年产10000吨阿昔洛韦的车间工艺设计外文翻译资料

 2022-09-19 10:09

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英文文献翻译

第一页:专利相关信息:

国际专利分类:C23C 22/44 国际发行号:WO 94/25640

国际发行日期:1994.10.11 国际申请号:PCT/US94/03691

国际申请日:1994.08.04 优先权日:1993.28.04

专利公司:德国汉高公司 指定合同国:美国,欧洲地区专利(奥地利、比利时、瑞士、德国、丹麦、西班牙、法国、英国、希腊、爱尔兰、意大利、卢森堡、摩纳哥、荷兰、葡萄牙、瑞典。

专利题目:在锌/铝合金表面形成一层亮蓝色的涂层的处理方法及该涂层的成分

摘要:在低温的条件下快速在铝的质量百分数分数在0.1%到60%之间的热浸锌/铝合金薄钢板表面或者在其他具有相似的化学成分的表面上形成一层亮蓝涂层的方法已经获得成功了。该方法是用一种PH值在3.5到6.0的处理溶液处理其表面,处理溶液中以钼的质量百分数来计算,质量分数在0.2%到3.0%之间的含钼化合物,以氟的质量来计算,质量百分数分数在0.1%到2.0%之间的单一或者复合的含氟化合物。

说明书

在锌/铝合金表面形成一层亮蓝色涂层的处理方法及该涂层的成分

1﹑技术领域

本发明是关于在锌/铝合金表面上形成一层亮蓝色涂层的处理方法,尤其是一种被广泛地应用于建筑材料和家用电器的热浸锌/铝合金薄钢板,没有那层亮蓝色的话将会降低电镀薄板本身的金属光泽,(虽然这个发明在下面将会被描述与电镀薄钢片有关,但是大多数情况下这个讨论应该被理解这个发明可以被运用到其他具有相同化学性质的表面上。)更特别的是,本发明是一个新奇的能在热浸锌/铝合金镀层钢板上形成一层明亮或者闪耀的蓝色涂层的方法,该方法不但处理液处理非常稳定,而且还可以在简单的设备上就可以完成,和以前的方法相比,使用的温度更低和花费的时间更少。

2﹑背景技术

给金属着色的方法大体上有无机化学、有机化学、电解和油漆的方法。在这些方法之中,无机化学的方法在设备方面、费用、适用性上更具有优势,虽然各种各样的无机化学着色的方法已经被发明用于铝薄片、铝合金薄片、电镀锌薄钢片,但是还没有建立一种无机化学着色的方法用于热浸锌/铝合金镀层薄钢片。

在特殊的条件下,下面的那些方法是可以用于铝和铝合金的无机化学着色:

  1. 深黑色的着色方法:用含有10到20g/L的钼酸铵、5到15g/L的氯化铵的水溶液在80℃的条件下处理10分钟。
  2. 闪耀的苏丹红的涂层的着色方法:用含有8g/L硫酸锌、3.3g/L钼酸钠、2g/L氟化钠的水溶液在50到70℃的条件下处理5分钟。
  3. 含铝材料表面保护膜的生成方法:用一个包含六价钴、氟离子的化合物和钼酸和钼酸的钠盐、钾盐或者铵盐(日本专利号:Sho45-32922[32,922/1970])。

处理方法1和2被高门.中山描述用于铝表面的处理[Aruminiumu 没有Hyoomen shori](Nikkan Kogyo Shinbun-sha,1969)。(这些未翻译的全部是日语,只是用英语写出来的而已)

各种各样的能给镀锌薄钢片着色方法已经被检验过了,对于铝和铝合金来说,无机化学着色方法因为在设备、费用。适用性方面更具有优势,所以被广泛应用。至于那个镀锌薄钢片的无机化学着色的话,日本专利已经公开了其专利号,其专利号为:Sho 61-253381[253,381/1986]

  1. 能使镀锌薄钢片变黑的一种方法是:用含有铜离子和镍离子的水溶液处理。

此外,在先前的给电镀含锌的薄钢片着色的技术中最主要生产的是黑色涂层和棕色涂层,直到此时,蓝色涂层,特别是带有金属光泽亮蓝色涂层也是难以获得的。

前面的方法1到方法4现在被考虑应用到热浸锌/铝合金镀层薄钢片上,对于方法1和方法2来说,当他们应用到热浸锌/铝合金镀层薄钢片的时候其实并没有产生像铝和铝合金上的那种颜色,事实上在任何情况下热浸锌/铝合金镀层薄钢片的表面几乎没有发生任何颜色变化,此外这些处理过程主要还是用于成型,他们的处理时间至少需要漫长的5分钟,而在方法3中,其所用处理液的本质就是一种铬酸盐处理液,产生沉淀的涂层主要就是一层含有氧化铬的淡黄色薄膜,因此当溶液的PH增加到3.5到6之间的时候,溶液的化学反应活性降低,所以铬酸盐涂层的重量大大降低了,着色不发生。而方法4确实快速产生了一层无光泽的黑色涂层,这种黑色涂层是一种弱粘合剂,故需要各种类型的快处理来改善它的粘附力。

总之,可以确定的是:以上各种用于铝、铝合金、电镀锌薄钢片的着色方法被运用到热浸锌/铝电合金镀层薄钢片上时,薄钢片上是不会获得一层亮蓝色涂层的。

热浸锌/铝合金镀层薄钢板被广泛用于建筑材料及家用电器。它的表面有白色的金属光泽。虽然白色的金属光泽是一个优雅的外观,但是这种材料还是由于缺乏平静感和特性的外观,最终审美他是不理想的的材料。因此,大家强烈需求一种能够给热浸镀锌/铝合金电镀薄钢片表面上形成一层不与周围环境冲突,而是和周围环境相协调、并结合具有高金属光泽的优雅外观的亮蓝色涂层表面处理技术能够出现。

3﹑发明揭露

3.1本发明能够解决的问题:

具体的说,本发明就为为了寻找一种能够在热浸锌/铝合金镀层薄钢板表面形成一层亮蓝色涂层的方法,该方法是采用无机化学着色的途径,而且和以前的着色方法相比,该方法完成着色过程不仅不需要使用大型设备、而且需要更快的着色速度和更低的处理温度,也不能损害热浸锌/铝合金镀层薄钢板原始的金属光泽。

3.2发明简述

在推断出了包含以下两个能够解决前面那个技术中描述的问题的决定性的关键点的说明之后,发明者开始了他们的调查研究。

⑴构成所需的那层亮蓝色薄膜涂层的成分的性质,

⑵处理液的成分和热浸锌/铝合金镀层薄钢板之间的化学反应性,

调查研究发现,第一,要想在热浸镀锌/铝合金电镀钢板表面上形成一层蓝色薄膜,处理液中含有的最佳成分是钼,使用其他无机化合物要想形成同样理想的蓝色薄膜涂层是有很大的问题。第二,处理液较好地含有特定量的氟化物不但能够除去存在于热浸镀锌/铝合金电镀钢板表面的难以去除的氧化沉淀物,还能提供一个快速腐蚀后的镀层。第三,此外调查的结果是关于PH值和氟化物腐蚀反应活性之间的关系,可以确定的是:这些化合物在整个PH范围内是难以反应的,对于着色处理来说,调查的客观性在于仅仅PH值在3.5到6之间时反应速度是最佳的,发明者发现:只有在这种条件下,处理液既能获得一个合适的腐蚀速度又不会损害其原有的金属光泽,本发明基于这些发现而成功的。

更具体地说,本过程和在含铝的质量百分数分数在0.1%到60%之间的锌/铝合金表面上形成一层明亮或闪耀的蓝色涂层的发明一致,尤其是对于那些热浸镀锌/铝合金电镀钢板来说,对表面的处理最典型的就是处理液的pH值为3.5到6之间、不含有铬、本质上是由这包括,最好是由水组成,钼的化合物含量的质量百分数为0.2%至3%之间(以钼计算),氟含量的质量百分数为0.1%到2%之间(以氟计算)。

4﹑首选实施方案的描述

本发明所用的处理方法运用到锌/铝合金中时,合金中铝的质量百分数一定要在0.1%到60%之间,当铝的含量不在给定的区间内时是看不到所需的亮蓝色涂层,当铝的质量百分数低于0.1%时,涂层的颜色会变暗、金属光泽会消失。当铝的质量百分数大于60%时,涂层的着色反应不会达到令人满意的程度,而且涂层的颜色几乎不变。

在处理液中含钼化合物的质量百分数最好在0.2%到3.0%之间(以钼计算),而且含钼化合物必须是溶解于溶液中,钼的含量低于0.2%时着色反应速度会下降,钼的含量高于3.0%时在经济会浪费,因为钼的活度变得饱和不再增加。钼的最佳质量百分数在0.5%到2.0%之间,选用可溶解的含钼化合物一定要是钼酸盐、磷钼酸、氯化钼以及相似的钼盐。

在处理液中氟化物的质量百分数最好在0.1%到2.0%之间(以氟计算),氟化物的质量百分数低于0.1%时,腐蚀速率和着色速度都会下降,高于2.0%时在经济上会浪费,因为在这个水平上不会有额外的收率。氟的最佳质量百分数在0.3%到1.0%之间,只能在以下几种含氟的化合物中选择氟的来源,氢氟酸、氟化钠、氟化钾、氟化铵、氟氢化钠、氟硅酸、氟硅酸钠、氟硅酸铵、氟硼酸、氟钛酸、氟钴酸。

处理液的PH值一定要调节或者控制在3.5到6.0之间,溶液PH值低于3.5时,氟化物腐蚀剂中氟的腐蚀速率太强了,这是不利的结果,他不但减少了彩色涂层的沉积量,还阻止了我们所需的颜色涂层的出现。与此相反的是当溶液PH值高于6.0时,氟化物腐蚀剂中氟的腐蚀速率太弱了,这会导致显色反应的速度急剧下降。可以通过使用氢氧化钠、碳酸钠、氨水、碳酸氢铵、氢氧化钾等碱对溶液的PH值进行调节,或通过使用酸,如硫酸,硝酸,磷酸等来对溶液的PH进行调节,最佳的PH值的范围是3.8到4.5之间,本发明中所使用的处理液不需要添加铬酸,铬化合物等,并且的铬化合物都应该被跳过。

当上诉处理液应用于热浸锌/铝合金镀层薄钢板时,钢板最好用30℃到70℃的处理液喷洒或者沉浸处理1到10秒中,当处理温度低于30℃时,处理液的反应性是不充分的,当处理液温度高于70℃时,处理液的反应活性是不会有任何增加的,而且在经济上也没有吸引力,最佳的温度是在45℃到60℃之间,当处理时间少于1秒时,会因为反应不充分而得不到所需的染色效果,当处理时间超过10秒时,着色反应是饱和的,因此涂层的颜色不会有任何改变,最佳的反应时间是2秒到5秒之间。

当热浸锌/铝合金镀层钢片被粘油、灰尘等污染时,最好进行除油处理,举个例子,根据本发明,当钢片被污染时,在处理液处理之前需要先用碱溶液作除油处理,此外,根据本发明方法,如果可以的话需要用水洗涤涂层薄层并干燥涂层薄层在涂层薄层形成之后,但是有这种有处理后的涂层厚度和没有这种理的涂层厚度的效果是一样的,后处理(比如用铬酸盐处理等)是为了提高热浸锌/铝合金镀层薄钢板的耐腐蚀性。

现在讨论已经转变成了本发明在热浸锌/铝合金镀层薄钢板的处理过程中所涉及到的反应机理,但这些问题并不是限制该发明的解释,当锌/铝合金被本发明所采用的处理液处理时,合金的表面是第一个被处理液中氟化物中的氟所腐蚀,该腐蚀反应是非常重要的因为它决定着彩色涂层的成膜反应的反应速率。处理液中氟化物中的氟的腐蚀活性范围很大是处理液PH的功劳,当处理液的PH值处于3.5到6.0的范围内时氟的腐蚀活性是最佳的,对于这种类型的镀层表面的那层坚韧的氧化薄膜,只有在最佳的PH范围内,那层坚韧的氧化膜才能有效的溶解和被处理液中的氟成分除去从而促进该部分的着色反应,此外,在本发明中热浸锌/铝合金镀层薄钢板特有的金属光泽不会被破坏是因为腐蚀反应和主体镀层相对抗,

此外,被腐蚀反应洗脱的锌离子和铝离子会再次沉淀到电镀层的表面以水合氧化物的形式,伴随着洗脱,即电镀薄钢片上的锌和铝的氧化物在被洗脱,在处理液中溶解的含钼复合物变成更低价的复合物并且沉淀在电镀层的表面,因此,当热浸锌/铝合金镀层薄钢板被本发明方法的处理液处理是被认为是发展成那层亮蓝色涂层的原因,因为在钢片表面形成的那层覆盖物是由氧化钼、氧化锌、氧化铝混合组成的,并且镀层任然保持了它的金属光泽。

在本发明中的处理液中加入了一些铬成分例如铬酸,含铬化合物等,作为腐蚀反应的抑制剂,但是不能太大量,否则会彩色涂层沉淀不充分,通过降低PH至3.5以下,发明者们认为在那个时候铬酸盐薄膜的沉淀反应会比钼氧化物的沉淀反应优先进行在这个低PH值的区域内,那个时候彩色涂层会是铬酸盐薄膜的黄色而不是钼氧化物薄膜的蓝色。

本发明可以通过以下实验进一步解释。

实验和比较实验

1﹑实验材料

采用被锌/铝电镀液电镀过的6种热浸锌/铝合金镀层薄钢板(镀层质量:120g/m2),每种薄钢板镀层中铝的质量分数分别是:0.05%、0.15%、5%、15%,、55%、70%,在6个实验或6个比较实验中要比较测试样板电镀层中的铝含量。

2﹑处理过程

在每一个实验中都采用以下处理方法,关于着色处理本身的个体条件,要分别在实验和比较试验中指出:

(1)脱脂操作(finecleanertrade;l4460,从日本帕卡濑精有限公司,碱性脱脂剂)在43℃以喷雾的方式处理120秒,

(2)在环境温度的条件下用水(自来水)以喷雾的方式清洗30秒,

(3)下述的着色处理过程中的PH值均用氢氧化钠和硫酸来进行调节,

(4)在环境温度的条件下用水(自来水)以喷雾的方式清洗30秒,

(5)在100℃的条件下干燥120秒,

实验1

实验钢片(镀层中铝的质量百分数含量为5%)用处理液(PH为4.0,温度为50℃)喷雾1秒,处理液中含有钼酸铵的质量百分数为2%(以钼计算)、氟化氢铵的质量百分数为0.7%(以氟计算)。

实验2

实验钢片(镀层中铝的质量百分数含量为0.15%)用处理液(PH为5.7,温度为33℃)浸泡9秒,处理液中含有磷酸钼的质量百分数为2.8%(以钼计算)、氟硅酸的质量百分数为1.5%(以氟计算)、氢氟酸的质量百分数为0.3%(以氟计算),所含总的氟的质量百分数为1.8%。

实验3

实验钢片(镀层中铝的质量百分数含量为55%)用处理液(PH为3.6,温度为67℃)浸泡3秒,处理液中含有钼酸钠的质量百分数为1.5%(以钼计算)、氢氟酸的质量百分数为0.5%(以氟计算)。

实验4

实验钢片(镀层中铝的质量百分数含量为0.15%)用处理液(PH为4.0,温度为60℃)喷雾5秒,处理液中含有磷钼酸的质量百分数为0.3%(以钼计算)、氟化钠的质量百分

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