一種用於鋼板處理的無磷離子化成劑的製作方法
2023-05-31 03:22:26
專利名稱：一種用於鋼板處理的無磷離子化成劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種主要用於汽車或家電生產領域對鋼板類工件進行處理的無磷離 子化成劑。
背景技術：
在汽車或家電生產過程中，需要對鋼板類金屬工件進行塗裝以提高產品的耐蝕 性和耐候性，磷化處理是這一工序不可或缺的步驟。目前，磷化處理通常是指用含有鋅、鎳、錳和磷酸鹽的磷化液處理金屬表面， 在金屬表面形成具有一定耐蝕作用的不溶性磷酸鹽膜層的過程。這層磷酸鹽膜層可以提 高金屬基材與塗料的附著力，提高金屬的耐蝕性，因而磷化處理被廣泛地應用於汽車、 家電和鋼鐵工業等方面。因為磷化液中含有鋅、鎳、錳等重金屬元素會對人的身體健康和環境造成嚴重 的危害，磷元素會造成環境水體的富營養化，所以磷化液的廢水排放受到嚴格的限制， 為了滿足市場和環境的要求，開發一種能夠替代傳統磷化液的新型無磷無重金屬處理 液，具有重要的現實意義。
發明內容
為了解決以上問題，本發明的目的是提供一種可以處理冷軋鋼板和鍍鋅鋼板的 無磷離子化成劑，以取代現有的含磷及含鋅、鎳、錳等重金屬的磷化液，用本發明的這 種無磷離子化成劑處理鋼板類金屬工件，形成的膜層具有優良的耐蝕性，可以提高金屬 基材和塗料的附著力，塗裝性能達到或超過現有的三元鋅系磷化處理工藝。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。一種用於鋼板處理的無磷離子化成 劑，其特徵在於由無機相、有機相和水按如下重量百分比組成
無機相 5%、有機相1 5%、水餘量； 其中，
所述的無機相由以下原料按重量百分比組成
氟鋯酸5% 20%、氟鈦酸 2.5% 10%、硝酸鎂2%--4%、硝酸鋁 ^ 3%、硝酸鐵0.1%--1%、硝酸銨 1%、鈦酸正丁酯0.1%' 1%、六次甲基四胺0.01%' 0.5%水餘量；
所述的有機相由以下原料按重量百分比組成 矽烷偶聯劑 20% 25%、乙醇胺 10% 20%、 壬基酚聚氧乙烯醚5% 10%、水餘量。 上述的矽烷偶聯劑，可以採用3-氨丙基三乙氧基矽烷、3-氨丙基三甲氧基矽 烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基矽烷、3_氨丙基甲基二乙氧基矽烷、雙(3-三甲氧基甲矽烷基丙基)胺或雙(3-三乙氧基甲矽烷 基丙基)胺，但不並限於此，本領域的技術人員可以根據實際需要在現有技術中選用相 應的矽烷偶聯劑。本發明的製備方法如下無機相的製備方法按上述無機相配比，將水、氟鋯 酸及氟鈦酸置於容器中，在攪拌下依次加入硝酸鎂、硝酸鐵、硝酸鋁及硝酸銨，攪拌均 勻後加入六次甲基四胺和鈦酸正丁酯攪拌均勻即可。有機相的製備方法按上述有機相 配比，將水和壬基酚聚氧乙烯醚置於容器中，在攪拌下依次加入矽烷偶聯劑和乙醇胺， 攪拌均勻後即可。在使用時，按上述配比取無機相和有機相，然後加水攪拌均勻，即 可。本發明的有益效果是本發明中，氟鋯酸和氟鈦酸是無機成膜物質，它們使膜 層具有優良的耐蝕性；硝酸鎂、硝酸鐵、硝酸鋁及硝酸銨能夠促進和加速氟鋯酸和氟鈦 酸的成膜，矽烷偶聯劑和乙醇胺是有機成膜物質，它們可以提高膜層和塗料的附著力， 壬基酚聚氧乙烯醚促進矽烷偶聯劑和乙醇胺在化成劑中的溶解；鈦酸正丁酯可以在水 中發生水解反應，可以在鋼板表面形成微量的納米氧化鈦顆粒，有助於提高膜層的均勻 性，六次甲基四胺可以保持化成劑PH值的穩定性。本發明通過選擇合理的組分組合以及各組分之間的配比，配製的無磷離子化成 劑與陰極電泳配套良好，在冷軋鋼板和鍍鋅鋼板上形成的膜層具有優良的耐蝕性，5%中 性鹽霧可達到IOOOh以上。本發明中由於不含有鋅、鎳、錳等重金屬元素，因而不會 對人的身體健康和環境造成危害，由於不含有磷元素，因而不會造成環境水體的富營養 化。
具體實施例方式實施例1
(一)一種用於鋼板處理的無磷離子化成劑
1)無機相的組成
氟鋯酸 8%、 氟鈦酸4%、
硝酸鎂 3%、 硝酸鋁2%、
硝酸鐵 0.2%、硝酸銨 0.2%、 鈦酸正丁酯0.3%、六次甲基四胺0.02%、 水 82.28% ；
製備方法按上述配比，將水、氟鋯酸及氟鈦酸置於容器中，在攪拌下依次加入硝 酸鎂、硝酸鐵、硝酸鋁及硝酸銨，攪拌均勻後加入六次甲基四胺和鈦酸正丁酯攪拌均勻 即可；
2)有機相的組成
3_氨丙基三乙氧基矽烷22%、乙醇胺 12%、 壬基酚聚氧乙烯醚7%、水59%。製備方法按上述配比，將水和壬基酚聚氧乙烯醚置於容器中，在攪拌下依次 加入
3_氨丙基三乙氧基矽烷和乙醇胺，攪拌均勻後即可；3)化成劑
按重量百分比，取5%無機相、有機相和94%水，混合均勻，即可。本實施例矽烷偶聯劑採用3-氨丙基三乙氧基矽烷，也可以採用3-氨丙基三甲氧 基矽烷，N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷，N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基矽 烷，3-氨丙基甲基二乙氧基矽烷，雙(3-三甲氧基甲矽烷基丙基)胺或雙(3-三乙氧基甲 矽烷基丙基)胺代替。實施例2
(一)一種用於鋼板處理的無磷離子化成劑
1)無機相的組成
氟鋯酸 13%、 氟鈦酸6%、
硝酸鎂 2.5%、 硝酸鋁1.8%、
硝酸鐵 0.4%、 硝酸銨0.5%、
鈦酸正丁酯0.4%、 六次甲基四胺0.05%、 水75.35% ；
製備方法按上述配比，將水、氟鋯酸及氟鈦酸置於容器中，在攪拌下依次加入硝 酸鎂、硝酸鐵、硝酸鋁及硝酸銨，攪拌均勻後加入六次甲基四胺和鈦酸正丁酯攪拌均勻 即可；
2)有機相的組成
N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷 25%、乙醇胺20%、 壬基酚聚氧乙烯醚8%、水 47% ；
製備方法按上述配比，將水和壬基酚聚氧乙烯醚置於容器中，在攪拌下依次加入 N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷和乙醇胺，攪拌均勻後即可；
3)化成劑
按重量百分比，取3%無機相、2%有機相和95%水，混合均勻，即可。本實施例矽烷偶聯劑採用N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷，也可以採用 3_氨丙基三乙氧基矽烷，3-氨丙基三甲氧基矽烷，N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基 矽烷，3-氨丙基甲基二乙氧基矽烷，雙(3-三甲氧基甲矽烷基丙基)胺或雙(3-三乙氧基 甲矽烷基丙基)胺代替。實施例3
(二)一種用於鋼板處理的無磷離子化成劑 1) 無機相的組成
氟鋯酸 20%、 氟鈦酸 10%、 硝酸鎂 3.5%、 硝酸鋁 2.2%、 硝酸鐵 0.7%、硝酸銨 0.8%、 鈦酸正丁酯0.6%、 六次甲基四胺0.45%、 水61.75% ；
製備方法按上述配比，將水、氟鋯酸及氟鈦酸置於容器中，在攪拌下依次加入硝 酸鎂、硝酸鐵、硝酸鋁及硝酸銨，攪拌均勻後加入六次甲基四胺和鈦酸正丁酯攪拌均勻 即可；2)有機相的組成
雙(3-三甲氧基甲矽烷基丙基)胺 20%、乙醇胺 18%、 壬基酚聚氧乙烯醚6%、水56% ；
製備方法按上述配比，將水和壬基酚聚氧乙烯醚置於容器中，在攪拌下依次加入 雙(3-三甲氧基甲矽烷基丙基)胺和乙醇胺，攪拌均勻後即可；
3)化成劑
按重量百分比，取無機相、有機相和98%水，混合均勻，即可。本實施例矽烷偶聯劑採用雙(3-三甲氧基甲矽烷基丙基)胺，也可以採用3-氨 丙基三乙氧基矽烷，3-氨丙基三甲氧基矽烷，N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷， N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基矽烷，3-氨丙基甲基二乙氧基矽烷或雙(3-三乙氧 基甲矽烷基丙基)胺代替。實驗例
應用本發明的化成劑按照表1的處理工藝流程和工藝參數對冷軋鋼板和鍍鋅鋼板進 行預處理和電泳，獲得的樣板進行附著力和耐蝕性測試。表1樣板製備的工藝流程和工藝參數
權利要求
1. 一種用於鋼板處理的無磷離子化成劑，其特徵在於由無機相、有機相和水按如下 重量百分比組成無機相 5%、有機相1 5%、水餘量； 其中，所述的無機相由以下原料按重量百分比組成 氟鋯酸 5% 20%、 氟鈦酸2.5% 10%、硝酸鎂2% 4%、 硝酸鋁 3%、硝酸鐵 0.1% 1%、 硝酸銨0.1% 1%、鈦酸正丁酯0.1% 1%、 六次甲基四胺0.01% 0.5%、 水餘量；所述的有機相由以下原料按重量百分比組成 矽烷偶聯劑 20% 25%、乙醇胺 10% 20%、 壬基酚聚氧乙烯醚5% 10%、水餘量。
全文摘要
本發明涉及一種用於鋼板處理的無磷離子化成劑。技術方案是按重量百分比由無機相1％～5％、有機相1～5％、水餘量組成；所述無機相由氟鋯酸5％～20％、氟鈦酸2.5％～10％、硝酸鎂％～4％、硝酸鋁1％～3％、硝酸鐵0.1％～1％、硝酸銨0.1％～1％、鈦酸正丁酯0.1％～1％、六次甲基四胺0.01％～0.5、水餘量組成；所述有機相由矽烷偶聯劑20％～25％、乙醇胺10％～20％、壬基酚聚氧乙烯醚5％～10％、水餘量組成。用本發明的無磷離子化成劑處理鋼板類金屬工件，形成的膜層具有優良的耐蝕性，可提高金屬基材和塗料的附著力，5%中性鹽霧可達1000h以上，塗裝性能達到或超過三元鋅系磷化處理工藝。
文檔編號C23C22/34GK102011114SQ201010615789
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者周憲民, 張建偉, 張洋, 張蕾, 慄榮賀, 謝贇 申請人:瀋陽帕卡瀨精有限總公司