本發(fā)明屬于熱鍍鋅鋁鎂鋼板，具體涉及高性能黑色鋅鋁鎂鍍層鋼板的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋅鋁鎂鍍層鋼板作為一種新型的環(huán)保節(jié)能型鋼板，在光伏、汽車、家電及裝備制造等領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。近年來，黑色鍍層已從功能性鍍層逐漸入日用品裝飾，成了裝飾性鍍層，在建筑物的屋頂材料、外包裝材料、家電產(chǎn)品、汽車等領(lǐng)域廣受青睞。目前國內(nèi)外關(guān)于黑色鋅鋁鎂鍍層鋼板的報(bào)道較少，黑色外觀鍍層鋼板的制備方法以黑色涂料涂裝為主，為了得到黑度值較高的黑色鍍層鋼板，必須增加涂層厚度來隱藏鍍層鋼板底色，導(dǎo)致涂裝成本過高、涂層與鍍層附著力差、易脫落等系列問題。近年來，隨著海洋、汽車、光伏、外包材料的不斷開發(fā)，對(duì)鍍層鋼板的耐蝕、耐摩擦、裝飾性提出了更高的要求。

2、現(xiàn)有技術(shù)多以不形成黑色涂膜和黑色轉(zhuǎn)化膜方式制備黑色鋅鋁鎂鍍層鋼板，如專利cn201680082619.9通過將鍍層鋼板在密封容器的內(nèi)部與水蒸氣接觸方法，制造黑色鍍層鋼板，包含三個(gè)工序，首先對(duì)配置在密封容器的內(nèi)部的所述鍍層鋼板，在存在露點(diǎn)始終小于鍍層鋼板溫度的氣體的條件下進(jìn)行加熱；其次，將經(jīng)所述加熱的密封容器的內(nèi)部的環(huán)境氣體排出，并使所述密封容器的內(nèi)部氣體的壓力達(dá)到70kpa以下；最后向所述內(nèi)部氣體壓力70kpa以下的密封容器內(nèi)部導(dǎo)入水蒸氣，從而使所述鍍層黑化。專利cn202180086544.2通過恒濕熱處理方法制備黑色鍍層鋼板，雖然通過水蒸氣的分布和鍍層中黑色化促進(jìn)元素含量，可制備出黑色化均勻、明度l*較低的鍍層鋼板；但是以上技術(shù)普遍采用水蒸氣接觸法制備黑色鍍層鋼板，反應(yīng)時(shí)間約210h，甚至更長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，縮短黑色鍍層鋼板的生產(chǎn)時(shí)間，推動(dòng)低碳綠色鋼鐵發(fā)展，本發(fā)明提供了一種快速制備具有裝飾效果的高性能鋅鋁鎂鍍層鋼板，技術(shù)方案簡單，生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高，裝飾效果好，耐蝕和耐摩擦性能好。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了高性能黑色鋅鋁鎂鍍層鋼板的制備方法，包括前處理、微弧氧化、封孔處理三個(gè)工序，具體步驟如下：

3、①使用無水乙醇作為清洗溶液，對(duì)鋅鋁鎂鍍層鋼板進(jìn)行超聲清洗10min，冷風(fēng)干燥。

4、②將干燥后鋅鋁鎂鍍層鋼板浸入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％～20％的鹽酸溶液中進(jìn)行酸洗1～10s，取出后用水沖洗干凈，以提高鋅鋁鎂鍍層表面反應(yīng)活性。

5、③配制電解液，并在微弧氧化前預(yù)先在電解液底部持續(xù)通入10～30min的高純氧氣。

6、④將步驟②活化后的鋅鋁鎂鍍層鋼板浸入到配制好的所述電解液中進(jìn)行微弧氧化原位著色處理；其中，鋅鋁鎂鍍層鋼板為陽極，不銹鋼或石墨為陰極，整個(gè)微弧氧化過程保持持續(xù)通入高純氧氣，使電解液中的氧含量始終處于過飽和狀態(tài)；微弧氧化過程中采用超聲波對(duì)溶液進(jìn)行攪拌，超聲頻率為50～100khz；微弧氧化結(jié)束后蒸餾水多次沖洗、冷空氣干燥，在所述鋅鋁鎂鍍層鋼板上獲得微弧氧化涂層。

7、⑤采用封孔劑對(duì)步驟④獲得的微弧氧化鋼板進(jìn)行封孔處理，進(jìn)一步提高鋅鋁鎂鍍層鋼板的耐蝕性和抗污染性能。

8、上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步的，步驟③所述電解液由成膜劑、ph值調(diào)節(jié)劑、改性劑、輔助成膜劑和尖端放電抑制劑組成。

9、進(jìn)一步的，所述成膜劑為濃度5～20g/l的硝酸鈉naalo2；ph值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液，ph值為8～12。

10、進(jìn)一步的，所述改性劑為濃度5～10g/l的鉬酸鈉namoo4，納米石墨顆粒5～20g/l。

11、進(jìn)一步的，所述輔助成膜劑為濃度1～5g/l的氟化鈉；所述尖端放電抑制劑為濃度5～15g/l的甘油；所述添加劑為草酸鹽，優(yōu)選為1～5g/l的草酸鈉；所述分散劑為濃度0.5～2g/的l羧甲基纖維素鈉；所述潤濕劑為濃度0.5～2g/l的辛基酚聚氧乙烯醚op-10。

12、進(jìn)一步的，步驟④所述微弧氧化原位著色處理的氧化時(shí)間為5～15min，電壓300～500v，占空比20％～60％，頻率400～500hz，電解液溫度30℃～60℃。

13、進(jìn)一步的，步驟④所述微弧氧化涂層為納米孔結(jié)構(gòu)，孔隙率≥30％，納米孔直徑20～100nm；所述微弧氧化涂層厚度約為10～20μm。

14、進(jìn)一步的，步驟⑤所述封孔劑為硅烷偶聯(lián)劑的水解溶液，所述封孔劑優(yōu)選為乙烯聚硅烷tc-p11，涂層厚度約為2～10μm。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

16、本發(fā)明提供了一種快速制備具有裝飾效果的高性能黑色鋅鋁鎂鍍層鋼板的方法，采用微弧氧化方法制備黑色鋅鋁鍍層鋼板，無需在高溫高壓密閉容器中進(jìn)行，制備方法簡單，生產(chǎn)更加安全。該技術(shù)方案制得的黑色鋅鋁鍍層鋼板，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高、周期短，黑色化均勻，裝飾效果好，耐蝕和耐摩擦性能好；拓展了鋅鋁鎂鍍層鋼板的應(yīng)用場(chǎng)景，能夠滿足鋼鐵行業(yè)的綠色低碳發(fā)展理念，具有十分顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，在建筑、光伏、家電、汽車等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.高性能黑色鋅鋁鎂鍍層鋼板的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括前處理、微弧氧化、封孔處理三個(gè)工序，具體步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟③所述電解液由成膜劑、ph值調(diào)節(jié)劑、改性劑、輔助成膜劑和尖端放電抑制劑組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述成膜劑為濃度5～20g/l的硝酸鈉naalo2；所述ph值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液，ph值為8～12。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述改性劑為濃度5～10g/l的鉬酸鈉namoo4，納米石墨顆粒5～20g/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述輔助成膜劑為濃度1～5g/l的氟化鈉；所述尖端放電抑制劑為濃度5～15g/l的甘油；所述添加劑為草酸鹽，優(yōu)選1～5g/l的草酸鈉；所述分散劑為濃度0.5～2g/的l羧甲基纖維素鈉；所述潤濕劑為濃度0.5～2g/l的辛基酚聚氧乙烯醚op-10。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述微弧氧化原位著色處理的氧化時(shí)間為5～15min，電壓300～500v，占空比20％～60％，頻率400～500hz，電解液溫度30℃～60℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述微弧氧化涂層為納米孔結(jié)構(gòu)，孔隙率≥30％，納米孔直徑20～100nm；所述微弧氧化涂層厚度約為10～20μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述封孔劑為硅烷偶聯(lián)劑的水解溶液。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了高性能黑色鋅鋁鎂鍍層鋼板的制備方法，包括前處理、微弧氧化、封孔處理三個(gè)工序，將活化后的鋅鋁鎂鍍層鋼板浸入到電解液中進(jìn)行微弧氧化原位著色處理；并采用封孔劑對(duì)微弧氧化鋼板進(jìn)行封孔處理。該方法采用微弧氧化方法制備黑色鋅鋁鍍層鋼板，無需在高溫高壓密閉容器中進(jìn)行，制備方法簡單，生產(chǎn)更加安全，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高、周期短；制得的黑色鋅鋁鍍層鋼板黑色化均勻，裝飾效果好，耐蝕和耐摩擦性能好；拓展了鋅鋁鎂鍍層鋼板的應(yīng)用領(lǐng)域，具有十分顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：徐接旺,殷祥英,金永清,郭太雄,董學(xué)強(qiáng),冉長榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6