浸漬磷化用的磷酸鹽溶液的製作方法

2023-10-28 04:42:27 2

專利名稱：浸漬磷化用的磷酸鹽溶液的製作方法
技術領域：
本發明屬於金屬表面化學處理用的磷酸鹽溶液。
金屬，特別是黑色金屬表面的磷化處理已是眾所周知的方法了。鋅鈣型磷化液是近年來發展的、用於磷化處理的一種磷酸鹽溶液。本發明所述的磷酸鹽溶液屬於鋅鈣系磷化液的一種。它製造成本低、磷化膜細膩完整、吸漆量小、磷化速度快、磷化溫度低、排出的有害氣體少。適用於黑色金屬電泳塗漆或噴漆、烤漆前的表面防腐處理。
鋅鈣系磷化液品質的優劣，關鍵在於成膜物質的濃度、促進劑和添加劑品種的選定及數量配合。中國發明專利CN86100516A所述的鋅鈣系磷化液用單一硝酸根做促進劑/氧化劑，游離酸度大、磷化過程中放出大量氧化氮氣體，對廠房、設備腐蝕嚴重，操作環境惡劣;採用檸檬酸或其鹽做為添加劑，儘管能使磷化液在初始狀態下不產生沉澱，但隨時間的延續，絡合物累積至飽和，三價鐵離子仍必然以沉澱的形式析出。所以昂貴的檸檬酸或其鹽並不是解決三價鐵離子累積的關鍵;另外市售硝酸鈣均為四水合物，價格較高。自已製備使用的硝酸運輸又極為困難，這對遠離硝酸產地的廠家來說是非常不可取的;最後，使用單一硝酸根促進時，所需的磷化溫度也較高。
噴射磷化可以採用亞硝酸鹽做促進劑，但需用設備較為複雜，磷化液流失大，成本高。即使採用把亞硝酸鹽溶液不斷滴加到浸磷用的磷化槽裡的工藝，所產生的大量氧化氮氣體也是非常有害的。所以一般中小型企業不願採用。
本發明的目的，是製備一種硝酸根含量少或沒有，排出的有害氣體少，磷化溫度低、速度快，槽液游離酸度低，能長期穩定使用的浸漬磷化用的磷酸鹽溶液。
本發明的磷酸鹽溶液屬於鋅鈣系磷化液的一種，成膜物質以磷酸鋅鈣為主，採用間硝基苯磺酸鈉、氯酸根、硝酸根做為聯合促進劑，採用鎳離子、錳離子、乙二胺四乙酸二鈉做為添加劑。
本發明的磷酸鹽溶液中有效物質的重量組成為鋅離子∶鈣離子∶磷酸根離子∶硝酸根離子∶氯酸根離子∶間硝基苯磺酸鈉∶銨離子∶鎳離子∶乙二胺四乙酸二鈉∶錳離子＝1-3∶1-4.5∶21-32∶0-15∶0.3-10∶0.1-3∶1-1.5∶0.1-0.3∶0.08-0.15∶0-0.8。
本發明所述磷酸鹽溶液中，磷酸根離子濃度愈大，銨離子濃度相應也愈大，磷化速度也相應加快，磷化膜愈趨細膩完整。少量錳離子的存在能稍許降低磷化溫度。乙二胺四乙酸二鈉的存在對膜厚有促進作用。
本發明所採用的聯合促進劑中，間硝基苯磺酸鈉是必不可少的。它可以與氯酸根聯合使用，也可以與氯酸根、硝酸根共同使用。與硝酸根聯合使用時，間硝基苯磺酸鈉的濃度不應超過0.6克/升，否則槽液有令人不愉快的黃褐色。氯酸鹽應使用氯酸鈉。若使用氯酸鉀，會生成溶解度很小的間硝基苯磺酸鉀的沉澱。
本發明中使用的硝酸鈣可以用硝酸銨與氧化鈣反應製得。將硝酸銨的水溶液加到氧化鈣中，然後加熱驅除所生成的氨氣，過濾即得到硝酸鈣濃溶液。
本發明所述磷酸鹽溶液，可以製備成濃溶液以便於運輸，使用時用水稀釋至10-15倍原體積，這種溶液尤其適用於黑色金屬電泳塗漆前的磷化處理。金屬表面經除油除鏽水洗，不必再用草酸鈍化/活化，即可浸漬入本溶液中，在表面生成一種無定形非金屬磷酸鹽保護膜。這層保護膜呈鋼灰色、薄而緻密、耐腐蝕、吸漆量小。符合《鋼鐵工件塗漆前磷化處理技術條件》標準。
例1、鋅離子2克/升鈣離子2克/升磷酸根離子32克/升氯酸根離子2.2克/升間硝基苯磺酸鈉1.2克/升鎳離子0.2克/升水使溶液體積為1升用碳酸氫銨調整PH至2.6。經酸洗除油除鏽水洗的B2F鋼板，在58℃的該溶液中浸漬4分鐘，取出後水洗、乾燥。鋼板表面磷化膜厚1.5微米、鋼灰色、符合《鋼鐵工件塗漆前磷化處理技術條件》標準。
例2、鋅離子3克/升鈣離子4.5克/升磷酸根離子24克/升氯酸根離子1.0克/升間硝基苯磺酸鈉0.5克/升鎳離子0.2克/升乙二胺四乙酸二鈉0.12克/升硝酸根離子13.95克/升水使成1升體積用碳酸氫銨調整PH為2.8。經酸洗除油除鏽水洗的B2F鋼板，在60℃的上述溶液中浸漬4分鐘，取出後水洗、乾燥。鋼板表面磷化膜厚1.5微米、鋼灰色、符合《鋼鐵工件塗漆前磷化處理技術條件》標準。
權利要求
1.一種金屬表面化學處理用的磷酸鹽溶液。其特徵是由下述濃度的各種物質組成a、1-3克鋅離子/升、1.0-4.5克鈣離子/升、21-32克磷酸根離子/升。b、至少兩種下述促進劑0.1-3克間硝基苯磺酸鈉/升、0.3-10克氯酸根離子、0-15克硝酸根離子/升。c、0.1-0.3克鎳離子/升、0.08-0.15克乙二胺四乙酸二鈉/升、0-0.8克錳離子/升。
2.如權利要求1所述組成的磷酸鹽溶液，其特徵是PH2.4-2.9、磷化溫度是55℃-65℃。
3.如權利要求1、2所述的磷酸鹽溶液中鋅離子和鈣離子的重量比是1∶1-1.5、鋅離子和磷酸根離子的重量比是1∶7-19、間硝基苯磺酸鈉與氯酸根的重量比是1∶1-3.5。
4.如權利要求1-3所述的磷酸鹽溶液，其特徵是磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈣、磷酸二氫銨、硝酸鈣、硝酸鎳、間硝基苯磺酸鈉、氯酸鈉/氯酸鉀、乙二胺四乙酸二鈉的飽和溶液與水按比例混合，用磷酸或碳酸氫銨調整PH值。其中磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈣、磷酸二氫銨、硝酸鈣可分別用氧化鋅與磷酸、氧化鈣/碳酸鈣與磷酸、碳酸氫銨與磷酸、氧化鈣與硝酸銨反應製得。
全文摘要
本發明屬於金屬表面化學處理用的磷酸鹽溶液。用於黑色金屬表面的磷化處理。金屬除油除鏽後不必活化，與本發明的溶液接觸，即能形成磷酸鋅鈣保護膜。
文檔編號C23C22/22GK1032963SQ87107559
公開日1989年5月17日 申請日期1987年11月5日 優先權日1987年11月5日
發明者鄒鳳祥, 許庭志, 董順昌 申請人:鄒鳳祥, 許庭志, 董順昌