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镀锌层有机类钝化工艺研究进展

放大字体  缩小字体发布日期:2013-01-09  浏览次数:688
核心提示:研究表明,某些有机物可用于金属表面的钝化处理,有效提高金属表面的耐蚀性能。

研究表明,某些有机物可用于金属表面的钝化处理,有效提高金属表面的耐蚀性能。单宁酸是一种多元酸衍生物,当镀锌及其合金层与单宁酸溶液接触时,单宁酸的羧基与镀层反应并通过离子键形成锌化合物,而且单宁酸的大量梭基经配位键与镀Zn层表面生成致密的吸附保护膜。研究证明,随着单宁酸溶液浓度的增加,膜层变厚,颜色加深,耐腐蚀性能增加。国外专利中关于单宁酸钝化配方很多。例如:(1)单宁酸40g/L,添加剂20g/L,HNO35mL/L,50~70℃;(2)单宁酸0.1%~20%,用于处理镀锌钢板,以提高抗蚀性和与油漆的结合力;(3)含有错、氟化物的单宁酸钝化溶液。

有文献认为,对镀锌层来说,最有希望替代铬酸盐钝化的是一些锌的有机鳌合处理,因为它能在锌层表面形成一层不溶性的有机金属化合物,提供了极好的耐蚀性。K.WiPpermann等利用多种三氮杂茂衍生物来抑制锌的腐蚀,如二氨基三氮杂茂BAT4、BT、AHT及其衍生物等。试验发现AHT在酸和弱碱溶液中是极好的腐蚀抑制剂,而BAT4则具有最好的抗腐蚀效率。另外采用电容电位曲线法和XPS分析发现,锌镀层上生成了一层最大厚度为3nm的保护性三氮杂茂锌膜(Zn-BAT4),加强了有机物三氮杂茂的缓蚀性能,膜中锌和三氮杂茂环的化学计量比为1:2。其中三氮杂茂分子的溶解性、吸附性、排水性和Zn-三氮杂茂复合物膜层的稳定性是影响三氮杂茂衍生物抑制腐蚀效率的最重要因素。

铝酸盐能与多种组分复合,借分子间协同缓蚀作用提高耐蚀效率。陈旭俊等提出了有机铝系钝化,他们用乙醇胺与铝酸盐合成的乙醇胺铝酸盐对低碳钢镀锌层进行了处理,结果发现,镀层耐蚀性明显优于相同条件下经Na2MoO4、乙醇胺或两者混合物的处理效果,且缓蚀作用随分子内轻乙基的增多而增强,表明分子内的醇胺基团与铝酸根有明显的协同缓蚀效应;且低碳钢在乙醇胺铝酸盐溶液中的电化学阻抗明显高于在NaZMoO、溶液中的电化学阻抗,表明其划伤后的修复能力增强。王济奎等采用有机嶙合铝聚多酸盐对镀锌层表面进行处理,用该膜与硅酸盐膜和低铬白钝化膜相对比,结论是该膜的耐蚀性优于硅酸盐膜和低铬白钝化膜。陈锦虹等在水溶性丙烯酸树脂中加人少量铝酸盐和磷酸盐制得钝化液,经中性盐雾试验(NSS)、湿热试验和盐水浸泡试验,得出钝化膜的耐腐蚀性能己接近铬酸盐钝化水平。文中认为,该钝化膜耐蚀性的提高是由于具有双层结构的丙烯酸树脂膜层隔离了镀锌层与腐蚀介质的接触,抑制了阴极反应,且由钝化液中的铝酸钠、磷酸二氢钠提供的无机官能团(如MoO42-、PO43-等)和由丙烯酸树脂提供的某些有机官能团发生了交联作用,抑制了裂纹的进一步扩展。

由上所述,有机物保护膜膜内分子与锌层结合紧密,构成屏蔽层,从而增强了膜的耐蚀能力。但由于有机膜存在耐候性差、不导电及易发生光千涉作用等问题,目前还没有得到广泛的应用。

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