一種冷軋板表面磷化膜剝離劑及使用方法

2023-06-13 08:16:41

專利名稱：一種冷軋板表面磷化膜剝離劑及使用方法
技術領域：
本發明涉及一種冷軋板表面磷化膜剝離劑，特別是ー種適用於在家電領域使用的冷軋板表面磷化膜剝離劑及使用方法。
背景技術：
家電用冷軋板是冷軋高端產品之一。隨著人們生活水平的日益提高，人們對家電產品的要求也越來越高，除了要求家電產品具有優良的功能性能外，人們對其耐蝕、裝飾等非功能性能也有了更高的要求。對家電用冷軋板進行塗裝處理，是目前廣大家電生產廠家為了保證家電用冷軋板具有優良的裝飾性能和耐蝕性能而採用的最為直接、效果也最為明顯的方法。家電用冷軋板在塗裝前進行磷化處理，可以明顯的提高家電用冷軋板的裝飾性能和耐蝕性能，因此磷 化質量的好壞會直接影響到家電產品的非功能性能。磷化成膜反應是一系列很複雜的過程，現場生產的磷化工藝以及家電用冷軋板本身質量都會對家電用冷軋板的磷化質量產生嚴重的影響，因此，在實際磷化生產過程中，經常會出現磷化膜晶粒粗大、磷化膜不均勻、磷化膜不緻密、磷化膜發藍、磷化膜發黃等磷化缺陷，嚴重影響家電生產廠家的正常生產。目前，為了解決上述磷化缺陷問題，生產廠家採用的方法是將上述冷軋板表面的磷化膜剝離以後重新進行磷化處理。經過檢索與諮詢，目前剝離磷化膜的藥劑有兩種一是磷化膜皮膜剝離劑，其組成為三氧化鉻(5wt% ) +水(95wt% )，使用條件是在75°C下浸泡試樣15min。使用該藥劑進行磷化膜的剝離，由於加溫造成能源浪費、生產成本提高，同時磷化膜剝離時間需要15min，比較費時、降低勞動生產率，最為嚴重的是三氧化鉻中含有的六價鉻為劇毒物質，由於六價鉻毒性較強，歐盟RoHS指令2002/95/EC對2006年7月I日後投放歐盟市場的電子電氣設備中Cr(VI)等六種有害物質作了限制規定，同時隨著我國加入WTO以及人們環保意識的增強，在家電等生產領域已經開始禁止六價鉻的使用，因此，含有六價鉻的磷化膜剝離劑根本無法在家電生產現場使用，只能做為實驗室中檢測磷化膜膜重的方法使用。ニ是利用鹼性溶液進行清洗，鹼溶液一般比酸對金屬的腐蝕性小，這主要有兩方面的原因一是在鹼性溶液中，金屬表面易生成難溶的氫氧化物或氧化物，對金屬有保護作用，使腐蝕減緩；ニ是在鹼溶液中，氧電極電位與氫電極電位要比在酸介質中的電位負，因此，與金屬陽極溶解反應的平衡電位之間的電位差要比酸性介質中的小，即腐蝕電池「推動力」要小一些，腐蝕速度當然也相應會小一些。另外，由於鹼溶液的除油去汙效果遠遠好於酸溶液，因此目前家電廠家磷化生產現場均使用這種方法，即將表面覆有缺陷磷化膜的冷軋板放入脫脂槽中，按照脫脂エ藝進行剝離磷化膜。就磷化膜本身而言，其耐蝕性極低，在酸和鹼溶液(甚至弱酸和弱鹼溶液)中，磷酸鹽膜都非常容易被溶解。使用現場脫脂槽中的脫脂液進行磷化膜的剝離，由於脫脂液的鹼度較大，磷化膜被剝離後，脫脂液會直接與使冷軋板表面發生反應。家電用冷軋板在鹼性溶液中，當pH < 10時，冷軋板的腐蝕速度與pH無關，腐蝕過程受氧擴散控制，腐蝕速度的相對值較高。但因臨界鈍化電流密度(致鈍電流密度)隨PH的增加而減少，故當pH值達到10時，氧還原的極限擴散電流大於致鈍電流，於是鐵進入鈍化狀態，電位從-O. 5V(SHE)的活性值變為+0. IV(SHE)，腐蝕速度隨之下降。當鹼溶液的PH值達到14時，鐵發生過鈍化腐蝕而形成Fe02_離子，在磷化生產現場，脫脂液的PH值處於該區域，因此如果脫脂時間長，肯定會造成家電用冷軋板表面發生過鈍化腐蝕，使家電用冷軋板表面狀態發生劣化，ー是容易造成磷化過程中出現磷化缺陷，同時由於冷軋板在過鈍化腐蝕過程中產生了大量的鐵離子而汙染脫脂液，影響脫脂效果，不利於正常的磷化生產。因此，解決現有冷軋板表面缺陷磷化膜的剝離的技術關鍵是使用一種適於現場生產、有利於環保、生產成本低、省時的藥劑，該藥劑不能造成冷軋板表面發生過鈍化腐蝕而使冷軋板表面狀態發生劣化、汙染脫脂液。查有關冷軋板表面磷化膜剝離劑及其製備方法的相關專利有1、「脫脂清洗劑及其使用方法」(專利公開號CN 1861775)發明，提供了ー種脫脂 清洗剤，由於該發明中使用的物質均為有機成分，因此對於磷化膜的剝離無法使用。2、「用於二次冷軋材的電鍍脫脂劑」(專利公開號CN101629299)發明，提供了一種金屬脫脂劑，尤其是用於二次冷軋材的電鍍脫脂劑。該發明用於二次冷軋材的電鍍脫脂齊U，對汙垢具有很強的潤溼和剝離作用，剝離後的油汙浮在液面上，容易排出，並且漂洗容易，避免了鍍錫板上的白斑問題和鍍錫缺陷，減少了輥印缺陷。但由於本發明的主要目的是去除冷軋板表面的油汙，因此脫脂劑的鹼性較大，不適於磷化膜的剝離，容易造成基板發生過鈍化腐蝕。3、「用於鋼板清洗的脫脂劑」(專利公開號CN101457366)發明，提供了一種用於鋼板清洗的脫脂劑，由於本發明的主要目的是清洗鋼板表面的油汙，因此脫脂劑的鹼性較大，不適於磷化膜的剝離，容易造成基板發生過鈍化腐蝕。4、「ー種低鹼無磷脫脂劑」(專利公開號CN101407916)發明，提供了ー種低鹼無磷脫脂劑，該脫脂劑雖然鹼度低，不易造成基本表面發生過鈍化腐蝕，但由於組成成分中對磷化膜的溶解作用有限，不利於磷化膜的去除。

發明內容
本發明的目的在於提供了一種冷軋板表面磷化膜剝離劑及使用方法。該發明解決了現有家電用冷軋板表面磷化膜剝離劑不適於現場生產、汙染環境、生產成本高、費時等缺點，同時本發明的使用還可以解決現有磷化膜剝離劑容易造成冷軋板表面發生過鈍化腐蝕而使冷軋板表面狀態發生劣化、汙染脫脂液的缺點。本發明其技術方案如下所述本發明溶液溶質(質量百分比)由以下組分組成主要藥劑O. 02% O. 75%，輔助藥劑O. 20% O. 40%，溶劑為水，主要藥劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的ー種，其輔助藥劑包括KCl、NaHC03,Na2HPO4中的ー種。將定量的主要藥劑、輔助藥劑依次加入溶劑中溶解，定容。本發明的pH值在10 < pH彡13之間。本發明為了保證其剝離效果，其使用溫度為5°C 40°C，處理時間50 120s。
本發明的方法是針對磷化膜剝離劑最佳的成分組成、pH範圍的選擇、減少環境汙染、防止家電用冷軋板發生過鈍化腐蝕、促使磷化膜溶解以及適於現場使用等問題，經過試驗、分析、總結後得出以NaOH或KOH為主要藥劑，配以KCl、NaHC03,Na2HPO4中的一種為輔助藥劑，以水為溶劑，通過選用藥劑、調整各種藥劑含量的比例，使配製而成的磷化膜剝離劑PH值能夠穩定控制在10 < pH彡13之間，該磷化膜剝離劑完全可以解決上述問題。本發明的優點及效果在於I、所述各種藥劑價格低廉，市場上容易購買，生產成本低；2、配製方法簡單，適於現場操作； 3、環境汙染少；4、有效阻止家電用冷軋板發生過鈍化腐蝕；5、磷化膜剝離時間為60s 120s，生產效率高；溶液成分、pH值穩定，降低工人勞
動強度。


圖1-1 a樣板脫脂、磷化後的表面形貌圖1-2 b樣板脫脂、磷化後的表面形貌圖1-3 c樣板脫脂、磷化後的表面形貌圖2-1 d樣板脫脂、磷化後的表面形貌圖2-2 e樣板脫脂、磷化後的表面形貌圖2-3 f樣板脫脂、磷化後的表面形貌圖3-1 g樣板脫脂、磷化後的表面形貌圖3-2 h樣板脫脂、磷化後的表面形貌圖3-3 i樣板脫脂、磷化後的表面形貌
具體實施例方式實施例I :步驟I、將 O. 552gNa0H 和 2. IOOg NaHCO3 溶於 500ml 水中，將其定容 1000ml，該溶液pH值為10.2。步驟2、將家電用冷軋板加工成尺寸相同的a、b、c三塊樣板，加工尺寸為IOOmmX IOOmm0步驟3、將a、b、c三塊樣板分別經過相同的脫脂一水洗一表調一磷化處理後，分別觀察樣板脫脂、磷化後的表面形貌，如圖i-ι所示。步驟4、將經過步驟3處理後的b樣板再次進行步驟3中的脫脂一水洗一表調一磷化處理後，觀察其表面形貌，如圖1-2所示。步驟5、在39°C條件下，將經過步驟3處理後的c樣板放入步驟I配置的溶液中114s，然後進行步驟3中的水洗一表調一磷化處理後，觀察其表面形貌，如圖1-3所示。步驟6、觀察圖1-1、1-2、1_3中各種樣板脫脂後的表面形貌，可以發現圖1_1和圖1-3中的表面形貌基本相同，而圖1-2中的表面形貌變化較大，說明樣板經過二次脫脂後，表面狀態發生的變化較大，而樣板經過一次脫脂後，再用本發明所述的磷化膜剝離劑處理後，表面狀態基本不發生變化；觀察圖1-1、1-2、1-3中各種樣板磷化後的表面形貌，可以發現圖1-1和圖1-3中的磷化晶粒細小、均勻、緻密，而圖1-2中的磷化晶粒粗大、不均勻、孔隙率大，說明樣板經過二次脫脂再進行磷化後，磷化膜質量發生的變化較大，而樣板經過一次脫脂後，再用本發明所述的磷化膜剝離劑處理後，磷化膜晶粒細小、均勻、緻密。實施例2:步驟I、將7. 392gK0H和3. 728gKCl溶於500ml水中，將其定容1000ml，該溶液pH值為12.8。步驟2、將家電用冷軋板加工成尺寸相同的d、e、f三塊樣板，加工尺寸為IOOmmX IOOmm0步驟3、將d、e、f三塊樣板分別經過相同的脫脂一水洗一表調一磷化處理後，分別觀察樣板脫脂、磷化後的表面形貌，如圖2-1所示。步驟4、將經過步驟3處理後的e樣板再次進行步驟3中的脫脂一水洗一表調一磷化處理後，觀察其表面形貌，如圖2-2所示。步驟5、在6°C條件下，將經過步驟3處理後的f樣板放入步驟I配置的溶液中70s，然後進行步驟3中的水洗一表調一磷化處理後，觀察其表面形貌，如圖2-3所示。步驟6、觀察圖2_1、2_2、2_3中各種樣板脫脂後的表面形貌，可以發現圖2_1和圖2-3中的表面形貌基本相同，而圖2-2中的表面形貌變化較大，說明樣板經過二次脫脂後，表面狀態發生的變化較大，而樣板經過一次脫脂後，再用本發明所述的磷化膜剝離劑處理後，表面狀態基本不發生變化；觀察圖2-1、2-2、2-3中各種樣板磷化後的表面形貌，可以發現圖2-1和圖2-3中的磷化晶粒細小、均勻、緻密，而圖2-2中的磷化晶粒粗大、不均勻，還有許多磷化不完全的區域，說明樣板經過二次脫脂再進行磷化後，磷化膜質量發生的變化較大，而樣板經過一次脫脂後，再用本發明所述的磷化膜剝離劑處理後，磷化膜晶粒細小、均勻、緻密。實施例3 步驟I、將 O. 364gNa0H和 3. 549g Na2HPO4 溶於 500ml 水中，將其定容 1000ml，該溶液PH值為11.4。步驟2、將家電用冷軋板加工成尺寸相同的g、h、i三塊樣板，加工尺寸為IOOmmX IOOmm0步驟3、將g、h、i三塊樣板分別經過相同的脫脂一水洗一表調一磷化處理後，分別觀察樣板脫脂、磷化後的表面形貌，如圖3-1所示。步驟4、將經過步驟3處理後的e樣板再次進行步驟3中的脫脂一水洗一表調一磷化處理後，觀察其表面形貌，如圖3-2所示。
步驟5、在24°C條件下，將經過步驟3處理後的f樣板放入步驟I配置的溶液中92s，然後進行步驟3中的水洗一表調一磷化處理後，觀察其表面形貌，如圖3-3所示。步驟6、觀察圖3-1、3-2、3_3中各種樣板脫脂後的表面形貌，可以發現圖3_1和圖3-3中的表面形貌基本相同，而圖3-2中的表面形貌變化較大，即樣板經過二次脫脂後，表面狀態發生的變化較大，而樣板經過一次脫脂後，再用本發明所述的磷化膜剝離劑處理後，表面狀態基本不發生變化；觀察圖3-1、3-2、3-3中各種樣板磷化後的表面形貌，可以發現圖3-1和圖3-3中的磷化晶粒細小、均勻、緻密，而圖3-2中的磷化晶粒幾乎無法看到，說明樣板經過二次脫脂再進行磷化後，磷化膜質量發生的變化較大，而樣板經過一次脫脂後，再用本發明的磷化膜剝離劑處理後，磷化膜晶粒細小、均勻、緻密。綜上所述，本發明所述的磷化膜剝離劑在有效剝離磷化膜的同時，不改變家電用冷軋板基板的表面狀態，再次經過磷化處理後所得的磷化膜質量優良，而利用脫脂液剝離磷化膜後，會改變家電用冷軋板基板的表面狀態，再次經過磷化處理 後所得的磷化膜質量發生劣變。
權利要求
1.一種冷軋板表面磷化膜剝離劑，其特徵在於該溶液溶質按質量百分比計由以下組分組成主藥劑O. 02 % O. 75 %，輔助藥劑O. 20% O. 40%，溶劑為水，主藥劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的ー種，輔助藥劑為KCl、NaHC03、Na2HPO4中的ー種，pH值10 < pH彡13。
2.根據權利要求I的一種冷軋板表面磷化膜剝離劑的使用方法，其特徵在於，其使用溫度為5°C 40°C，處理時間50 120s。
全文摘要
本發明公開一種冷軋板表面磷化膜剝離劑及使用方法，該溶液溶質按質量百分比計由以下組分組成主藥劑0.02％～0.75％，輔助藥劑0.20％～0.40％，溶劑為水，主藥劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種，輔助藥劑為KCl、NaHCO3、Na2HPO4中的一種。將定量的主藥劑、輔助藥劑依次加入溶劑中溶解，定容，其電導率≤700μs/cm，pH值10＜pH≤13，使用時溫度為5℃～40℃，處理時間50～120s。本發明的優點及效果在於生產成本低；配製方法簡單，適於現場操作；環境汙染少；生產效率高；溶液成分、pH值穩定，降低工人勞動強度；可以有效阻止家電用冷軋板發生過鈍化腐蝕。
文檔編號C23G1/19GK102650062SQ20101059713
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者徐小連, 徐承明, 李琳, 王永明, 肖宇, 艾芳芳, 鍾彬, 陳義慶 申請人:鞍鋼股份有限公司