PSA與MSA電鍍錫產(chǎn)品庫存3年后的性能對比

陳遠洪，魏學東，張誠

（河鋼集團衡水板業(yè)有限公司，河北 衡水 053000）

電鍍錫板是一種環(huán)保、安全的包裝材料，廣泛用于食品罐、飲料罐、氣霧罐、化工桶和各類包裝雜罐[1]。但在日益嚴峻的環(huán)保形勢下，苯酚磺酸(簡稱 PSA)鍍錫體系由于排放廢水 COD(化學需氧量)高，廢鍍液需通過化學氧化還原處理，且存在不徹底的風險，已經(jīng)不能滿足環(huán)保形勢的要求。甲基磺酸(簡稱MSA)鍍錫體系鍍液的COD是PSA鍍液的1/10，同時兼?zhèn)涔に嚥僮鞔翱趶V、藥品無毒副作用的優(yōu)點。MSA鍍錫滿足《關(guān)于限制在電子電氣設(shè)備中使用某些有害成分的指令》(RoHS)、《化學品的注冊、評估、授權(quán)和限制》(REACH)法規(guī)的要求，是一種環(huán)保型工藝，其鍍液中含有的MSA按照經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)對有機生物降解性能的評價標準，屬于易生物降解有機物，在24 d內(nèi)可以完全降解，符合環(huán)保的需要。

國內(nèi)某電鍍錫機組于2016年12月將原PSA鍍錫體系成功切換為MSA鍍錫體系。為準確對比2種工藝的產(chǎn)品質(zhì)量，MSA切換前選取3卷鐵，規(guī)格分別為0.2 × 800 × C(鍍錫量2.8/5.6)、0.18 × 823 × C(鍍錫量1.1/1.1)和0.19 × 832 × C(鍍錫量2.0/2.0)，先使用原來的PSA工藝生產(chǎn)出不同鍍錫量的產(chǎn)品，合計生產(chǎn)半卷約5 t之后切退；在MSA切換后，確保設(shè)定電流、邊緣罩位置與前半卷生產(chǎn)的一致，槽液溫度等工藝參數(shù)穩(wěn)定后，用剩余半卷生產(chǎn)對應(yīng)的產(chǎn)品。此3卷產(chǎn)品于2016年12月生產(chǎn)，庫存至實驗時已超過3年。

1 兩種鍍錫體系鍍錫產(chǎn)品的質(zhì)量對比

1.1 鍍錫量的均勻性

按GB/T 1838–2008《電鍍錫鋼板鍍錫量試驗方法》，檢測錫板橫向鍍錫量分布，正面由操作側(cè)到傳動側(cè)依次檢測10個點；點1和點10為邊部沖2個半圓拼接后檢測，反面由操作側(cè)到傳動側(cè)依次檢測10個或11個點；點1和點10(或點11)為邊部沖2個半圓拼接后檢測，檢測結(jié)果如圖1和圖2所示?？梢奙SA鍍錫工藝邊緣鍍錫量超厚的程度(即邊緣效應(yīng))較PSA鍍錫工藝有所減輕。

圖1 兩種鍍錫工藝在不同正面鍍錫量下的均勻性對比Figure 1 Uniformity comparison of two types of tin electroplating processes under different deposition amounts of tin in front side

圖2 兩種鍍錫工藝在不同反面鍍錫量下的均勻性對比Figure 2 Uniformity comparison of two types of tin electroplating processes under different deposition amounts of tin in back side

1.2 氧化膜檢測情況

使用寶鋼技術(shù)中心生產(chǎn)的氧化膜測試儀檢測氧化膜，結(jié)果見表1。可見MSA工藝樣品的氧化程度較PSA工藝樣品略低。

表1 正反面氧化膜的檢測數(shù)據(jù)Table 1 Inspection data of oxide films in front and back sides

1.3 鐵溶出情況

按GB/T 22316–2008《電鍍錫鋼板耐腐蝕性試驗方法》進行檢測，結(jié)果是指20.4 cm2鍍錫板表面的鐵溶出量，依據(jù)GB/T 2520–2017《冷軋電鍍錫鋼板及鋼帶》的要求，檢測結(jié)果見表2。MSA工藝樣品的鐵溶出值較PSA工藝樣品略低，但兩種工藝樣品的檢測結(jié)果均低于國標。

表2 兩種工藝鐵溶出值的檢測結(jié)果Table 2 Test results of iron dissolution values for two processes

1.4 黑灰情況

在鍍錫板上放置好干凈的濾紙，在濾紙上放置一個重1 kg的圓形砝碼(直徑75 mm)，按垂直于鋼板軋制方向勻速拖動紙巾500 mm，取下砝碼后比對濾紙檢測部位發(fā)黑情況，判級結(jié)果見表3?？梢奙SA工藝樣品的黑灰情況比PSA工藝樣品好。

表3 兩種工藝黑灰情況檢測對比Table 3 Comparison of smudge grades of two processes

1.5 晶粒度情況

依 GB/T 2520–2017的要求，按 GB/T 22316–2008對鍍錫量 5.6 g/m2的樣板進行檢測后根據(jù) GB/T 6394–2002《金屬平均晶粒度測定方式》判級，PSA工藝的粒度被評為8級，MSA工藝為7級，均符合不大于9級的要求，且MSA工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品的晶粒比PSA工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品的晶粒要大。

2 兩種鍍錫體系產(chǎn)品印鐵檢測相關(guān)項目的對比

分別將PSA工藝和MSA工藝生產(chǎn)的2.8/5.6、1.1/1.1(只檢測正面)、2.0/2.0(只檢測正面)鍍錫板送印鐵廠進行涂布，涂布量7 ～ 8 g/m2，烘烤溫度(203 ± 5) °C，按 QB/T2763–2006《涂覆鍍錫(或鉻)薄鋼板》對不同烘烤次數(shù)的產(chǎn)品進行涂印性能檢測，結(jié)果見表4至表6。MSA工藝樣品的附著力在第一次烘烤時與PSA工藝樣品基本一致，但烘烤二三次時比PSA工藝稍好。其余指標則基本一致，無明顯差別。

表4 兩種工藝鍍錫板一次涂布一次烘烤后涂層的性能Table 4 Properties of coatings on tinplates prepared by two processes after being baked for one time

表5 兩種工藝鍍錫板一次涂布二次烘烤后涂層的性能Table 5 Properties of coatings on tinplates prepared by two processes after being baked twice

表6 兩種工藝鍍錫板一次涂布三次烘烤后涂層的性能Table 6 Properties of coatings on tinplates prepared by two processes after being baked for three times

3 結(jié)論

同卷基板前半卷使用PSA工藝鍍錫，后半卷使用MSA工藝鍍錫，同樣條件下庫存3年后，各項檢測數(shù)據(jù)及印鐵涂布內(nèi)涂料后的性能檢測均表明它們的各指標都符合標準要求，并且 MSA工藝在生產(chǎn)的電鍍錫產(chǎn)品多個檢測項目上優(yōu)于PSA工藝生產(chǎn)的電鍍錫產(chǎn)品。