PSA與MSA電鍍錫產品庫存3年后的性能對比

陳遠洪，魏學東，張誠

（河鋼集團衡水板業有限公司，河北 衡水 053000）

電鍍錫板是一種環保、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，已經不能滿足環保形勢的要求。甲基磺酸(簡稱MSA)鍍錫體系鍍液的COD是PSA鍍液的1/10，同時兼備工藝操作窗口廣、藥品無毒副作用的優點。MSA鍍錫滿足《關于限制在電子電氣設備中使用某些有害成分的指令》(RoHS)、《化學品的注冊、評估、授權和限制》(REACH)法規的要求，是一種環保型工藝，其鍍液中含有的MSA按照經濟合作與發展組織(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內可以完全降解，符合環保的需要。

國內某電鍍錫機組于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種工藝的產品質量，MSA切換前選取3卷鐵，規格分別為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工藝生產出不同鍍錫量的產品，合計生產半卷約5 t之后切退；在MSA切換后，確保設定電流、邊緣罩位置與前半卷生產的一致，槽液溫度等工藝參數穩定后，用剩余半卷生產對應的產品。此3卷產品于2016年12月生產，庫存至實驗時已超過3年。

1 兩種鍍錫體系鍍錫產品的質量對比

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，正面由操作側到傳動側依次檢測10個點；點1和點10為邊部沖2個半圓拼接后檢測，反面由操作側到傳動側依次檢測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，檢測結果如圖1和圖2所示。可見MSA鍍錫工藝邊緣鍍錫量超厚的程度(即邊緣效應)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

使用寶鋼技術中心生產的氧化膜測試儀檢測氧化膜，結果見表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據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，結果是指20.4 cm2鍍錫板表面的鐵溶出量，依據GB/T 2520–2017《冷軋電鍍錫鋼板及鋼帶》的要求，檢測結果見表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果均低于國標。

表2 兩種工藝鐵溶出值的檢測結果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黑情況，判級結果見表3。可見MSA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 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工藝生產的產品的晶粒比PSA工藝生產的產品的晶粒要大。

2 兩種鍍錫體系產品印鐵檢測相關項目的對比

分別將PSA工藝和MSA工藝生產的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》對不同烘烤次數的產品進行涂印性能檢測，結果見表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，各項檢測數據及印鐵涂布內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工藝在生產的電鍍錫產品多個檢測項目上優于PSA工藝生產的電鍍錫產品。