鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑及其製備方法

2023-06-25 11:00:06

專利名稱：鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種磷化劑及其製備方法，特別是一種鋼板工件噴塗塗裝前處 理常溫磷化劑及其製備方法
背景技術：
鋼鐵工件在噴塗塗裝前一般都要通過化學處理，在其表面生成一層保護膜， 這層保護膜的主要作用是 一是提高整體塗層的綜合防腐蝕性能，二是增強鋼 鐵工件基體與噴塗塗層之間的附著力，這是因為這層保護膜具有的多孔性和相 對的粗糙度，能使塗料滲透到孔隙中，達到噴塗塗料層與保護膜的緊密結合， 附著力提高的目的。
目前均採用磷化技術進行化學處理，利用現有的磷化劑進行化學處理時， 在生產線上的應用最突出的問題是全線加溫。加溫不僅消耗大量的能源，還由 於加溫會使磷化工作液加速產生大量的沉渣，造成磷化劑的浪費。其工藝流程 為槽浸高溫預脫脂、槽浸高溫脫脂、槽浸水洗、槽浸表調、槽浸中溫磷化、 槽浸水洗、槽浸熱水洗、卸件並掛到塗裝自動線鏈條掛鈎上、烘乾、冷卻、靜 電粉末噴塗、固化。不難看出，全預處理線上共有七個槽體，其中四個槽體採 用高溫和中溫加熱，在整個處理過程中，能源消耗量非常大。

發明內容
本發明的目的是提供一種使整個化學處理工藝簡單、操作方便、無需加溫、 降低能耗、生產成本低的鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑及其製備方法， 克服現有技術的不足。
本發明的鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑，由如下原料及質量百分比
混合構成
85%磷酸 12 46%
98%硝酸 2 9% 氧化鋅 6 18%
40%氟矽酸 0.2~2.8%
氫氟酸 0.1~3.3%硝酸鎳 0.5 5.5%
氯酸鉀 1~4%
檸檬酸 0.1-1.0%
硝酸鐵 0.1~0.6%
矽氟酸 0.1 0.15%
自來水 餘量。 所述的各種原料的質量百分比可為-
85%磷酸 29%
98%硝酸 5.5%
氧化鋅 12%
40%氟矽酸 1.5%
氫氟酸 1.7% 硝酸鎳 3%
氯酸鉀 2.5%
檸檬酸 0.55%
硝酸鐵 0.35%
矽氟酸 0.3%
自來水 餘量。
本發明的鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑的製備方法，先將1/3的自 來水加入到反應釜中，在常溫常壓下開動攪拌器，按150 250轉/分鐘的速度進 行攪拌，並依次加入85%磷酸和98%硝酸，再將硝酸鎳加入其中使其充分溶解， 然後徐徐加入氧化鋅攪拌使其充分溶解，再繼續加入氯酸鉀使其充分溶解，再 加入40%氟矽酸，然後依次加入矽氟酸、氫氟酸、檸檬酸、硝酸鐵和剩餘2/3 的自來水，攪拌至溶液呈綠色透明液體，取樣分析並放料包裝。
利用本發明的磷化劑對鋼板工件噴塗塗裝前處理可在常溫狀態下進行，使 整個化學處理工藝簡單，操作方便，由於無需加溫而省略了加溫設備，大大降 低了生產成本。
本發明的製備方法工藝簡單，易控制，好操作。
具體實施例方式
實施例1:
磷化劑由如下原料及質量百分比混合構成85%磷酸12千克，98%硝酸2千克，氧化鋅6千克，40%氟矽酸0.2千克， 氫氟酸0.1千克，硝酸鎳0.5千克，氯酸鉀1千克，檸檬酸0.1千克，硝酸鐵O.l 千克，矽氟酸0.1千克，自來水77.9千克。
實施例2:
磷化劑由如下原料及質量百分比混合構成
85°/。磷酸29千克，98%硝酸5.5千克，氧化鋅12千克，40%氟矽酸1.5千 克，氫氟酸1.7千克，硝酸鎳3千克，氯酸鉀2.5千克，檸檬酸 0.55千克，硝酸鐵0.35千克，矽氟酸0.3千克，自來水43.6千克。
實施例3:
磷化劑由如下原料及質量百分比混合構成
85%磷酸46千克，98%硝酸9千克，氧化鋅18千克，40%氟矽酸2.8千克， 氫氟酸3.3千克，硝酸鎳5.5千克，氯酸鉀4千克，檸檬酸1.0千克，硝酸鐵0.6 千克，矽氟酸0.15千克，自來水9.65千克。
實施例4:
磷化劑由如下原料及質量百分比混合構成
85%磷酸12千克，98°/。硝酸7千克，氧化鋅10千克，40%氟矽酸1千克， 氫氟酸2千克，硝酸鎳4.5千克，氯酸鉀2千克，檸檬酸0.9千克，硝酸鐵0.2 千克，矽氟酸0.13千克，自來水60.27千克。
實施例5:
本發明的鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑的製備方法，先將26千克的 自來水加入到反應釜中，在常溫常壓下開動攪拌器，按150~250轉/分鐘的速度 進行攪拌，並依次加入85%磷酸12千克和98%硝酸2千克，，再將硝酸鎳0.5 千克加入其中使其充分溶解，然後徐徐加入氧化鋅6千克攪拌使其充分溶解， 再繼續加入氯酸鉀1千克使其充分溶解，再加入40%氟矽酸0.2千克，然後依次 加入矽氟酸0.1千克、氫氟酸0.1千克、檸檬酸0.1千克、硝酸鐵0.1千克和自 來水51.9千克，攪拌至溶液呈綠色透明液體，取樣分析並放料包裝。
實施例6:
本發明的鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑的製備方法，先將14.5千克 的自來水加入到反應釜中，在常溫常壓下開動攪拌器，按150-250轉/分鐘的速 度進行攪拌，並依次加入85%磷酸29千克和98%硝酸5.5千克，再將硝酸鎳3 千克加入其中使其充分溶解，然後徐徐加入氧化鋅12千克攪拌使其充分溶解，
6再繼續加入氯酸鉀2.5千克使其充分溶解，再加入40%氟矽酸1.5千克，然後依 次加入矽氟酸0.3千克、氫氟酸1.7千克、檸檬酸0.55千克、硝酸鐵0.35千克 和自來水29.1千克，攪拌至溶液呈綠色透明液體，取樣分析並放料包裝。 實施例7:
本發明的鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑的製備方法，先將3.2千克的 自來水加入到反應釜中，在常溫常壓下開動攪拌器，按150-250轉/分鐘的速度 進行攪拌，並依次加入85%磷酸46千克和98%硝酸9千克，再將硝酸鎳5.5千 克加入其中使其充分溶解，然後徐徐加入氧化鋅18千克攪拌使其充分溶解，再 繼續加入氯酸鉀4千克使其充分溶解，再加入40%氟矽酸2.8千克，然後依次加 入矽氟酸0.15千克、氫氟酸3.3千克、檸檬酸1.0千克、硝酸鐵0.6千克和自來 水6.45丁克，攪拌至溶液呈綠色透明液體，取樣分析並放料包裝。
實施例8:
本發明的鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑的製備方法，先將20千克的 自來水加入到反應釜中，在常溫常壓下開動攪拌器，按150~250轉/分鐘的速度 進行攪拌，並依次加入85%磷酸12千克和98%硝酸7千克，再將硝酸鎳4.5千 克加入其中使其充分溶解，然後徐徐加入氧化鋅10千克攪拌使其充分溶解，再 繼續加入氯酸鉀2千克使其充分溶解，再加入40%氟矽酸1千克，然後依次加 入矽氟酸0.13千克、氫氟酸2千克、檸檬酸0.9千克、硝酸鐵0.2千克和自來水 40.27千克，攪拌至溶液呈綠色透明液體，取樣分析並放料包裝。
利用本發明的磷化劑的處理工藝為槽浸常溫預脫脂、槽浸常溫脫脂、槽 浸水洗、槽浸表調、槽浸常溫磷化、槽浸水洗、槽浸水洗、風槍吹水、卸件並 掛到塗裝自動線鏈條上、烘乾、冷卻、靜電粉末噴塗、固化。真正做到前處理 線全線常溫生產。
磷化膜的形成過程是一種人工誘導與控制的腐蝕過程，陽極不斷有金屬溶 解，陰極不斷有氫氣析出，晶粒不斷生成並且繼續成長，直到生成連續的不溶 於水的磷化膜。
磷化處理成膜的機理是在能溶於水的酸式磷化鹽溶液中，在含有氧化劑、 催化劑(統稱催化劑)的條件下，酸式磷酸鹽的水溶液與潔淨的鋼鐵金屬表面 相接觸時，酸式磷酸鹽分解，產生游離磷酸
3Me(H2P04)2 _^ Me3(P04)2+4H3P04
游離磷酸把被磷化的鋼鐵工件表面的鐵溶解下來，並放出氫氣，這時鋼鐵工件與磷化液相接觸的界面處酸度下降
Fe + 2H3P04_^ Fe (P204) 2 +H"
上述反應所釋放出來的氫氣被吸附在待磷化鋼鐵工件的表面上，從而阻止 了磷化膜結晶的形成。為了加速磷化反應的速度，使磷化時間縮短，並滿足加 工工藝的要求，在磷化處理的工作液中必須加入含有氧化劑和催化劑的促進劑， 也成之為去極化劑，以除去氫氣。比如常規的促進劑在磷化工作液中分解產生 的N02即可把氫氣氧化成水，在鋼鐵工件被磷化的表面溶解下來的亞鐵離子則 被N02氧化二價鐵離子FeP04，在磷化液的酸度條件下，FeP04幾乎完全不溶解， 於是就生成沉渣沉澱於槽底
2 Fe+2H2P04—+2IT+3 N02 _^ 2 FeP04+H20+3NOf
由於上述反應消耗了氫離子，從而降低了酸度，繼而在鋼鐵工件表面上 磷化膜就按下式沉積下來
3Me+2+2H2P04— _^ 4HT+Me3(P04)2(膜層)。
權利要求
1、一種鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑，其特徵在於由如下原料及質量百分比混合構成85％磷酸12～46％98％硝酸2～9％氧化鋅 6～18％40％氟矽酸 0.2～2.8％氫氟酸 0.1～3.3％硝酸鎳 0.5～5.5％氯酸鉀 1～4％檸檬酸 0.1～1.0％硝酸鐵 0.1～0.6％矽氟酸 0.1～0.15％自來水 餘量。
2、 根據權利要求l所述的鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑，其特徵在 於所述的各種原料及質量百分比為-29% 5.5% 12% 1.5% 1.7% 3% 2.5%檸檬酸 0.55% 硝酸鐵 0.35% 矽氟酸 0.3%自來水 餘量。
3、 一種根據權利要求1或2所述的鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑的 製備方法，其特徵在於先將1/3的自來水加入到反應釜中，在常溫常壓下開 動攪拌器，按150 250轉/分鐘的速度進行攪拌，並依次加入85%磷酸和98%硝酸，再將硝酸鎳加入其中使其充分溶解，然後徐徐加入氧化鋅攪拌使其充分溶 解，再繼續加入氯酸鉀使其充分溶解，再加入40%氟矽酸，然後依次加入矽氟 酸、氫氟酸、檸檬酸、硝酸鐵和剩餘2/3的自來水，攪拌至溶液呈綠色透明液 體，取樣分析並放料包裝。
全文摘要
鋼板工件噴塗塗裝前處理常溫磷化劑，由如下原料及質量百分比構成85％磷酸12～46％、98％硝酸2～9％、氧化鋅6～18％、40％氟矽酸0.2～2.8％、氫氟酸0.1～3.3％、硝酸鎳0.5～5.5％、氯酸鉀1～4％、檸檬酸0.1～1.0％、硝酸鐵0.1～0.6％、矽氟酸0.1～0.15％、自來水餘量。其製備方法先將1/3的自來水加入到反應釜中，在常溫常壓下攪拌，並依次加入85％磷酸和98％硝酸，再將硝酸鎳、氧化鋅加入攪拌使其充分溶解，再繼續加入氯酸鉀、40％氟矽酸，然後依次加入矽氟酸、氫氟酸、檸檬酸、硝酸鐵和剩餘2/3的自來水，攪拌至溶液呈綠色透明液體，取樣分析並放料包裝。本發明的磷化劑對鋼板工件噴塗塗裝前處理可在常溫狀態下進行，使整個化學處理工藝簡單，操作方便，省略了加溫設備，降低了生產成本。其製備方法工藝簡單，易控制，好操作。
文檔編號C23C22/05GK101665936SQ20091018764
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月27日 優先權日2009年9月27日
發明者偉 何, 明 周, 潘德順, 戈 王, 亮 秦, 顧士良 申請人:大連三達奧克化學股份有限公司