一种热镀锌丝防腐及其工艺的制作方法

本技术涉及金属防腐领域，更具体地说，它涉及一种热镀锌丝防腐及其工艺。

背景技术：

1、热镀锌作为金属表面防腐的重要手段，广泛采用将钢材浸入熔融锌液中进行浸镀处理，在基体表面形成锌及锌铁合金层，依靠锌的牺牲阳极保护作用实现防腐效果。为进一步提升锌层耐腐蚀性、抑制白锈生成，通常需对热镀锌层进行钝化处理，在其表面形成致密稳定的钝化膜，使镀层表面由活泼态转为钝态，从而显著降低腐蚀速率。

2、目前工业上普遍采用六价铬钝化工艺，然而六价铬具有较高毒性，废液处理难度大、污染风险高，已受到国内外环保法规严格限制，其应用场景持续收缩。传统无铬钝化体系则普遍存在耐腐蚀性能不足、与镀锌层结合力欠佳等问题，难以兼顾环保与耐腐蚀需求。

3、因此，亟需一种适用于热镀锌丝的环保型防腐液，能够同步实现良好的镀锌防护与无铬钝化效果，有效平衡环保性与耐腐蚀性。

技术实现思路

1、为了实现热镀锌丝防腐液的的环保性和耐腐蚀性，本技术提供一种热镀锌丝防腐液及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供的热镀锌丝防腐，采用如下的技术方案：

3、一种热镀锌丝防腐的工艺方法，包括如下步骤：

4、（1）将金属丝浸入镀锌防腐液中，550-560℃下进行镀锌处理，冷却至80-100℃，洗涤、干燥，制得预处理锌丝；

5、（2）将预处理锌丝浸入功能溶液中，浸泡3-5min，干燥，冷却，即可；

6、所述镀锌防腐液的制备方法，包括如下步骤：

7、将锌、铝加热至590-600℃，加入硅，保温搅拌15-20min，加入功能颗粒，继续搅拌10-20min，制得镀锌防腐液。

8、可选的，所述锌、铝、硅和功能颗粒的质量比为55-60:30-35:0.8-1:0.3-0.5。

9、通过采用上述技术方案，功能颗粒提升镀层致密度与耐磨性，为后续钝化处理提供平整、稳定的基底，确保功能溶液能均匀成膜、紧密结合；功能溶液则通过形成致密钝化膜与缓蚀离子储库，弥补了镀锌层表面存在的微小缺陷，同时增强镀层表面的化学防护能力，抑制镀锌层的氧化腐蚀，功能溶液的无铬钝化体系与功能颗粒改性的镀锌层形成高效协同，进一步放大防护效果，实现了界面结合和腐蚀防护等多维度的互补强化，且无铬化体系增加了环保性能。

10、可选的，所述功能颗粒的制备方法，包括如下步骤：

11、将纳米氧化锌、氧化铝、滑石粉和纳米二氧化硅加入无水乙醇中，球磨40-60min，喷雾干燥，制得功能颗粒。

12、可选的，所述纳米氧化锌、氧化铝、滑石粉和纳米二氧化硅的质量比为1.2-1.5:0.8-1.0:0.4-0.5:1-1.5。

13、可选的，所述功能颗粒经过以下预处理：

14、将功能颗粒加入含硅溶胶的乙醇溶液中，活化0.8-1h，过滤，干燥，即可。

15、通过采用上述技术方案，将纳米氧化锌、氧化铝、滑石粉与纳米二氧化硅在无水乙醇介质中湿法球磨，可实现各无机粉体的充分细化与均匀分散，避免颗粒团聚；同时纳米二氧化硅对无机颗粒进行原位表面包覆改性，改善颗粒表面疏水性与界面相容性；纳米氧化锌可以细化镀层晶粒、填充微孔，提升镀层致密度；氧化铝可提高镀层硬度与耐磨性，增强物理屏蔽作用；滑石粉为层状结构，可在镀层中形成迷宫式阻隔通道，阻碍腐蚀介质渗透；各组分协同作用，在不明显影响镀锌液流动性的前提下，显著提升镀层的致密度、耐磨性与耐腐蚀性。

16、将功能颗粒在含硅溶胶的乙醇溶液中活化处理，可在颗粒表面引入硅羟基，提高颗粒表面的亲水性与反应活性，增强功能颗粒与锌铝硅合金熔体的润湿性与界面结合力，避免颗粒在高温锌液中团聚、上浮或偏析；且颗粒与镀层基体结合更牢固，在后续拉伸、弯折等受力过程中不易脱落、避免界面缺陷的产生，从而保证复合镀锌层的结构稳定性与长期防腐性。

17、可选的，所述功能溶液的制备方法，包括如下步骤：

18、（1）将柠檬酸钠和单宁酸加入水中，搅拌均匀，调节溶液ph至5.5-6.5，制得柠檬酸钠溶液；

19、（2）向柠檬酸钠溶液中加入植酸，搅拌5-10min，加入硅烷偶联剂，继续搅拌15-20min，制得混合液；

20、（3）向混合液中加入钼酸钠、钨酸钠、氨基三甲叉膦酸，继续搅拌10-15min，静置，制得功能溶液。

21、可选的，所述柠檬酸钠、单宁酸、植酸、钼酸钠、钨酸钠和氨基三甲叉膦酸的质量比为100:8-10:4-6:0.3-0.5:1.5-2:1.0-1.5。

22、通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂水解后形成的硅氧烷网络可与镀锌层表面的羟基发生化学键合，同时单宁酸、植酸中的多羟基、羧基及磷酸基可与镀锌层表面的锌离子形成稳定螯合结构，构建有机螯合-无机交联的双重结合体系，有效增强钝化膜与镀锌层的界面结合力，避免膜层出现起皮、脱落、开裂等缺陷，确保膜层在后续加工、运输及使用过程中不易与镀锌层分离，显著提升结合牢固度。在耐腐蚀性方面，单宁酸与植酸协同形成致密的有机螯合骨架，可有效阻挡水、氧气、氯离子等腐蚀介质渗透至镀锌层表面，减少镀锌层的氧化腐蚀；钼酸盐、钨酸盐作为氧化性缓蚀组分，均匀分散并部分镶嵌于膜层中，形成类似六价铬钝化的缓蚀离子储库，既能抑制镀锌层的阳极溶解，又能在膜层划伤、破损时，向损伤区域迁移、富集，与裸露的锌层发生氧化还原及螯合反应，原位重新生成钝化修复层，阻止锈蚀扩展。同时，氨基三甲叉膦酸与柠檬酸钠协同起到络合稳定作用，可减少膜层孔隙、针孔等缺陷，配合硅烷偶联剂形成的有机-无机杂化结构，进一步致密化膜层，提升膜层的耐水性、耐盐雾性能，有效延缓镀锌层的白锈、红锈产生，增加钝化膜与镀锌层的结合强度与耐腐蚀性。

23、综上所述，本技术具有以下有益效果：

24、1、本技术采用功能颗粒提高镀层致密度与耐磨性，为钝化处理提供平整、稳定的基底，确保功能溶液能均匀成膜、紧密结合；功能溶液通过形成致密钝化膜与缓蚀离子储库，弥补了镀锌层表面存在的微小缺陷，同时增强镀层表面的化学防护能力，抑制镀锌层的氧化腐蚀；功能溶液的无铬钝化体系与功能颗粒改性的镀锌层形成高效协同，进一步放大防护效果，实现了环保性与腐蚀防护的多维度强化。

25、2、本技术通过采用上述技术方案，纳米二氧化硅、纳米氧化锌、氧化铝和滑石粉各组分协同作用，在不明显影响镀锌液流动性的前提下，显著提升镀层的致密度、耐磨性与耐腐蚀性；功能颗粒在含硅溶胶的乙醇溶液中活化处理，可提高颗粒表面的亲水性与反应活性，避免颗粒在高温锌液中团聚、上浮或偏析；且颗粒与镀层基体结合更牢固，在后续拉伸、弯折等受力过程中不易脱落、避免界面缺陷的产生，从而保证复合镀锌层的结构稳定性与耐腐蚀性。

26、3、本技术通过硅烷偶联剂水解后形成硅氧烷网络，与镀锌层表面羟基发生化学键合，同时单宁酸、植酸与镀锌层表面锌离子形成稳定螯合结构，构建起有机螯合-无机交联的双重结合体系，显著提升钝化膜与镀锌层的结合牢固度，同时可有效阻挡水、氧气、氯离子等腐蚀介质渗透，减少镀锌层氧化腐蚀；钼酸盐、钨酸盐装载膜层形成钝化缓蚀离子储库，阻止锈蚀扩展；氨基三甲叉膦酸与柠檬酸钠协同减少膜层孔隙、针孔等缺陷，配合有机螯合-无机交联的双重结合体系进一步致密化膜层，提升膜层耐水性、耐盐雾性能，有效提高结合强度及整体耐腐蚀性。