一種綜合處理劑及其使用方法
2023-08-07 23:30:41
一種綜合處理劑及其使用方法
【專利摘要】本發明涉及一種綜合處理劑，包括磷酸、氧化鋅、鉬酸鈉、磷酸二氫鋅、氯酸鉀、表面活性劑、三乙醇胺、檸檬酸、硫脲和水,其中磷酸的質量百分比為25.0%～30.0%，氧化鋅的質量百分比為1.0%～3.0%，鉬酸鈉的質量百分比為0.1%～0.5%，磷酸二氫鋅的質量百分比為4.0%～7.0%，氯酸鉀的質量百分比為0.3%～1.2%，表面活性劑的質量百分比為0.3%～1.2%，三乙醇胺的質量百分比為0.0%～2.3%，檸檬酸的質量百分比為0.8%～2.3%，硫脲的質量百分比為0.1%～0.3%，水的質量百分比為58.0%～62.6%。本發明處理劑可循環使用，處理成本降低，不會對環境造成汙染。
【專利說明】一種綜合處理劑及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及處理劑領域，具體涉及一種綜合處理劑及其使用方法。
【背景技術】
[0002]在炮彈表面處理中，以脫脂磷化為主的彈藥塗裝前的表面處理包括先進行除油，再進行除鏽，接著磷化，再進行鈍化等過程，其中炮彈表面的油汙主要是炮彈保護脂等大分子物質，炮彈表面的鏽蝕主要是鐵的各種氧化物，炮彈表面的磷化是在炮彈表面覆蓋一層磷酸鹽以達到防腐蝕的目的，磷化之後還需對炮彈表面進行鈍化處理，使活性金屬或合金的化學活性大大降低，而成為貴金屬狀態，然後再進行後續處理。現有技術針對每一個不同的步驟使用不同的處理劑，從而造成設備投資大、維護費用高、操作繁瑣且環境汙染大並且處理效率低的問題，並且常以硫酸和鹽酸的混和物與鏽蝕物反應使其除去，但是氯離子和硫酸根離子對磷化膜有不良影響，從而降低磷化膜的質量。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種綜合處理劑及其使用方法來解決現有技術中由於對每一個不同的步驟使用不同的處理劑而造成的設備投資大、維護費用高、操作繁瑣且環境汙染大並且處理效率低的問題。
[0004]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種綜合處理劑，包括H3PO4 (磷酸)、ZnO (氧化鋅)、Na2MoO4 (鑰酸鈉)、Zn (H2PO4) 2 (磷酸二氫鋅)、KClO3 (氯酸鉀)、表面活性劑(烷基酚聚氧乙烯醚XC6H15NO3 (三乙醇胺XC6H8O7 (檸檬酸)、CH4N2S (硫脲)和H2O (水)，其中所述磷酸的質量百分比為25.0%?30.0%，氧化鋅的質量百分比為1.0%?3.0%，鑰酸鈉的質量百分比為0.1%?0.5%，磷酸二氫鋅的質量百分比為4.0%?7.0%，氯酸鉀的質量百分比為0.3%?1.2%，表面活性.劑的質量百分比為0.3%?1.2%，三乙醇胺的質量百分比為
0.0%?2.3%，檸檬酸的質量百分比為0.8%?2.3%，硫脲的質量百分比為0.1%?0.3%，水的質量百分比為58.0%?62.6%ο
[0005]本發明的有益效果是:在使用本發明處理劑，其配方中的表面活性劑作為表面活性劑，可以顯著的降低炮彈保護脂等油汙的表面張力，具有良好的潤溼、分散、乳化、增溶等效果，將油汙乳化易溶於水，進而達到除油目的，通過使用磷酸進行除鏽，解決了由於氯離子和硫酸根離子對磷化過程中磷化膜的影響，並且處理劑同時實現除油、除鏽、磷化、鈍化作用，並且不產生沉渣，可循環使用，從而減少設備投資成本、維護成本、原料成本和能源，本處理劑不僅處理時間和處理成本降低，且炮彈表面處理效果更好，在磷化過程中形成耐腐蝕性高的磷化膜，本處理劑中不含六價鉻離子亞硝酸根離子，整個處理過程中不會對環境造成汙染。
[0006]在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0007]進一步，所述磷酸的質量百分比為26%?29.0%，氧化鋅的質量百分比為1.5%?2.5%，鑰酸鈉的質量百分比為0.2%?0.4%，磷酸二氫鋅的質量百分比為5.0%?6.0%，氯酸鉀的質量百分比為0.5%?1.0%，表面活性劑的質量百分比為0.5%?1.0%，三乙醇胺的質量百分比為1.0%?1.8%,朽1檬酸的質量百分比為0.6%?1.6%,硫脲的質量百分比為
0.1%?0.2%，水的質量百分比為60.0%?61.1%。
[0008]採用上述進一步方案的有益效果是:通過對處理劑中各組分質量進行確定，能進一步提高除油、除鏽、磷化、鈍化的效果，根據炮彈表面鏽蝕程度由輕至重而採用的磷酸組分質量由低到高，進一步提高炮彈表面處理效率，使用鐵系與鋅系複合磷酸鹽作為磷化膜，能提高磷化膜的耐蝕性，採用鑰酸鈉作為加速劑，磷酸二氫鋅作為助成膜劑，均能提高磷化膜成膜速度，表面活性劑作為表面活性劑，能加速磷化以及降低表面膜的孔隙，提高緻密性和耐蝕性能，三乙醇胺為配合劑主要促進磷酸的除鏽，檸檬酸能促進成膜，使形成細緻的磷化膜結晶，硫脲在處理劑中起緩蝕作用，從而防止工件的過腐蝕及因活化過快所引起的氫脆現象而引起的質量降低問題。
[0009]進一步，所述磷酸的質量百分比為27.5%，氧化鋅的質量百分比為2.0%，鑰酸鈉的質量百分比為0.3%,磷酸二氫鋅的質量百分比為5.5%,氯酸鉀的質量百分比為0.7%,表面活性劑的質量百分比為0.8%，三乙醇胺的質量百分比為1.3%，檸檬酸的質量百分比為
1.2%，硫脲的質量百分比為0.15%，水的質量百分比為60.55%。
[0010]採用上述進一步方案的有益效果是:在各組分為上述進一步方案的情況下，能進一步提高處理劑的處理效率，在所述三乙醇胺的質量百分比為1.2%時，除鏽效果達到最佳，並且能防沉澱渣，促進成膜，細化磷化膜，使磷化膜外觀光滑。
[0011]進一步，所述0P-10、TX-10和SDBS的混合物中，0P-10的質量百分比為25%，TX-10的質量百分比為25%，SDBS的質量百分比為50% ；
[0012]進一步，所述表面活性劑為0P-10、TX-10和SDBS三者之間任意混合，但三者總加入量仍與原表面活性劑的 加入量相同。
[0013]採用上述進一步方案的有益效果是:通過0P-10、TX-10和SDBS這三種表面活性劑的混合，且0Ρ-10的質量百分比為25%，ΤΧ-10的質量百分比為25%，SDBS的質量百分比為50%時除油效果最好。
[0014]一種綜合處理劑的使用方法，包括以下步驟，
[0015]步驟一，將氧化鋅粉末用總水量五分之一的水調成糊狀；
[0016]步驟二，不斷攪拌糊狀氧化鋅，並按配方比例緩慢加入磷酸；
[0017]步驟三，在磷酸與氧化鋅充分溶解後，依次按配方比例加入磷酸鋅、氯酸鉀及檸檬酸，並不斷攪拌；
[0018]步驟四，加入總水量五分之二的水稀釋並充分攪拌使加入的成分溶解；
[0019]步驟五，溶解後再依次按配方比例加入鑰酸鈉、三乙醇胺和硫脲，並不斷攪拌，混合均勻；
[0020]步驟六，最後依次按配方比例加入表面活性劑表面活性劑，並按配方比例加入總水量五分之二的水，並充分攪拌，混合均勻，完成處理劑的配置；
[0021]步驟七，使用配置好的處理劑對待處理物進行處理。
[0022]進一步，所述磷酸的濃度為80%?90%。
[0023]進一步,所述處理劑通過噴淋方式處理工件時的處理時間為1.5min-3min,處理液溫度為15°C?40°C，噴淋壓力為0.08MPa-0.15MPa，環境溫度為10°C?40°C。[0024]進一步,所述處理劑通過浸泡方式處理工件時的處理時間為4min-12min,處理液溫度為25°C?40°C，環境溫度為10°C?40°C。
[0025]進一步，所述處理劑處理時的游離酸度為400點?450點，所述處理劑的總酸度為1000點?1400點。
[0026]採用上述方案的有益效果是:所述處理劑中的磷酸的濃度在80%?90%之間時，處理劑的效果較好，磷酸的濃度在85%時，且所述處理劑的PH值為1，處理效果達到最佳，在通過上述步驟完成處理劑的配置，配置完成後的處理劑對炮彈表面進行處理，在進行磷化成膜時，當磷化成膜時間為IOmin?20min，磷化成膜溫度為大於15°C或等於15°C時，形成的磷化膜效果較好，當磷化成膜時間為IOmin?15min，磷化成膜溫度為15°C?40°C，且處理劑的游離酸度為400點?450點，處理劑的總酸度為1000點?1100點時，磷化成膜效果達到最佳。
【具體實施方式】
[0027]以下所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
[0028]本發明綜合處理劑，包括磷酸、氧化鋅、鑰酸鈉、磷酸二氫鋅、氯酸鉀、表面活性齊U、三乙醇胺、檸檬酸、硫脲和水，其中所述磷酸的質量百分比為25.0%?30.0%，氧化鋅的質量百分比為1.0%?3.0%，鑰酸鈉的質量百分比為0.1%?0.5%，磷酸二氫鋅的質量百分比為4.0%?7.0%，氯酸鉀的質量百分比為0.3%?1.2%，表面活性劑的質量百分比為
0.3%?1.2%，三乙醇胺的質量百分比為0.0%?2.3%，檸檬酸的質量百分比為0.8%?2.3%，硫脲的質量百分比為0.1%?0.3%，水的質量百分比為58.0%?62.6%。
[0029]本發明處理劑的配置步驟為:將氧化鋅粉末用總水量五分之一的水調成糊狀；不斷攪拌糊狀氧化鋅，並按配方比例緩慢加入磷`酸；在磷酸與氧化鋅充分溶解後，依次按配方比例加入磷酸鋅、氯酸鉀及檸檬酸，並不斷攪拌；加入總水量五分之二的水稀釋並充分攪拌使加入的成分溶解；溶解後再依次按配方比例加入鑰酸鈉、三乙醇胺和硫脲，並不斷攪拌，混合均勻；最後依次按配方比例加入表面活性劑表面活性劑，並按配方比例加入總水量五分之二的水，並充分攪拌，混合均勻，完成處理劑的配置；使用配置好的處理劑對待處理物進行處理。其中表面活性劑表面活性劑替換為表面活性劑、TX - 10和SDBS三者任一比例混合使用，其總用量為原表面活性劑用量。
[0030]其中，綜合處理劑中的各組分的作用如下:
[0031]磷酸:是三級解離的不揮發又無氧化性的弱酸，可在水溶蔽中進行分級解離。當磷酸與鏽層接觸時，根據鏽層內鐵的價態情況，可生成亞鐵和鐵的正鹽、氫鹽、二氫鹽三類磷酸鹽。磷酸氫鹽和磷酸二氫鹽難溶，成為膜層，而磷酸鹽隨時間的推移與酸性的減弱很快會轉化為氫鹽、二氫鹽兩類磷酸鹽，進入膜層。也就是說磷酸的存在既提供丁酸性條件，又使固態鏽層中的Fe2+與Fe3+游離出來，一部分與磷酸反應生成難溶的磷酸鹽膜，而另一部分則提供給有機酸進行贅合；
[0032]氧化鋅:單獨的鐵系磷化膜薄，墨藍色，耐蝕性能差。配方中含有磷酸、有機酸和氧化劑成分，能形成鋅鐵系複合磷化膜，在一步處理劑中加入氧化鋅，可提高鐵系磷化膜耐蝕性，氧化鋅的質量濃度是影響磷化膜質量的一個關鍵因素；
[0033]鑰酸鈉:鑰酸鈉作為成膜加速劑。Na2MoO4在酸性介質中與PO43 _生成氧化性很強的雜多磷酸或混合物而起成膜加速劑的作用。雖然Na2WO4具有與Na2MoO4類似的性質。因鑰磷雜多酸的氧化性強於鎢磷雜多酸，故選用了 Na2MoO4,鑰磷雜多酸遇到鋼鐵工件還原為「雜多藍」而使溶液顏色變深。
[0034]磷酸二氫鋅:磷酸二氫鋅為助成膜劑，加入的Zn2+能加快成膜速度，使磷化時間縮短。同時，作為一種緩蝕劑，主要起調節和穩定PH值的作用，延長處理劑的使用壽命，並由於H2PCV濃度增加，使磷化速度大大加快。
[0035]氯酸鉀:氯酸鉀具有較強的氧化性，可將初生態原子氫和二價鐵離子直接氧化成氫離子和三價鐵離子，減少氫的表面吸附，從而防止這些副產物的積累阻礙磷化的繼續進行。它作為氧化劑可用來取代傳統鈍化劑中毒性較大的重鉻酸鉀，使鋼鐵表面生成一層氧化鈍化膜，從而提高鋼鐵表面的防腐和防鏽性。
[0036]表面活性劑:表面活性劑為表面活性劑，主要起潤溼滲透、分散增溶和提高表面清潔、增強陰極去極化作用，同時由於降低了溶液/金屬界面表面張力使金屬表面H+分布均勻，而且生成H2很容易從金屬表面析出避免H2滯留，從而加速磷化。此外，表面活性劑還能降低表面膜的孔隙，提高緻密性和耐蝕性能。
[0037]三乙醇胺:三乙醇胺為配合劑。配合劑在本處理劑中能促進磷酸的除鏽作用，並且它具有配合、活化等作用。它們在清洗過程中能防沉澱渣，促進成膜，細化磷化膜細晶的作用。
[0038]檸檬酸:檸檬酸能促進磷酸的除鏽作用，同時，它對溶液中鐵離子和鋅離子有配合作用，使兩種離子濃度保持在一定範圍內，減少沉渣量。此外，檸檬酸的加入能促進成膜，形成細緻的磷化膜結晶。
[0039]硫脲:硫脲在處理液中起緩蝕作用，從而防止工件的過腐蝕及因活化過快所引起的「氫脆」現象，即氫溶於鋼中，聚合為氫分子，造成應力集中，超過鋼的強度極限，在鋼內部形成細小的裂紋的現象。.
[0040]水:水作為主溶劑,在處理液中主要起稀釋作用和溶解作用。
[0041 ] 上述組分中，三乙醇胺量的變化對磷化膜外觀及耐蝕性的影響如下表I所示:
[0042]表I三乙醇胺的量對磷化膜的影響
[0043]
【權利要求】
1.一種綜合處理劑，其特徵是:包括磷酸、氧化鋅、鑰酸鈉、磷酸二氫鋅、氯酸鉀、表面活性劑、三乙醇胺、檸檬酸、硫脲和水，其中所述磷酸的質量百分比為25.0%?30.0%，氧化鋅的質量百分比為1.0%?3.0%，鑰酸鈉的質量百分比為0.1%?0.5%，磷酸二氫鋅的質量百分比為4.0%?7.0%，氯酸鉀的質量百分比為0.3%?1.2%，表面活性劑的質量百分比為0.3%?1.2%，三乙醇胺的質量百分比為0.0%?2.3%，檸檬酸的質量百分比為0.8%?2.3%，硫脲的質量百分比為0.1%?0.3%，水的質量百分比為58.0%?62.6%。
2.根據權利要求2所述的一種綜合處理劑，其特徵是:所述磷酸的質量百分比為26%?29.0%，氧化鋅的質量百分比為1.5%?2.5%，鑰酸鈉的質量百分比為0.2%?0.4%，磷酸二氫鋅的質量百分比為5.0%?6.0%，氯酸鉀的質量百分比為0.5%?1.0%，表面活性劑的質量百分比為0.5%?1.0%,三乙醇胺的質量百分比為1.0%?1.8%,朽1檬酸的質量百分比為0.6%?1.6%，硫脲的質量百分比為0.1%?0.2%，水的質量百分比為60.0%?61.1%。
3.根據權利要求3所述的一種綜合處理劑，其特徵是:所述磷酸的質量百分比為27.5%,氧化鋅的質量百分比為2.0%,鑰酸鈉的質量百分比為0.3%,磷酸二氫鋅的質量百分比為5.5%，氯酸鉀的質量百分比為0.7%，表面活性劑的質量百分比為0.8%，三乙醇胺的質量百分比為1.3%，檸檬酸的質量百分比為1.2%，硫脲的質量百分比為0.15%，水的質量百分比為 60.55%。
4.根據權利 要求1至3任一所述的一種綜合處理劑，其特徵是:所述表面活性劑為ΟΡ-ΙΟ、TX-10和SDBS三者之間任意混合，但三者總加入量仍與原表面活性劑的加入量相同。
5.根據權利要求4所述的一種綜合處理劑，其特徵是:所述0P-10、TX-10和SDBS的混合物中，OP-1O的質量百分比為25%，ΤΧ-10的質量百分比為25%，SDBS的質量百分比為50%。
6.一種綜合處理劑的使用方法，其特徵是:包括以下步驟， 步驟一，將氧化鋅粉末用總水量五分之一的水調成糊狀； 步驟二，不斷攪拌糊狀氧化鋅，並按配方比例緩慢加入磷酸； 步驟三，在磷酸與氧化鋅充分溶解後，依次按配方比例加入磷酸鋅、氯酸鉀及檸檬酸，並不斷攪拌； 步驟四，加入總水量五分之二的水稀釋並充分攪拌使加入的成分溶解； 步驟五，溶解後再依次按配方比例加入鑰酸鈉、三乙醇胺和硫脲，並不斷攪拌，混合均勻； 步驟六，最後依次按配方比例加入表面活性劑表面活性劑，並按配方比例加入總水量五分之二的水，並充分攪拌，混合均勻，完成處理劑的配置； 步驟七，使用配置好的處理劑通過浸泡方式或噴淋方式對工件進行處理。
7.根據權利要求6所述的一種綜合處理劑的使用方法，其特徵是:所述加入綜合處理劑前的磷酸的質量百分比為80%?90%。
8.根據權利要求6所述的一種綜合處理劑的使用方法，其特徵是:所述處理劑通過噴淋方式處理工件時的處理時間為1.5min?3min，處理液溫度為15°C?40°C，噴淋壓力為0.08MPa ?0.15MPa，環境溫度為 10°C?40°C。
9.根據權利要求7所述的一種綜合處理劑的使用方法，其特徵是:所述處理劑通過浸泡方式處理工件時的處理時間為4min?12min，處理液溫度為25°C?40°C，環境溫度為10°C?40°C。
10.根據權利要求7至9任一所述的一種綜合處理劑的使用方法，其特徵是:所述處理劑在處理時的游離酸度為400點?`450點，所述處理劑的總酸度為1000點?1400點。
【文檔編號】C23G1/02GK103436872SQ201310272345
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月1日 優先權日:2013年7月1日
【發明者】張懷智, 謝俊磊, 曹宏安, 錢芳, 黃鵬波, 劉鵬安 申請人:謝俊磊