下：
37、按重量份将成膜助剂、无机盐、缓蚀剂、纳米氧化物、络合剂和表面活性剂混合搅拌后，即得。
38、本技术人发现，当2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、钼酸盐、植酸的重量比为(7-9)：(6-8)：(5-8)时，提高了钝化膜的耐盐雾腐蚀性能，推测是：所述植酸在基体表面形成植酸钝化膜，当加入2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑时，植酸钝化膜更加致密且均匀，之后再加入钼酸盐，钼酸盐中的钼酸根离子和氯离子在钝化膜表面缺陷处发生竞争吸附，增强了钝化膜的抗点蚀能力，进一步提高钝化膜的耐盐雾性能，同时，在纳米二氧化硅、络合剂酒石酸和edta的共同作用下，不仅保证了钝化膜的耐盐雾性能，还提高了其耐候性、耐湿热性。
39、本发明第二方面提供了一种建筑脚手架钢管镀锌方法在建筑脚手架钢管上的应用。
40、有益效果：
41、本发明通过优化2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、钼酸盐、植酸的重量比，提高了钝化膜的耐腐蚀性能，在纳米二氧化硅、络合剂酒石酸和edta的共同作用下，不仅保证了钝化膜的耐盐雾性能，还提高了其耐候性、耐湿热性，此外，选择丙撑基[(八酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化铵]作为季铵盐阳离子表面活性剂，进一步提高了钝化膜的耐候性。本发明的建筑脚手架钢管镀锌钢管可以替代传统含铬的镀锌钢管，环保无害，具有相当大的工业价值和社会价值。
42、实施例
43、实施例1
44、一种建筑脚手架钢管镀锌方法，包括以下步骤：
45、s1：预处理；将待镀钢管进行除油、除锈得到预处理后的钢管；
46、s2：助镀；将预处理后的钢管浸入65℃的助镀剂中6min；
47、s3：热浸镀锌；将助镀后的钢管在110℃的条件下烘干10min后浸入温度为450℃的锌液5min。
48、s4：冷却；将镀锌后的钢管进行冷却至26℃；
49、s5：钝化；将冷却后的钢管浸入钝化液中，钝化温度为25℃，钝化时间为1min，水洗三次后自然晾干。
50、所述助镀剂，按质量浓度计，包括氯化铝12g/l，氯化钾8g/l、氯化铵23g/l、柠檬酸钠6g/l。
51、所述助镀剂的制备方法具体步骤如下：按质量浓度将氯化铝、氯化钾、氯化铵、柠檬酸盐加入含有1l水的搅拌釜中，搅拌4min后即得。
52、所述步骤s5中的钝化液，按重量份计，其原料包括：成膜助剂8份，无机盐7份，缓蚀剂6份，纳米氧化物3份，络合剂0.4份，表面活性剂8份，余量为水。
53、所述成膜助剂为植酸。
54、所述无机盐为钼酸钠。
55、所述缓蚀剂为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑。
56、所述成膜助剂、无机盐和缓蚀剂三者的重量比为8：7：6。
57、所述纳米氧化物为纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20nm，购自天行新材料，型号为tsp-h10。
58、所述络合剂为乙二胺四乙酸和酒石酸的混合物，两者质量比为1：2。
59、所述表面活性剂为丙撑基[(八酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化铵]，购自郑州易和精细化学品有限公司。
60、本发明还包括钝化液的制备方法，具体步骤如下：
61、按重量份将成膜助剂、无机盐、缓蚀剂、纳米氧化物、络合剂和表面活性剂混合搅拌20min后，即得。
62、实施例2
63、一种建筑脚手架钢管镀锌方法，包括以下步骤：
64、s1：预处理；将待镀钢管进行除油、除锈得到预处理后的钢管；
65、s2：助镀；将预处理后的钢管浸入65℃的助镀剂中6min；
66、s3：热浸镀锌；将助镀后的钢管在110℃的条件下烘干10min后浸入温度为450℃的锌液5min。
67、s4：冷却；将镀锌后的钢管进行冷却至26℃；
68、s5：钝化；将冷却后的钢管浸入钝化液中，钝化温度为25℃，钝化时间为1min，水洗三次后自然晾干。
69、所述助镀剂，按质量浓度计，包括氯化铝12g/l，氯化钾8g/l、氯化铵23g/l、柠檬酸钠6g/l。
70、所述助镀剂的制备方法具体步骤如下：按质量浓度将氯化铝、氯化钾、氯化铵、柠檬酸盐加入含有1l水的搅拌釜中，搅拌4min后即得。
71、所述步骤s5中的钝化液，按重量份计，其原料包括：成膜助剂7份，无机盐6份，缓蚀剂5份，纳米氧化物3份，络合剂0.4份，表面活性剂8份，余量为水。
72、所述成膜助剂为植酸。
73、所述无机盐为钼酸钠。
74、所述缓蚀剂为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑。
75、所述成膜助剂、无机盐和缓蚀剂三者的重量比为7：6：5。
76、所述纳米氧化物为纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20nm，购自天行新材料，型号为tsp-h10。
77、所述络合剂为乙二胺四乙酸和酒石酸的混合物，两者质量比为1：2。
78、所述表面活性剂为丙撑基[(八酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化铵]，购自郑州易和精细化学品有限公司。
79、本发明还包括钝化液的制备方法，具体步骤如下：
80、按重量份将成膜助剂、无机盐、缓蚀剂、纳米氧化物、络合剂和表面活性剂混合搅拌20min后，即得。
81、实施例3
82、一种建筑脚手架钢管镀锌方法，包括以下步骤：
83、s1：预处理；将待镀钢管进行除油、除锈得到预处理后的钢管；
84、s2：助镀；将预处理后的钢管浸入65℃的助镀剂中6min；
85、s3：热浸镀锌；将助镀后的钢管在110℃的条件下烘干10min后浸入温度为450℃的锌液5min。
86、s4：冷却；将镀锌后的钢管进行冷却至26℃；
87、s5：钝化；将冷却后的钢管浸入钝化液中，钝化温度为25℃，钝化时间为1min，水洗三次后自然晾干。
88、所述助镀剂，按质量浓度计，包括氯化铝12g/l，氯化钾8g/l、氯化铵23g/l、柠檬酸钠6g/l。
89、所述助镀剂的制备方法具体步骤如下：按质量浓度将氯化铝、氯化钾、氯化铵、柠檬酸盐加入含有1l水的搅拌釜中，搅拌4min后即得。
90、所述步骤s5中的钝化液，按重量份计，其原料包括：成膜助剂8份，无机盐7份，缓蚀剂6份，纳米氧化物10份，络合剂0.4份，表面活性剂5份，余量为水。
91、所述成膜助剂为植酸。
92、所述无机盐为钼酸钠。
93、所述缓蚀剂为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑。
94、所述成膜助剂、无机盐和缓蚀剂三者的重量比为8：7：6。
95、所述纳米氧化物为纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20nm，购自天行新材料，型号为tsp-h10。
96、所述络合剂为乙二胺四乙酸和酒石酸的混合物，两者质量比为1：2。
97、所述表面活性剂为丙撑基[(八酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化铵]，购自郑州易和精细化学品有限公司。
98、本发明还包括钝化液的制备方法，具体步骤如下：
99、按重量份将成膜助剂、无机盐、缓蚀剂、纳米氧化物、络合剂和表面活性剂混合搅拌20min后，即得。
100、对比例1
101、一种建筑脚手架钢管镀锌方法，包括以下步骤：
102、s1：预处理；将待镀钢管进行除油、除锈得到预处理后的钢管；
103、s2：助镀；将预处理后的钢管浸入65℃的助镀剂中6min；
104、s3：热浸镀锌；将助镀后的钢管在110℃的条件下烘干10min后浸入温度为450℃的锌液5min。
105、s4：冷却；将镀锌后的钢管进行冷却至26℃；
106、s5：钝化；将冷却后的钢管浸入钝化液中，钝化温度为25℃，钝化时间为1min，水洗三次后自然晾干。
107、所述助镀剂，按质量浓度计，包括氯化铝12g/l，氯化钾8g/l、氯化铵23g/l、柠檬酸钠6g/l。
108、所述助镀剂的制备方法具体步骤如下：按质量浓度将氯化铝、氯化钾、氯化铵、柠檬酸盐加入含有1l水的搅拌釜中，搅拌4min后即得。
109、所述步骤s5中的钝化液，按重量份计，其原料包括：成膜助剂4份，无机盐7份，缓蚀剂11份，纳米氧化物3份，络合剂0.4份，表面活性剂8份，余量为水。
110、所述成膜助剂为植酸。
111、所述无机盐为钼酸钠。
112、所述缓蚀剂为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑。
113、所述成膜助剂、无机盐和缓蚀剂三者的重量比为4：7：11。
114、所述纳米氧化物为纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20nm，购自天行新材料，型号为tsp-h10。
115、所述络合剂为乙二胺四乙酸和酒石酸的混合物，两者质量比为1：2。
116、所述表面活性剂为丙撑基[(八酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化铵]，购自郑州易和精细化学品有限公司。
117、本发明还包括钝化液的制备方法，具体步骤如下：
118、按重量份将成膜助剂、无机盐、缓蚀剂、纳米氧化物、络合剂和表面活性剂混合搅拌20min后，即得。
119、对比例2
120、一种建筑脚手架钢管镀锌方法，包括以下步骤：
121、s1：预处理；将待镀钢管进行除油、除锈得到预处理后的钢管；
122、s2：助镀；将预处理后的钢管浸入65℃的助镀剂中6min；
123、s3：热浸镀锌；将助镀后的钢管在110℃的条件下烘干10min后浸入温度为450℃的锌液5min。
124、s4：冷却；将镀锌后的钢管进行冷却至26℃；
125、s5：钝化；将冷却后的钢管浸入钝化液中，钝化温度为25℃，钝化时间为1min，水洗三次后自然晾干。
126、所述助镀剂，按质量浓度计，包括氯化铝12g/l，氯化钾8g/l、氯化铵23g/l、柠檬酸钠6g/l。
127、所述助镀剂的制备方法具体步骤如下：按质量浓度将氯化铝、氯化钾、氯化铵、柠檬酸盐加入含有1l水的搅拌釜中，搅拌4min后即得。
128、所述步骤s5中的钝化液，按重量份计，其原料包括：成膜助剂8份，无机盐7份，缓蚀剂6份，纳米氧化物3份，络合剂0.4份，表面活性剂15份，余量为水。
129、所述成膜助剂为植酸。
130、所述无机盐为钼酸钠。
131、所述缓蚀剂为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑。
132、所述成膜助剂、无机盐和缓蚀剂三者的重量比为8：7：6。
133、所述纳米氧化物为纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20nm，购自天行新材料，型号为tsp-h10。
134、所述络合剂为乙二胺四乙酸和酒石酸的混合物，两者质量比为1：2。
135、所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
136、本发明还包括钝化液的制备方法，具体步骤如下：
137、按重量份将成膜助剂、无机盐、缓蚀剂、纳米氧化物、络合剂和表面活性剂混合搅拌20min后，即得。
138、对比例3
139、一种建筑脚手架钢管镀锌方法，包括以下步骤：
140、s1：预处理；将待镀钢管进行除油、除锈得到预处理后的钢管；
141、s2：助镀；将预处理后的钢管浸入65℃的助镀剂中6min；
142、s3：热浸镀锌；将助镀后的钢管在110℃的条件下烘干10min后浸入温度为450℃的锌液5min。
143、s4：冷却；将镀锌后的钢管进行冷却至26℃；
144、s5：钝化；将冷却后的钢管浸入钝化液中，钝化温度为25℃，钝化时间为1min，水洗三次后自然晾干。
145、所述助镀剂，按质量浓度计，包括氯化铝12g/l，氯化钾8g/l、氯化铵23g/l、柠檬酸钠6g/l。
146、所述助镀剂的制备方法具体步骤如下：按质量浓度将氯化铝、氯化钾、氯化铵、柠檬酸盐加入含有1l水的搅拌釜中，搅拌4min后即得。
147、所述步骤s5中的钝化液，按重量份计，其原料包括：成膜助剂8份，无机盐7份，缓蚀剂6份，纳米氧化物13份，络合剂0.4份，表面活性剂8份，余量为水。
148、所述成膜助剂为植酸。
149、所述无机盐为钼酸钠。
150、所述缓蚀剂为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑。
151、所述成膜助剂、无机盐和缓蚀剂三者的重量比为8：7：6。
152、所述纳米氧化物为纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20nm，购自天行新材料，型号为tsp-h10。
153、所述络合剂为乙二胺四乙酸和酒石酸的混合物，两者质量比为1：1。
154、所述表面活性剂为丙撑基[(八酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化铵]，购自郑州易和精细化学品有限公司。
155、本发明还包括钝化液的制备方法，具体步骤如下：
156、按重量份将成膜助剂、无机盐、缓蚀剂、纳米氧化物、络合剂和表面活性剂混合搅拌20min后，即得。
157、性能评价
158、(1)耐蚀性：镀锌钢管的耐蚀性检验采用中性盐雾加速腐蚀试验，采用jh-60型盐雾腐蚀试验箱，按gb/t10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》
159、执行；试验介质：化学纯nacl去离子水溶液，介质浓度50g/l，ph值6.5；
160、试验温度：35±2℃；盐雾沉降量：1～2ml/h·80cm2；试样放置：实验面与垂直方向呈30°角；试验周期：以24h为一周期，每周期内连续喷雾，连续观察3个周期。每周期结束前开箱检查一次试样，检查时间不超过30min，观察并记录试样腐蚀面积随时间的变化。
161、(2)耐候性：钝化后的镀锌钢管放置于室外自然环境中，每隔2个月观察一次外观，连续观察6个月。依照下述标准进行评价，表面光亮、无白锈、无黑斑，则为合格，产生了轻微白锈或轻微黑斑或产生了明显白锈或明显黑斑，则为不合格。
162、表1
163、 测试项目 耐蚀性(h) 耐候性(月) 实施例1 72 6 实施例2 72 6 实施例3 72 6 对比例1 48 4 对比例2 24 2 对比例3 48 6