一种锌电积用阴极板涂层制作方法与流程

本发明属于锌电积阴极板防腐技术领域，具体的说，涉及一种锌电积用阴极板涂层制作方法。

背景技术：

湿法电积锌用阴极板是以纯铝压延板，阳极板是以铅-银合金、铅-银多元合金制造。在生产过程中，阴极板与阳极板的板面绝大部分浸没在电积槽中的硫酸锌溶液里，在直流电的作用下，阴极、阳极各发生放电沉积，将硫酸锌中的锌沉积出来附着于阴极板的板面上，其电积沉积的总电化学反应式为：2znso4+2h2o=2zn+2h2so4+o2在生产过程中，锌阴极铝板裸露在电积槽中硫酸锌溶液以外及铝板两侧端的部分，由于长期遭硫酸与f、cl的作用，腐蚀特别严重。虽然浸没在电积槽硫酸锌溶液里的阴极板面基本完好，但因板面上部和板面两侧端腐蚀严重，不能继续使用，造成阴极板使用寿命短，增加了生产成本。随着优质锌精矿资源的减少，电积锌原料日益复杂，造成硫酸锌溶液中氟/氯离子超标，而对阴极板腐蚀影响最大因素是氟离子，因此致使阴极板腐蚀程度加剧。

通过喷涂涂层防止阴极板腐蚀有较多研究。例如专利cn2887892y提出了在湿法电积锌用的阴极板与阳极板的板颈表面涂一层防腐层的方法来延长电积锌阴阳极板的耐腐蚀性能，通过涂覆了环氧树脂或耐温防腐材料，延长极板寿命至平均60天。专利cn201495302u公开了一种电积锌阴极板的制备方法，提出采用在极板上端裸露在电积液上的部位安装防腐条，其所述的防腐条是用合成材料制成的，将其安装在极板上部不会因受恶劣气体的腐蚀而损坏，因而可延长阴极板的使用寿命。

但目前的锌电积阴极板涂层存在几个方面的不足：（1）涂层使用寿命短；（2）涂层与阴极板粘结不牢，容易鼓包、脱落；（4）喷涂面积控制不好，存在漏涂或多涂现象等问题。（5）喷涂涂层的制作周期长，占地面积大。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种锌电积用阴极板涂层制作方法，通过压花、清洗和双层涂层，制备出的涂层阴极板涂层致密、与极板结合牢固，极大地延长了阴极板的使用寿命。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

所述的锌电积用阴极板涂层制作方法包括以下步骤：

1）将焊接好阴极梁和导电头的锌电积用阴极板进行压花；

2）将压花后的锌电积用阴极板碱洗和水洗，再酸洗和水洗；打磨后再用异丙醇将极板清洗干净；

3）将清洗干净的锌电积用阴极板贴上美纹纸，喷涂第一层涂层后烘干，再喷涂第二层涂层后去除美纹纸；

4）将锌电积用阴极板采用绝缘材料注塑后，得到带涂层锌电积用阴极板。

进一步的，步骤2）中，碱洗采用质量浓度为20～40%的氢氧化钠溶液。

进一步的，步骤2）中，酸洗采用质量浓度为20～40%的盐酸溶液。

进一步的，步骤2）中，异丙醇是工业级的，品位≥99.7%，酸含量（以乙酸计）≤0.002%，蒸发残渣≤0.005％羰基含量（以丙酮计）≤0.02％，硫化物含量（以s计）≤2ppm。

进一步的，步骤3）第一层涂层是双酚a型酚醛环氧树脂。

进一步的，双酚a型酚醛环氧树脂涂层的烘干温度30-35℃，烘烤时间0.5-1h。

进一步的，步骤3）第二层涂层是乙烯基甲酸。

进一步的，乙烯基甲酸涂层烘干温度100-140℃，烘烤时间1-4h。

本发明的有益效果：

本发明采用酸洗、碱洗和异丙醇综合清洗，能够将极板表面清洗干净，涂层和极板表面结合紧密；采用压花工艺，能够增加极板表面粗糙度，有效防止涂层和绝缘条脱落；涂层与锌电积用阴极板表面粘合更加紧密，能够有效防止电解液的浸蚀，有利于延长锌电积用阴极板寿命；美纹纸粘贴在极板两侧绝缘条内侧和上部液面线以下，防止喷涂底漆和面漆时，涂到其他地方，避免减小极板有效电积面积，达到提高电效的目的；本发明分为两层喷涂，涂层件结合更加紧密，防腐蚀功能增强，可将锌电积用阴极板的使用寿命增加40%以上。

附图说明

图1是本发明的工艺流程简图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

一种锌电积用阴极板涂层制作方法：

1）将焊接好阴极梁和导电头的锌电积用阴极板进行压花。采用压花机将该位置均匀布满直径0.5～1mm的凹点，每个凹点间间隔0.5～1mm。

2）将压花后的锌电积用阴极板用质量浓度为20～40%的氢氧化钠溶液碱洗，碱洗后用生产水冲洗；再用质量浓度为20～40%的盐酸溶液酸洗，酸洗后用生产水冲洗；打磨后再用异丙醇将极板清洗干净。

3）将清洗干净的锌电积用阴极板贴上美纹纸，第一层涂上双酚a型酚醛环氧树脂涂层，30-35℃下烘烤0.5-1h；再喷涂第二层乙烯基甲酸涂层，100-140℃下烘烤1-4h后去除美纹纸。整个烘烤过程在烤房内完成，以保证涂层的受热均匀。

双酚a型酚醛环氧树脂涂层，对金属底材有良好的粘附力，且具有优异的机械性能。该树脂的环氧基团官能度大于2，具有更大的交联密度和更强的防腐能力，且具有良好的防腐性、耐化学品性、耐热性(包括耐热电解质性)和耐磨性。第二层涂层烘干温度100-140℃，烘烤时间1-4h。在该温度下，第一层涂层双酚a型酚醛环氧树脂与第二层涂层乙烯基甲酸发生固化交联反应生成乙烯基树脂。反应机理：在100-140℃下，第二层涂层乙烯基甲酸受热分解产生自由基，在氧化还原条件下，这些自由基首先与第一层涂层双酚a型酚醛环氧树脂中的不饱和碳碳双键发生反应，然后第二层涂层乙烯基甲酸的活体单体优先与第一层涂层双酚a型酚醛环氧树脂中的大分子侧链双键进行共聚，然后发生连续加成使得链开始增长，从而形成大分子自由基，然后增长自由基开始相互反应，最后链段终止，从而完成生产乙烯基树脂。该反应分为三个阶段：第一阶段为凝胶阶段，是第一层涂层双酚a型酚醛环氧树脂加入第二层涂层乙烯基甲酸变成凝胶状态，树胶逐渐失去流动性，该阶段对乙烯基树脂的成型和质量起决定性作用；第二阶段为硬化阶段，是乙烯基树脂从凝胶状态到成型阶段；第三阶段为完全固化阶段，是乙烯基树脂完全变为坚硬固体的阶段。该工艺生产的乙烯基树脂成分更加均匀致密，能够大幅延长锌电积用阴极板寿命。该涂层能够与锌电积用阴极板表面粘合更加紧密，能够有效防止电解液的浸蚀，有利于延长锌电积用阴极板寿命。

5）将锌电积用阴极板采用绝缘材料注塑后，得到带涂层锌电积用阴极板。

步骤2）中，异丙醇是工业级的，品位≥99.7%，酸含量（以乙酸计）≤0.002%，蒸发残渣≤0.005％羰基含量（以丙酮计）≤0.02％，硫化物含量（以s计）≤2ppm。

步骤3）中，美纹纸是单面带胶的。美纹纸粘贴在锌电积用阴极板两侧绝缘条内侧和上部液面线以下，防止喷涂第一、二层涂层时，涂到其他地方，避免减小极板有效电积面积。

实施例1

将焊接好阴极梁和导电头的锌电积用阴极板两侧绝缘条粘结的位置，采用压花机进行压花。使该位置均匀布满直径0.5mm的凹点，每个凹点间间隔1mm，有利于涂层和绝缘材料固定在锌电积用阴极板表面上。

将压花后的极板采用含20%的氢氧化钠溶液进行碱洗后，用生产水水洗。再用含40%的盐酸溶液进行酸洗后，用生产水水洗。然后将压花位置打磨光滑后，再用异丙醇将极板清洗干净。

将清洗干净的极板贴上美纹纸，美纹纸粘贴在极板两侧绝缘条内侧和上部液面线以下，防止喷涂第一、二层涂层时，涂到其他地方，避免减小极板有效电积面积。然后在绝缘条位置和液面线以上喷涂第一层涂层后，送到烘烤房在30℃，烘烤时间1h。然后在28-35℃的温度下在绝缘条位置和液面线以上喷涂第二层涂层后，去除美纹纸，送到烘烤房在100℃，烘烤时间4h。第一层涂层双酚a型酚醛环氧树脂与第二层涂层乙烯基甲酸发生固化交联反应生成乙烯基树脂。

最后，将阴极板采用绝缘材料注塑后，得到合格的带涂层锌电积用阴极。得到的带涂层锌电积用阴极使用寿命延长至400天以上，通过对更换下的阴极板观察发现，涂层从边缘开始翘起，并在边缘被腐蚀后，涂层逐渐从阴极板上脱离，最终阴极板被腐蚀，未脱落涂层无鼓包，脱落的涂层致密无分层。

实施例2

将焊接好阴极梁和导电头的锌电积用阴极板两侧绝缘条粘结的位置，采用压花机进行压花。使该位置均匀布满直径0.75mm的凹点，每个凹点间间隔0.75mm，有利于涂层和绝缘材料固定在锌电积用阴极板表面上。

将压花后的极板采用含30%的氢氧化钠溶液进行碱洗后，用生产水水洗。再用含30%的盐酸溶液进行酸洗后，用生产水水洗。然后将压花位置打磨光滑后，再用异丙醇将极板清洗干净。

将清洗干净的极板贴上美纹纸，美纹纸粘贴在极板两侧绝缘条内侧和上部液面线以下，防止喷涂第一、二层涂层时，涂到其他地方，避免减小极板有效电积面积。然后在绝缘条位置和液面线以上喷涂第一层涂层后，送到烘烤房在32.5℃，烘烤时间0.75h。然后在28-35℃的温度下，在绝缘条位置和液面线以上喷涂第二层涂层后，去除美纹纸，送到烘烤房在120℃，烘烤时间2.5h。第一层涂层双酚a型酚醛环氧树脂与第二层涂层乙烯基甲酸发生固化交联反应生成乙烯基树脂。

最后，将阴极板采用绝缘材料注塑后，得到合格的带涂层锌电积用阴极。得到的带涂层锌电积用阴极使用寿命延长至360天以上，通过对更换下的阴极板观察发现，涂层从边缘开始翘起，并在边缘被腐蚀后，涂层逐渐从阴极板上脱离，最终阴极板被腐蚀，未脱落涂层无鼓包，脱落的涂层致密无分层。

实施例3

将焊接好阴极梁和导电头的锌电积用阴极板两侧绝缘条粘结的位置，采用压花机进行压花。使该位置均匀布满直径1mm的凹点，每个凹点间间隔0.5mm，有利于涂层和绝缘材料固定在锌电积用阴极板表面上。

将压花后的极板采用含40%的氢氧化钠溶液进行碱洗后，用生产水水洗。再用含20%的盐酸溶液进行酸洗后，用生产水水洗。然后将压花位置打磨光滑后，再用异丙醇将极板清洗干净。

将清洗干净的极板贴上美纹纸，美纹纸粘贴在极板两侧绝缘条内侧和上部液面线以下，防止喷涂第一、二层涂层时，涂到其他地方，避免减小极板有效电积面积。然后在绝缘条位置和液面线以上喷涂第一层涂层后，送到烘烤房在35℃，烘烤时间0.5h。然后，在28-35℃的温度下，在绝缘条位置和液面线以上喷涂第二层涂层后，去除美纹纸，送到烘烤房在120℃，烘烤时间2.5h。第一层涂层双酚a型酚醛环氧树脂与第二层涂层乙烯基甲酸发生固化交联反应生成乙烯基树脂。

最后，将阴极板采用绝缘材料注塑后，得到合格的带涂层锌电积用阴极。得到的带涂层锌电积用阴极使用寿命延长至380天以上，通过对更换下的阴极板观察发现，涂层从边缘开始翘起，并在边缘被腐蚀后，涂层逐渐从阴极板上脱离，最终阴极板被腐蚀，未脱落涂层无鼓包，脱落的涂层致密无分层。

对比例1

将焊接好阴极梁和导电头的锌电积用阴极板两侧绝缘条粘结的位置，采用压花机进行压花。使该位置均匀布满直径1mm的凹点，每个凹点间间隔0.5mm，有利于涂层和绝缘材料固定在锌电积用阴极板表面上。

将压花后的极板采用含40%的氢氧化钠溶液进行碱洗后，用生产水水洗。再用含20%的盐酸溶液进行酸洗后，用生产水水洗。然后将压花位置打磨光滑后，再用异丙醇将极板清洗干净。

将清洗干净的极板贴上美纹纸，美纹纸粘贴在极板两侧绝缘条内侧和上部液面线以下，防止喷涂第一、二层涂层时，涂到其他地方，避免减小极板有效电积面积。然后在绝缘条位置和液面线以上喷涂第一层涂层后，送到烘烤房在35℃，烘烤时间0.5h。然后，在28-35℃的温度下，在绝缘条位置和液面线以上喷涂第二层涂层后，去除美纹纸，送到烘烤房在95℃，烘烤时间2.5h。最后，将阴极板采用绝缘材料注塑后，得到合格的带涂层锌电积用阴极。得到的带涂层锌电积用阴极使用寿命180天左右，通过对更换下的阴极板观察发现，涂层从边缘开始翘起，并在边缘被腐蚀后，涂层逐渐从阴极板上脱离，最终阴极板被腐蚀，涂层区中部阴极板腐蚀明显，未脱落涂层有明显鼓包，涂层与阴极板的粘合较差；脱落的涂层分成两层翘起，双酚a型酚醛环氧树脂和乙烯基甲酸没有充分反应，出现分层。

对比例2

将焊接好阴极梁和导电头的锌电积用阴极板两侧绝缘条粘结的位置，采用压花机进行压花。使该位置均匀布满直径1mm的凹点，每个凹点间间隔0.5mm，有利于涂层和绝缘材料固定在锌电积用阴极板表面上。

将压花后的极板采用含40%的氢氧化钠溶液进行碱洗后，用生产水水洗。再用含20%的盐酸溶液进行酸洗后，用生产水水洗。然后将压花位置打磨光滑后，再用异丙醇将极板清洗干净。

将清洗干净的极板贴上美纹纸，美纹纸粘贴在极板两侧绝缘条内侧和上部液面线以下，防止喷涂第一、二层涂层时，涂到其他地方，避免减小极板有效电积面积。然后在绝缘条位置和液面线以上喷涂第一层涂层后，送到烘烤房在35℃，烘烤时间0.5h。然后，在常温下，在绝缘条位置和液面线以上喷涂第二层涂层后，去除美纹纸，送到烘烤房在95℃，烘烤时间2.5h。最后，将阴极板采用绝缘材料注塑后，得到合格的带涂层锌电积用阴极。得到的带涂层锌电积用阴极使用寿命150天左右，通过对更换下的阴极板观察发现，涂层从边缘开始翘起，并在边缘被腐蚀后，涂层逐渐从阴极板上脱离，最终阴极板被腐蚀，涂层区中部阴极板腐蚀明显，未脱落涂层有明显鼓包，涂层与阴极板的粘合较差；脱落的涂层分成两层翘起。

对比例3

将焊接好阴极梁和导电头的锌电积用阴极板两侧绝缘条粘结的位置，采用压花机进行压花。使该位置均匀布满直径1mm的凹点，每个凹点间间隔0.5mm，有利于涂层和绝缘材料固定在锌电积用阴极板表面上。

将压花后的极板采用含40%的氢氧化钠溶液进行碱洗后，用生产水水洗。再用含20%的盐酸溶液进行酸洗后，用生产水水洗。然后将压花位置打磨光滑后，再用异丙醇将极板清洗干净。

将清洗干净的极板贴上美纹纸，美纹纸粘贴在极板两侧绝缘条内侧和上部液面线以下，防止喷涂第一、二层涂层时，涂到其他地方，避免减小极板有效电积面积。然后在绝缘条位置和液面线以上喷涂第一层涂层后，送到烘烤房在35℃，烘烤时间0.5h。然后，在28-35℃的温度下，在绝缘条位置和液面线以上喷涂第二层涂层后，去除美纹纸，送到烘烤房在145℃，烘烤时间2.5h。最后，将阴极板采用绝缘材料注塑后，得到合格的带涂层锌电积用阴极。得到的带涂层锌电积用阴极使用寿命240天左右，通过对更换下的阴极板观察发现，涂层从边缘开始翘起，并在边缘被腐蚀后，涂层逐渐从阴极板上脱离，最终阴极板被腐蚀，未脱落涂层无鼓包，脱落的涂层翘起，双酚a型酚醛环氧树脂和乙烯基甲酸的反应温度过高，生成乙烯基树脂老化，严重影响寿命。

对比例4

将焊接好阴极梁和导电头的锌电积用阴极板两侧绝缘条粘结的位置，采用压花机进行压花。使该位置均匀布满直径1mm的凹点，每个凹点间间隔0.5mm，有利于涂层和绝缘材料固定在锌电积用阴极板表面上。

将压花后的极板采用含40%的氢氧化钠溶液进行碱洗后，用生产水水洗。再用含20%的盐酸溶液进行酸洗后，用生产水水洗。然后将压花位置打磨光滑后，再用异丙醇将极板清洗干净。

将清洗干净的极板贴上美纹纸，美纹纸粘贴在极板两侧绝缘条内侧和上部液面线以下，防止喷涂第一、二层涂层时，涂到其他地方，避免减小极板有效电积面积。然后在绝缘条位置和液面线以上喷涂第一层涂层后，送到烘烤房在35℃，烘烤时间0.5h。然后，在常温下，在绝缘条位置和液面线以上喷涂第二层涂层后，去除美纹纸，送到烘烤房在120℃，烘烤时间2.5h。第一层涂层双酚a型酚醛环氧树脂与第二层涂层乙烯基甲酸发生固化交联反应生成乙烯基树脂。

最后，将阴极板采用绝缘材料注塑后，得到合格的带涂层锌电积用阴极。得到的带涂层锌电积用阴极使用寿命180天左右，通过对更换下的阴极板观察发现，涂层从边缘开始翘起，并在边缘被腐蚀后，涂层逐渐从阴极板上脱离，最终阴极板被腐蚀，未脱落涂层无鼓包，脱落的涂层翘起，双酚a型酚醛环氧树脂和乙烯基甲酸的反应温度过高，生成乙烯基树脂老化。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。