鍍錫板無鉻表面處理技術(shù)
文章出處： admin發(fā)布時(shí)間： 2012年4月16日 人氣
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鍍錫板是食品和飲料的重要包裝材料。在鍍錫板生產(chǎn)過程中，一般要對(duì)鍍錫板進(jìn)行鉻酸鹽陰極純化處理，目的是為提高鍍錫板的抗氧化性、耐蝕性、抗硫化黑變性以及與漆膜的附著力等性能。但鉻酸鹽陰極純化處理帶來的潛在危險(xiǎn)，迫使人們不斷開發(fā)各種無鉻的表面處理方法。下面介紹新日鐵、JFE兩大鋼鐵公司開發(fā)的鍍錫板無鉻表面處理技術(shù)。
磷酸鹽陽極處理技術(shù)
新日鐵鋼鐵公司開發(fā)了一種基于磷酸鹽的電鍍錫鋼板無鉻表面處理方法，即磷酸鹽陽極處理技術(shù)。這種無鉻純化鍍錫板主要用于制造奶粉罐。具體處理?xiàng)l件是∶在攝氏50度、PH值為2.5、濃度為30克/升的磷酸鈉溶液中使陽極純化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在磷酸鈉溶液中，陽極處理可以賦予鍍錫板良好的抗黃變和抗污染性能。同時(shí)，先進(jìn)行陰極預(yù)處理，然后再進(jìn)行陽極處理，可以進(jìn)一步改善鍍錫板的抗污染性能。這主要是因?yàn)殛帢O處理還原了鍍錫板上原有的錫氧化物，而隨后進(jìn)行的陽極處理時(shí)，可以生成不易剝落的致密錫氧化物。在磷酸鹽中的陽極處理，通過將鐵轉(zhuǎn)變成磷酸鐵，從而阻止錫氧化物膜中的含量升高，也能起到封閉針孔的作用。
磷酸鹽一硅烷處理技術(shù)
JFE公司開發(fā)了一種用于低錫鍍層鋼板的磷化處理新方法一磷酸鹽一硅烷處理(P一Si處理)。低錫鍍層鋼板首先要進(jìn)行閃鍍Ni，并在N2-H2氣氛中進(jìn)行升溫、退火，以形成Fe-Ni合金層，隨后在平整、電解脫脂和酸洗工藝之后進(jìn)行電鍍錫，再進(jìn)行軟熔。這種鍍錫鋼板具有Fe(Ni)一Sn合金層，未合金化的Sn作為游離錫殘存下來。低錫鍍層鋼板在碳酸鈉水溶液中陰極處理后進(jìn)行P一Si處理。具體處理?xiàng)l件∶在攝氏40度~60度下浸漬1~5秒，浸漬后的鍍錫板于攝氏50度~100度下的熱風(fēng)烘干。在日本，低錫鍍層鋼板具有替代鍍錫板的趨勢(shì)，低錫鍍層鋼板具有島狀金屬Sn和純化膜。以往的鉻酸鹽純化膜是在鉻酸鹽溶液中電鍍后生成的。在這種P一Si處理方法中，磷酸鹽主要沉積在Fe(Ni)一Sn合金位點(diǎn)上，而硅烷膜層則在金屬Sn和Fe(Ni)一Sn合金上均勻地生成，P一Si處理能夠有效地覆蓋Fe(Ni)一Sn合金層，從而賦予產(chǎn)品以優(yōu)良的抗腐蝕性能。
發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)鍍錫板領(lǐng)域的無鉻純化表面處理技術(shù)的研究結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)鉻酸鹽替代物已從簡(jiǎn)單成分體系向多種成分體系發(fā)展，往往是具有各種功能的無機(jī)物與有機(jī)物的組合，除了含有可以與錫形成轉(zhuǎn)化膜或自身可以在鍍錫層上生成致密純化膜的物質(zhì)外，還添加了可以生成均勻膜層的有機(jī)聚合物，如有機(jī)硅烷、水溶性聚丙烯酸樹脂等等。另外，通過添加支持電解質(zhì)，也可提高導(dǎo)電率；添加一些有機(jī)表面活性劑等，可增加鍍錫板表面的潤(rùn)濕性。從處理工藝上來看，不再單純追求電解純化，而是經(jīng)常使用更簡(jiǎn)單的、成本更低的浸漬處理，無漂洗的輥涂純化工藝也成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。隨著人們對(duì)環(huán)保和人類健康的日益關(guān)注，逐步制定了一些法令、法規(guī)，以限制鉻酸鹽的使用，鍍錫板使用無鉻純化表面處理也是大勢(shì)所趨。目前，全球各大鋼鐵公司正在積極探索鍍錫板鉻酸鹽純化的替代方法，相信在不久的將來，鍍錫板無鉻純化表面處理的研究將會(huì)有新的突破。
磷酸鹽陽極處理技術(shù)
新日鐵鋼鐵公司開發(fā)了一種基于磷酸鹽的電鍍錫鋼板無鉻表面處理方法，即磷酸鹽陽極處理技術(shù)。這種無鉻純化鍍錫板主要用于制造奶粉罐。具體處理?xiàng)l件是∶在攝氏50度、PH值為2.5、濃度為30克/升的磷酸鈉溶液中使陽極純化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在磷酸鈉溶液中，陽極處理可以賦予鍍錫板良好的抗黃變和抗污染性能。同時(shí)，先進(jìn)行陰極預(yù)處理，然后再進(jìn)行陽極處理，可以進(jìn)一步改善鍍錫板的抗污染性能。這主要是因?yàn)殛帢O處理還原了鍍錫板上原有的錫氧化物，而隨后進(jìn)行的陽極處理時(shí)，可以生成不易剝落的致密錫氧化物。在磷酸鹽中的陽極處理，通過將鐵轉(zhuǎn)變成磷酸鐵，從而阻止錫氧化物膜中的含量升高，也能起到封閉針孔的作用。
磷酸鹽一硅烷處理技術(shù)
JFE公司開發(fā)了一種用于低錫鍍層鋼板的磷化處理新方法一磷酸鹽一硅烷處理(P一Si處理)。低錫鍍層鋼板首先要進(jìn)行閃鍍Ni，并在N2-H2氣氛中進(jìn)行升溫、退火，以形成Fe-Ni合金層，隨后在平整、電解脫脂和酸洗工藝之后進(jìn)行電鍍錫，再進(jìn)行軟熔。這種鍍錫鋼板具有Fe(Ni)一Sn合金層，未合金化的Sn作為游離錫殘存下來。低錫鍍層鋼板在碳酸鈉水溶液中陰極處理后進(jìn)行P一Si處理。具體處理?xiàng)l件∶在攝氏40度~60度下浸漬1~5秒，浸漬后的鍍錫板于攝氏50度~100度下的熱風(fēng)烘干。在日本，低錫鍍層鋼板具有替代鍍錫板的趨勢(shì)，低錫鍍層鋼板具有島狀金屬Sn和純化膜。以往的鉻酸鹽純化膜是在鉻酸鹽溶液中電鍍后生成的。在這種P一Si處理方法中，磷酸鹽主要沉積在Fe(Ni)一Sn合金位點(diǎn)上，而硅烷膜層則在金屬Sn和Fe(Ni)一Sn合金上均勻地生成，P一Si處理能夠有效地覆蓋Fe(Ni)一Sn合金層，從而賦予產(chǎn)品以優(yōu)良的抗腐蝕性能。
發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)鍍錫板領(lǐng)域的無鉻純化表面處理技術(shù)的研究結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)鉻酸鹽替代物已從簡(jiǎn)單成分體系向多種成分體系發(fā)展，往往是具有各種功能的無機(jī)物與有機(jī)物的組合，除了含有可以與錫形成轉(zhuǎn)化膜或自身可以在鍍錫層上生成致密純化膜的物質(zhì)外，還添加了可以生成均勻膜層的有機(jī)聚合物，如有機(jī)硅烷、水溶性聚丙烯酸樹脂等等。另外，通過添加支持電解質(zhì)，也可提高導(dǎo)電率；添加一些有機(jī)表面活性劑等，可增加鍍錫板表面的潤(rùn)濕性。從處理工藝上來看，不再單純追求電解純化，而是經(jīng)常使用更簡(jiǎn)單的、成本更低的浸漬處理，無漂洗的輥涂純化工藝也成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。隨著人們對(duì)環(huán)保和人類健康的日益關(guān)注，逐步制定了一些法令、法規(guī)，以限制鉻酸鹽的使用，鍍錫板使用無鉻純化表面處理也是大勢(shì)所趨。目前，全球各大鋼鐵公司正在積極探索鍍錫板鉻酸鹽純化的替代方法，相信在不久的將來，鍍錫板無鉻純化表面處理的研究將會(huì)有新的突破。
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