[发明专利]一种湿法冶炼电解锌用阴极板防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种湿法冶炼电解锌用阴极板防腐涂料及其制备方法，其是在纯铝阴极板上端至液位线下5cm的范围内施涂一层防腐涂料，该涂料由A、B两组方构成，其中A组分是由环氧树脂乳液、聚氨酯乳液、偶联剂、助剂、去离子水和无机颜填料经过高速研磨、搅拌制得的混合物；B组分是环氧胺类固化剂。使用时将A、B组分按一定比例混合均匀后进行施涂。本发明防腐涂料具有附着力强、致密性好、韧性好、机械强度大以及耐腐蚀性能良好的特点，应用于电积锌铝阴极板板面，可以增强阴极板抗腐蚀性能，延长其使用寿命，减少企业更换铝板的频率，降低制锌的生产成本。

技术领域

本发明属于湿法冶炼电解锌技术领域，具体涉及一种湿法冶炼电解锌用阴极板防腐涂料的制备方法。

背景技术

目前世界上湿法工艺炼锌约占锌总产量的80%，湿法电解锌使用的阴极板是纯铝压延板，阳极板是以铅银合金或铅银多元合金制造而成。锌电解沉积是在槽温37-42℃，槽电压3.2-3.3V，电流密度300A/m²-580 A/m²，析出周期为24h的工艺条件下将纯净的硫酸锌溶液连续送入电解槽，并将阴阳极板悬挂于槽内，在直流电的作用下，溶液中带正电的锌离子向阴极移动，并在阴极放电沉积以结晶状态析出，同时阳极生成氧气的过程。

在电解过程中，阴极铝板大部分面积浸泡在电解液中，小部分面积暴露在空气中，暴露在空气中的部分由于处于气液相界面处，直接跟空气中的氧气、二氧化碳、硫酸酸雾接触，这些腐蚀介质在铝板表面形成一个复杂的电化学腐蚀环境，处于此环境中的铝板会遭受到严重的腐蚀。但一般而言，铝阴极板表面腐蚀不是均匀腐蚀，其腐蚀表面不平整，使得锌难以剥离。另外，铝阴极板腐蚀消耗也会加快铝阴极板的更换频率，增加企业生产成本。由于腐蚀的发生，每生产一吨锌就要消耗0.2~0.3块电极板，2019年，我国锌产量约为624万吨，消耗极板125 ~ 187万块极板。因此，如何提高铝阴极板，尤其是裸露在液位线之上的铝阴极板的耐腐蚀性能、增加其使用寿命，成为锌冶炼厂关注的难题之一。

目前提升铝阴极板的使用寿命有两条途径，一是改善硫酸锌电解液的性能，二是提高铝阴极板的耐腐蚀性能。当前国际上的主流解决方案是在铝阴极板液面位置施加有机涂层进行防护，欧美国家湿法电解锌用阴极板液面位置都以涂料来进行保护，而且已经成为生产阴极板的标准配置。中国专利（CN101781780B）提出了一种提高电解锌用阴极铝板耐腐蚀性能的方法，该发明采用特殊的轧制油，利用常规的两辊不可逆、间歇式轧机轧制，轧制后立即采用处理硅酸钠溶液进行后续处理，得到表面平整且生成厚度较大、具有比较致密表面氧化层的铝阴极板，从而提高其耐腐蚀性能。中国专利（CN2887892Y）提出了在湿法电解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解锌阴阳极板的耐腐蚀性能，但该防腐层仅是一层环氧树脂或耐温防腐材料，其延长寿命较短，平均仅延长60天。中国专利（CN102953093A）提出了一种锌电积用阴极板防腐层及其制备方法，其采用喷涂或刮涂的方式在阴极板易腐蚀的液位线至导电梁之间的部位涂覆由底层、中间层和表层组成的防腐涂料；底层为与阴极板结合力较好的环氧改性漆；中间层为连接底漆与面漆、且防腐性能相对较好的防腐涂料；表层为防腐耐磨面漆。通过该防腐涂层的使用可将阴极板的使用寿命延长百分之三十到五十，减少了铝板的更换频率，但是该法喷涂次数较多，三层涂料完全干燥所需时间较长。中国专利（CN 109609009 A）提出了一种湿法冶炼电解锌阴极板液面涂料及其制备方法，该涂料由组份一与组份二按OH/NCO=1:1.1配比而成，所述组份一为多亚甲基多苯基多异氰酸酯，所述组份二由以下原料组成：开环环氧树脂、马来酸酐接枝改性SEBS树脂、氧化铬绿、填料、消泡剂、混合溶剂A，所述开环环氧树脂由以下原料组成：十八碳长链羧酸、环氧粉末树脂、二甲苯、混和溶剂B，漆膜对金属铝基材保护性好，能有效延长阴极板的使用寿命，但是该涂料在制备的过程中使用大量有机溶剂，溶剂在挥发过程中会污染环境、对人体有害。中国专利（CN 110467866 A）提出了一种双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料及其制备方法，其利用盐溶液对蒙脱土进行改性制成双电层纳米片填料，将其添加到水性聚氨酯/环氧树脂复合基料中，从而制成双电层水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料。中国专利（CN 108754396 A）提出了一种电解锌用阴极板表面防腐蚀涂层的制备方法，该发明是在纯铝阴极板上端至液位线下5cm的区域范围内喷涂一层陶瓷粉或者金属合金粉，以增加阴极板的抗腐蚀性能，从而使电解锌用阴极板的使用寿命延长2-3个月，但是该发明所述的涂层脆性大，而且该涂层孔隙较大使得腐蚀性离子会渗透进入界面，最终导致涂层脱落。