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随着经济的发展,热镀锌钢板在汽车,家电,水管等行业需求旺盛,市场需求量也越来越大。但是,热镀锌板在潮湿环境中容易腐蚀生锈变黑,影响其使用寿命和美观。为了提高热镀锌钢板耐腐蚀性能,通常在其表面进行钝化处理。过去通常利用铬酸盐钝化处理工艺。由于铬酸盐有毒和人们环保意识增强,找到一种有效替代铬酸盐的新的钝化工艺迫在眉睫。本文研究了热镀锌钢板的三种钝化工艺：碱性丙烯酸树脂钝化工艺、酸性丙烯酸树脂钝化工艺和硅烷-无机复合钝化工艺。通过中性盐雾实验和电化学测试结果评价了三种工艺。确定选择硅烷-无机复合钝化工艺做进一步研究。采用正交实验对硅烷-无机复合钝化工艺的实验成分进行了优化。得到各成分最佳组成。在其基础上,利用正交实验和单因素实验对酸性丙烯酸树脂改进硅烷-无机钝化工艺的实验配方与钝化工艺(钝化剂pH和固化温度)进行优化。得到最终钝化及配方为：硅烷KH550为2g,氟硅酸铵为4g,硫酸氧钛为0.4g,磷酸二氢铵为0.25g,乙酰丙酮氧钒为0.15g,保护胶体0.2g,乳化剂0.1g,分散剂0.2g,丙烯酸树脂14g。应用优化配方复配钝化剂,钝化成膜,中性盐雾试验72小时后白锈面积小于5%,达到实验预期。结合实验研究与工业生产的性能测试方法,利用优化后的丙烯酸树脂-硅烷-无机复合钝化配方及工艺制备的钝化膜进行测试。检测结果显示复合钝化膜具有优良的耐腐蚀性能,耐热性能和涂装性能(1-2级)。通过树脂-硅烷-无机复合钝化膜的傅里叶红外光谱分析可知,钝化膜中主要有碳链、-COOH、-NH2、Si-O-Si、Si-O-Zn、-(CH2)n-等有机基团。Si-O-Zn的存在说明硅烷与基体发生了化学键结合,使膜层与基体结合力增强,Si-O-Si的存在说明硅醇之间发生了缩合反应形成膜层。利用X射线光电子能谱对钝化膜进行全元素扫描和窄幅扫面,拟合结果说明钝化膜层中形成了C-O-Si、Si-O-Si、O-Zn等化学键,与红外光谱分析结果相符。C-O-Si、 Si-O-Si的存在说明了丙烯酸树脂与硅醇之间相互发生了缩合反应,在膜层表面形成了致密钝化膜。通过钝化膜的扫描电镜检测、盐雾实验检测、电化学检测、红外光谱分析和X射线光电子能谱分析可以说明钝化剂在热镀锌表面形成了钝化膜,钝化膜的存在改变了热镀锌基体的形貌,硅烷和丙烯酸树脂形成的致密膜层可以有效地阻止腐蚀介质向基体渗透,起到保护基体,提高基体耐腐蚀性能的作用。通过对钝化膜以及腐蚀产物的SEM、XRD、EDS分析可知,腐蚀产物主要由Zn、C、O、H、Cl、P、S的化合物,主要为ZnO、Zn(OH)2、Zn5(OH)8Cl2·H2O以及含Cl3以下的有机物等。