磷酸鹽工藝和製劑的製作方法

2023-10-11 00:09:19

專利名稱:磷酸鹽工藝和製劑的製作方法
習慣上在使用一種油漆或其它漆塗層之前用一種磷酸鹽塗在金屬表面，用於防止腐蝕並增加漆對表面粘結力，特別是電-浸漆之前，通常使用磷酸鋅塗層，一般規定使用含有氧化劑的含水磷酸鋅溶液，傳統的磷酸鋅溶液用鋅∶磷酸鹽配比1∶1到1∶4製備，在有氧化劑象硝酸鹽和氯酸鹽並在冷凝溫度例如70℃至90℃的情況下，因此這個工藝要求大量熱能並且塗層的性質不會完全令人滿意，特別是表面為小汽車和其它汽車的車身部分時，所以，汽車工業現在應用特別改進了的磷酸鹽工藝，它主要是在兩個階段之一出現。
一個工藝階段是常規的Zn磷酸鹽配比在非常低溫時進行。增加大量的錳，這些工藝具有非常低能量損耗優點，並按照大多數標準該工藝有令人滿意結果。這樣一種工藝首先在英國專利文獻983，924上敘述過，在英國專利申請文件2，072，225敘述了應用如氧化劑、氯酸鹽和硫酸硝基苯鹽合成劑改進了這個工藝，例如該工藝大概使用一種溶劑，包含3.5克/升鋅，0.5克/升錳，0.2克/升鎳，11.6克/升磷酸鹽，4克/升硝酸鹽，克/升硫酸硝基苯鈉，3.5克/升氯化鈉，1克/升酒石酸鹽，0.7克/升氟硼酸鹽。
另主要工藝階段是將磷酸鹽施予汽車本體，是低鋅工藝，這也就是說，在此程序中Zn的數量遠比通常低於1.6或為常低1.2克/升數還要低得多，這個工藝例如在德國專利申請文件2232067和英國專利申請文件2，046，312;2，074，611和2，093，075中談到過在這些工藝過程中，Zn磷酸鹽自己比通常在1∶8到100，通常認為低鋅工藝要求強氧化催化劑，因此在一般商業實踐中一般用氯酸鹽，經常也用硝酸鹽和亞硝酸鹽錳在一些工藝中是一種可選擇的成份，但通常不需要，通常需要的，用是比一般工藝要大，例如1克/升。
含有特別高含量的氧化劑催化劑的一種低鋅工藝在英國專利文件2，074，611中敘述過並在此工藝中規定鋅的最高含量比在低鋅工藝中通常規定的最高值還要低，因此應不高於1.3克/升。
這些低鋅工藝一般操作溫度在40℃-70℃，因此比上述描述低溫工藝耗費更多熱能，然而，這些工藝有時具有許多優越性，因為在一些情況下，塗層的性質也許認為是最佳的。例如，他們在連續腐蝕條件下，抗腐蝕性比在低溫工藝中所具有的性質稍好，這些在有關低鋅工藝催化系統和通常磷酸鋅工藝中的催化系統中的書中曾多次提到過，例如參考歐洲申請號為60716，在這些不同的專利申請文件中雖系有一般的參考資料提供使用一種或多種氧化劑，這些可在一個表格中挑選，並且這個表格經常包括硫酸一、氯酸一和硫酸硝基苯，實際上，可以認為，無論何時使用硫酸硝基苯都必須和氯酸鹽混合物形式應用(大家都知這是一種強催化劑)，例如參考英國書號為1542222和2072225，儘管這個催化劑系統在許多方面令人滿意，但在一些情況下，認為含有氯酸鹽是不好的，因為有氯化物離子汙染危險性。
設計一種合成劑，早已是我們的目的。該合成劑可應用於比通常適合於低鋅工藝的更低溫度，同時具有令人滿意的抗腐蝕能力和其它在低鋅工藝中可獲得的塗層性質。
可以想到，為達到目的明顯方法可能僅僅是增加催化劑系統的數量或強度，例如增加氯酸鹽數量並或靠應用更多錳。
現我們已驚奇發現，如我們不要錳或把它的數量限制在非常低的水平，有可能生成一種合成劑，它將使塗層性質可以比得上通常低鋅工藝中並在比低Zn工藝中所允許溫度的更低的條件，所獲得的這些性質即使該化合物可能是，還好是沒有氯酸鹽。
特別是，有必要含有一定數量鋅或含有略高於一般低鋅工藝規定範圍，而且有必要應用硫酸硝基苯和一種複雜的氟化物和鎳其數量一般按下文規定。
我們還意外發現，鑑於低Zn工藝靠噴霧實施，並如打算使用浸入法溶液，必須專門配製，而在發明中使用的合成劑可能更易配製，以便在噴霧或浸入法應用中獲得相同的效果。
根據該發明的製劑，最好不用氯酸鹽或氯化物，並且其含有0.8到2.5份額Zn，10到25份額磷酸鹽，1.5到10份額硝酸鹽，0.1到1.2份額鎳，0.5到1.5份額氟矽酸鹽，並/或氟硼酸鹽並0.25到2份額硫酸硝基苯(按測量鈉鹽為準)，通常這被叫做硫酸硝基苯鈉，這種化合物開始配製成濃縮形式，但使用時用1000份足夠水稀釋，各份額的重量計並典型的有效溶液，例如含有0.8到2.5克/升Zn，鋅的量最好高於1.4份額，並經常低於2份額，磷酸鹽最好12到18份額，硝酸鹽量最好3到6份額，鎳最好是0.15到0.35份額，硫酸硝基苯通常是0.5到1.5份額。
這種化合物可以沒有Mn，但Mn含量最好至少0.05份額，但通常不要高於0.7份額(也就是在有效溶液中)，如果有Mn則其最好不超過0.25份額，因為高含量導致粗的塗層，Mn的含量最好從0.1到0.25份額，該化合物可含有羥基羧酸，例如酒石酸鹽，典型的數量為1.5份額。
Zn∶PO4比值最好由1∶4到1∶30，最佳比例是1∶6到1∶13通常低於1∶8或更為經常低於1∶10，有效溶液總數值一般由10到40點，最好15到25點並且游離酸是通常由0.5到5點，游離酸總酸的比一般1∶10到30，最好1∶15到25。
雖然氟硼酸鹽在英國專利申請文件2，046，313已提到，我們意外發現，在發明應用氟矽酸鹽更好，因為這加快附著速度並更為均勻塗層。
根據該發明其工藝，包括用如上述有效溶液使金屬表面形成一種保護表面，該溶液可以用在黑色金屬、Zn或Al表面生成塗層，特別在鋼表面更有效，在溶液接觸表面前，該表面應清洗乾淨，例如用慣用的方式。
溶液和表面接觸可用噴霧或浸沒其它常用技術，使用噴霧法一般特續時間是45秒至3分鐘，用浸沒法2至5分鐘，綜合工藝如噴霧、浸沒，噴霧可以使用，接觸時溶劑溫度通常是25℃到55℃，但最好低於40℃，一般25℃-35℃，溶液附著表面後，可以水清洗也可用習慣方法，在清洗後給予化學溶劑，例如一種稀釋含水的鉻化合物溶劑。清洗表面後，然後可用水衝洗，並用習慣方式烘乾。
這種合成塗層具有良好的抗腐蝕性，甚至在延長時間暴露在腐蝕條件下，而且還是一種相當好的塗底層。
當使用該種溶液時，通常以適當方式補充鈉的液化添加劑，它含有NaOH和硫酸硝基苯及補充一種含有其它成份分離酸的添加劑。
下述是該發明一例一種有效溶劑配製成含1.5克/升Zn，13.9克/升磷酸鹽，5.1克/升硝酸鹽，0.24克/升鎳，0.17克/升Mn，1克/升氟矽酸鹽和1克/升硫酸硝基苯鈉和含有一個總酸量為21點及游離酸量為1點，保持溫度大約30℃的情況下，持續用這種溶劑噴鋼的表面。事先表面清潔乾淨，並在噴霧後用水衝洗，用鉻化物衝洗後用水衝洗並烘乾，然後表面用陰極電解沉積法上漆。
當浸沒需添加劑時，它可用兩種添加劑，一種是含39.95克/升NaOH和39克/升硫酸硝基苯鈉的溶液，另一種是108克/升Zn，282克/升磷酸，7克/升MnCO2，24.7克/升，35%H2SiF6和一種總酸值32.5點和游離酸為7.9點。
復蓋表面具有相當好的抗腐蝕性和油化附著力。
勘誤表
權利要求
1.用於在金屬表面形成一種保護塗層的製劑，它基本上不含氯化物和氯酸鹽，並且其含有0.8-2.5組分Zn，10-25組分磷酸鹽，1.5-10組分硝酸鹽，0.1-1.2組分鎳，0.5-1.5組分氟矽酸鹽和/或氟硼酸鹽並且0.25到2組分硫酸硝基苯(考慮用鈉鹽)和0-0.7組分Mn，所有組分以重量計。
2.用於在金屬表面形成一種保護塗層的製劑，其含有0.8-2.5組分Zn，10-25組分磷酸鹽，1.5-10組分磷酸鹽，1.5-10組分硝酸鹽，0.1-1.2Ni，0.5-1.5氟矽酸鹽，0.25-2組分鈉鹽的硫酸硝基苯，並0.05-0.7組分Mn，所有組分以重量計。
3.用於在金屬表面形成一種保護塗層的製劑其含有1.4-2.5組分Zn，10-25組分磷酸鹽，1.5-10組分硝酸鹽，0.1-1.2組分鎳，0.5-1.5組分氟矽酸鹽，0.25-2組分鈉鹽的硫酸硝基苯和0-0.7組分Mn，所有組分以重量計。
4.用於在金屬表面形成一種保護塗層的製劑其含有0.8-2.5組分Zn，10-25組分的磷酸鹽，1.5-10組分硝酸鹽，0.1-1.2組分Ni，0.5-1.5組分氟矽酸鹽，0.25-2組分Na鹽的硫酸硝基苯和0-0.7組分的Mn並且其中Zn∶PO4比值為1∶6至1∶10。
5.根據權利要求
2至4中任何一項的製劑基本上不含氯化物和氯酸鹽。
6.根據任一在先權利要求
的製劑含有1.4-2組分Zn。
7.根據任一在先權利要求
的製劑含有Mn，其數量0.1-0.25組分。
8.根據任一在先權利要求
的製劑含有12-18組分磷酸鹽，3-6組分硝酸鹽和1.5-3.5組分Ni及0.5-1.5組分硫酸硝基苯。
9.根據任一在先權利要求
的製劑含有至多為1.5組分酒石酸鹽。
10.根據任一在先權利要求
的製劑Zn∶PO4比值由1∶4至1∶30。
11.根據任一在先權利要求
的製劑Zn∶PO4比值由1∶6至1∶13。
12.根據任一在先權利要求
的製劑，含有0.5至1.5組分氟矽酸鹽。
13.根據任一在先權利要求
的製劑，在配製一種有效溶劑中含有規定為1000組分的足夠水。
14.根據權利13一種組分製劑含有一種總酸值由10到40點和游離酸值由0.5到5點並且游離酸總酸比值由1∶10至1∶30。
15.按權利要求
1一種組分在此基本上如例子中所述。
16.在金屬表面形成一種保護塗層方法是在溫度25°-55℃時，使用有效溶液接觸表面。
17.根據權利要求
16一種方法，該方法中金屬表面是一種鋼表面。
18.根據權利要求
16至17一種方法，該方法中當接觸時溶劑溫度低於40℃。
19.根據權利要求
16一種方法，在此基本上如例中所述。
專利摘要
一種在低溫例如低於40℃，在使用一般不含氯化物或氯酸鹽，並含有0.5至1.5組分氟矽酸鹽或最好更低些氟硼酸鹽，0.8-2.5組分Zn，10-25組分磷酸鹽，1.5-10組分硝酸鹽，0.1-1.2組分鎳並0.25-2組分硫酸硝基苯鈉溶液塗敷於鋼或其它金屬表面可以形成的保護塗層。
文檔編號C23C22/36GK85101750SQ85101750
公開日1987年1月31日 申請日期1985年4月1日
發明者布朗 申請人:比利尼化學服務有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan