熱浸鍍用無銨鹽助鍍劑及其製備和使用工藝方法
2023-05-27 10:42:11 1
專利名稱：熱浸鍍用無銨鹽助鍍劑及其製備和使用工藝方法
技術領域：
本發明提出一種熱浸鍍專用的助鍍劑及使用方法，屬於鋼鐵材料的表面鍍覆工 藝技術領域。
背景技術：
助鍍就是將酸洗後的鋼鐵製件再浸入一定成分的氯化鋅銨助鍍液中，提出後在 製件表面形成一層薄的氯化鋅銨鹽膜的過程。助鍍工序對鋼鐵製件表面起到清潔的 作用，去除酸洗清洗後殘留在製件表面的鐵鹽或氧化物，使鋼鐵製件在進入鋅浴時 具有更大的表面活性。在鋼鐵製件表面沉積上一層鹽膜，可防止鋼鐵製件從助鍍池 到進入鋅鍋這一段時間內在空氣中鏽蝕。當助鍍處理過的鋼鐵製件浸入鋅液時，鋼 鐵製件表面的助鍍液鹽膜中的氯化銨會在較高溫度下分解成氨氣和氯化氫氣體，此 時氯化氫對鋼基體的侵蝕佔了主導，使鋼基體表面不能形成氧化物，保持鋼基體的 活化狀態。故在傳統的熱浸鍍鋅用助鍍劑中均含有一定含量的氯化銨。
氯化鋅+氯化銨助鍍液已被熱浸鍍鋅企業廣泛採用，但在使用過程中，助鍍後 鋼鐵製件表面形成氯化鋅氨鹽膜，由於鹽膜中的氯化氨分解溫度低，遠低於常規熱
浸鍍鋅糹顯度45(TC。故浸鍍時氯化氨受熱分解會形成氨氣和氯化氫氣體，這兩種氣 #^鋅糹谷的上方又可以結合成微米級或納米級晶體顆粒，導致鋅、浴上方產生大量的 煙塵，影響鍍鋅工藝的操作環境和周邊生態環境。
對於熱浸鍍鋅過程因助鍍後浸鍍時產生的大量煙塵，國內大多數企業並未採用 適當措施進行處理。而在歐美國家，普遍採用了煙塵收集過濾處理的方式，將所產 生的煙塵,抽氣系統收集後在過濾器中進行處理。這種煙塵收集處理系統設備龐 大、運行能耗較高，可將75% 95%的煙塵抽取並去除，較夂 {氏改善了鍍鋅操作環 境。
為了免去龐大的吸菸過濾系統及因運行此系統所造成的巨大能耗,開發無氯銨助鍍劑無疑有著巨大的應用前景，但研究的成果並不多，目前已開發出了氯化鋅、
氯化鉀(氯化鈉)系、銅/錫系、植酸鋅系等。如，中國專利(CN 101122000A)中 發明了一種熱鍍鋅用植酸鹽助鍍劑，助鍍劑由植酸鋅、硼砂、氟化鈉、檸檬酸、草酸、 鹽酸胼組成，助鍍劑中不含有氯化銨，有利於工作環境的改善；又如，中國專利(CN 101328568A)中發明了熱浸鍍用多功能助鍍劑添加劑，將由季銨根陽離子表面活性 劑和聚氧乙烯基非離子表面活性劑組成的添加劑添加到由氟化鈉、氟化鋁、氯化鋅、 氯化銨、鋯氟酸鉀、氟化鉀、氯化鈉組成的助鍍齊忡改善熱浸鍍鋅、熱浸鍍鋅一鋁 時助鍍效果。這些助鍍劑並沒有將氯化銨完全去掉，只是添加氟化物或稀土鹽改善熱 浸鍍鋅 一 鋁時的助鍍效果;或以氯化鉀或氯化鈉完全代替氯化銨，雖然減少了煙塵， 但助鍍效果並不理想，容易產生漏鍍。為此，研究一種新型的無氯化銨的助鍍劑，在 滿足助鍍效果盼瞎況下減少煙塵，改善工作環i竟，是熱浸鍍鋅技術領域迫切需要解決 的難題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種熱浸鍍用無銨鹽助鍍劑及其製備和使用工藝方法，其 助鍍劑組分中無銨鹽加入可大幅度降低熱浸鍍時煙塵的產生，減小對環境的汙染，改 善工作環境。
本發明熱浸鍍用無銨鹽的助鍍劑技術方案為助鍍劑水溶液由氯化鋅、氯化鈉、
非離子型表面活性劑和全氟碳型表面活性劑組成；配比組成為氯化鋅80 350 g/L， 氯化鈉30 100 g/L，非離子型表面活性劑2 4 g/L，全氟碳表面活性劑0.1 2 g/L， 其餘為水。
所述助鍍劑水溶液中的全氟碳型表面活性劑是不含有銨根離子的陽離子型、陰 離子型和非離子型；助鍍劑水溶液中的非離子型表面活性劑是椰子油酸烷醇醯胺、或 脂肪酸烷醇醐安、離醇醐安磷酸脂。
採用無銨鹽助鍍劑進行熱浸鍍使用工藝是先將除油、除鏽後的鋼鐵製品浸入 無銨鹽的助鍍劑中助鍍處理，MJt控制在40。C 80。C範圍內，然後在40。C 140。C溫度下乾燥或烘乾，使其表面附著一層均勻的助鍍劑膜，再浸入熔融鋅液中進行熱浸鍍。
助鍍時助鍍液的Mit最佳為6(TC-7(TC。 助鍍後鋼鐵之間的烘乾^^最佳為70°C-110°C。
本發明的優點在於助鍍劑組分中無銨鹽加入可大幅度降低熱浸鍍時煙塵的產生， 減小對環境的汙染，改善工作環境。
具體實施例方式
以下結合實例對本發明作進一步詳述。
本發明助鍍劑水溶液由氯化鋅、氯化鈉、非離子型表面活性劑(椰子油酸烷醇醯 胺、或脂肪酸烷醇酉劃安、，醇mi安磷酸脂)和全氟碳型表面活性劑組成；酉己比組成 為氯化鋅80 350 g/L，氯化鈉30 100g/L，非離子型表面活性劑(椰子油酸^烷醇 酉爐、或脂肪酸烷醇醯胺、或烷醇,磷酸脂)2 4g/L，全氟碳表面活性劑0.卜2 g/L，其餘為水。使用本發明進行熱浸鍍時先將除油、除鏽後的鋼鐵製品浸入無銨 鹽的助鍍劑中助鍍處理，溫度控帝依40。C 8(TC範圍內，然後在4(TC 14(TC溫度下
乾燥鄉幹，使其表面附著一層均勻的助鍍齊鵬，再mx熔融鋅液中進行熱浸鍍。本
發明目的在於克服現有技術的不足，M:添加氟碳、非離子型表面活性劑(椰子油酸 烷醇酉劃安、或脂肪^^烷醇^M安、或烷醇酉劃安磷酸脂)在保證助鍍效果的前提下將傳統 助鍍劑中氯化銨完全去除。其優點在於助鍍劑組分中無銨鹽加入可大幅度降低熱浸鍍 鋅時鋅浴表面產生的煙塵，且助鍍過程操作簡單。
上述無銨鹽助鍍劑中複合表面活性劑中的氟碳表面活性劑的特徵為氟碳表面活 性劑的製備過程是將碳氫表面活性劑的碳氫鏈中的氫原子全部或部分用氟原子取代， 即氟,代替了碳氫鏈。氟碳表面活性齊何以為陽離子型、陰離子型或非離子型，但 表面活性劑中不能含有銨根離子。
上述無銨鹽助鍍劑的助鍍工藝為先將除油、除鏽後的鋼鐵製品浸入無銨鹽的助 鍍劑中助鍍處理，鵬控制在40。C 80。C範圍內，然後在40。C 140。C溫度下乾燥或 烘乾，使其表面附著一層均勻的助鍍劑膜，再^A熔融鋅或鋅鋁合金液中進行熱mf度。 助鍍液的溫度控制為40。C 8(TC，若溫度低於40。C，複合表面活性劑溶解不徹底，影響助鍍效果；若溫度高於80°C,複合表面活性劑溶解徹底，影響助鍍效果，但助 鍍劑揮發過快，助鍍池中助鍍液成分不易控制。鋼鐵製件助鍍後的烘乾溫度為40°C 140°C，烘乾溫度不宜超過140°C，否則因鋼鐵製件表面的助鍍劑鹽膜部分失效造成 漏鍍；當烘乾溫度低於4(TC時，需要長時間烘乾，否則烘乾不徹底且易引起助鍍劑 鹽膜中氯化鋅吸潮造成爆鋅。
實施例1:取氟碳表面活性劑如全氟辛基磺酸鉀1 Kg,椰子油酸烷醇酉劃安20Kg， 氯化鋅800Kg，氯化鈉300Kg， 10000L自來水配成助鍍劑溶液，充分攪拌均勻，將 助鍍液加熱到40。C。將經過脫脂、酸洗除鏽、漂洗過的長400 mm的75X75X6角 鋼480Kg MA助鍍液中，角鋼從助鍍液中提出後在溫度40。C烘床上烘乾22min，然 后角鋼浸入鋅浴中鍍鋅，浸入時鋅液表面僅有少量煙塵產生，浸鍍lmin后角鋼從鋅 液中提出經水浴冷卻後，發現角鋼表面無漏鍍3im，鍍層色澤均勻。
實施例2:取氟碳表面活性劑如N—丙g氟辛基磺醯基季胺碘化物20Kg，月旨肪 酸烷醇醯胺40Kg，氯化鋅3500Kg，氯化鈉1000Kg， 10000L自來水配成助鍍劑溶 液，充分攪拌均勻，將助鍍液加熱到7(TC。將經過脫脂、酸洗除鏽、漂洗過的長400 mm的75X75X8角鋼600 Kg mX助鍍液中，角鋼從助鍍液中提出後在溫度140°C 烘床上烘乾5min，然后角鋼mA鋅浴中鍍鋅，mA時鋅液表面僅有少量煙塵產生， 浸鍍lmin后角鋼從鋅液中提出經水浴冷卻後，發現角鋼表面無漏鍍現象，鍍層色澤 均勻。
實施例3:取氟碳表面活性劑如N—甲基全氟辛基磺醯基氨基乙醇12Kg，垸 醇酉爐磷酸月旨60Kg，氯化鋅2400Kg，氯化鈉1600Kg， 20000 L自來水配成助鍍劑 溶液，充分攪拌均勻，將助鍍液加熱到8(TC。將經過脫脂、酸洗除鏽、漂洗過的長 360mm的50X50X4角鋼880 Kg浸A^]鍍液中，角鋼從助鍍液中提出後在溫度110 。C烘床上烘乾5 min，然后角鋼浸入鋅浴中鍍鋅，浸入時鋅液表面產生的煙塵量甚少， 浸鍍lmin后角鋼從鋅液中提出經水浴冷卻後，發現角鋼表面無漏鍍現象，鍍層色澤 均勻。
權利要求
1.一種熱浸鍍用無銨鹽的助鍍劑，其特徵在於助鍍劑水溶液由氯化鋅、氯化鈉、非離子型表面活性劑和全氟碳型表面活性劑組成；配比組成為氯化鋅80～350g/L，氯化鈉30～100g/L，非離子型表面活性劑2～4g/L，全氟碳表面活性劑0.1～2g/L，其餘為水。
2. 根據權利要求1所述的熱浸鍍用無銨鹽的助鍍劑，其特徵在於所述助鍍劑 水溶液中的全氟碳型表面活性劑是不含有銨根離子的陽離子型、陰離子型和非離子 型；助鍍劑水溶液中的非離子型^面活性劑是椰子油酸烷醇醯胺、或脂肪酸烷醇醯 胺、或烷醇醐安磷酸脂。
3. 根據權利要求1所述的熱浸鍍用無銨鹽的助鍍劑及其製備和使用工藝方法， 其特徵在於採用無銨鹽助鍍劑進行熱浸鍍使用工藝是先將除油、除鏽後的鋼鐵製 品浸入無銨鹽的助鍍劑中助鍍處理，溫度控帝贓4(TC 8(TC範圍內，然後在40。C 14(TC溫度下乾燥或烘乾，使其表面附著一層均勻的助鍍劑膜，再浸入熔融鋅液中 進行熱浸鍍。
4. 根據權利要求3所述的無銨鹽的助鍍劑，其特徵在於助鍍時助鍍液的糹鵬 最佳為60°C-70°C。
5. 根據權利要求3或4所述的無銨鹽的助鍍劑，其特徵在於助鍍後鋼鐵之間 的烘乾溫度最佳為70°C-110°C。
全文摘要
本發明提供一種用於熱浸鍍鋅的無銨鹽的助鍍劑及其製備和使用工藝方法，屬於鋼鐵材料的表面鍍覆工藝技術領域。其技術方案是助鍍劑水溶液的組分由氯化鋅、氯化鈉、非離子型表面活性劑(椰子油酸烷醇醯胺、或脂肪酸烷醇醯胺、或烷醇醯胺磷酸脂)和全氟碳型表面活性劑組成，配比組成為氯化鋅80～350g/L，氯化鈉30～100g/L，非離子型表面活性劑(椰子油酸烷醇醯胺、或脂肪酸烷醇醯胺、或烷醇醯胺磷酸脂)2～4g/L，全氟碳表面活性劑0.1～2g/L，其餘為水。使用無銨鹽助鍍劑進行熱浸鍍時先將除油、除鏽後的鋼鐵製品浸入無銨鹽的助鍍劑中助鍍處理，溫度控制在40℃～80℃範圍內，然後在40℃～140℃溫度下乾燥或烘乾，使其表面附著一層均勻的助鍍劑膜，再浸入熔融鋅液中進行熱浸鍍。本發明的優點在於助鍍劑組分中無銨鹽加入可大幅度降低熱浸鍍時煙塵的產生，減小對環境的汙染，改善工作環境。
文檔編號C23C2/06GK101575692SQ200910094499
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者何明奕, 吳備軍, 桑琴華, 王勝民, 範立義, 趙曉軍, 趙月華 申請人:常熟市鐵塔有限公司;昆明理工大學