專利名稱：一種常溫擦拭磷化液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵表面處理領(lǐng)域，具體涉及一種常溫擦拭磷化液及其制備方法。
背景技術(shù)：
磷化液主要用于電鍍、油漆或工件的加工前處理和封存處理，用作涂料的底層，增強(qiáng)涂裝膜層(如涂料涂層)與工件間結(jié)合力，提高涂裝后工件表面涂層的耐蝕性，還可用作金屬冷加工時(shí)的潤(rùn)滑層、金屬表面保護(hù)層以及用作電機(jī)硅鋼片的絕緣處理、壓鑄模具的防粘處理等，被廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、航空航天、機(jī)械制造及家電等工業(yè)生產(chǎn)中。目前市場(chǎng)上大多數(shù)磷化液產(chǎn)品的涂裝過程繁瑣，涂完磷化液后還需要用水沖洗， 產(chǎn)生污水后向外排放，造成環(huán)境污染，而免水洗磷化液涂裝后工件對(duì)涂料和油漆的附著力差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題在于提供一種常溫擦拭磷化液，在工件上涂裝后不需要用水沖洗，生成的磷化膜不吸潮，對(duì)粉末涂料和油漆的附著力好。本發(fā)明還提供了一種常溫擦拭磷化液的的制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種常溫擦拭磷化液，包括以下濃度的成分磷酸30g/L 100g/L，磷酸二氫鹽Og/L 100g/L，有機(jī)酸絡(luò)合劑lg/L 10g/L， 草酸0g/L 10g/L，硫酸氧基鈦lg/L 8g/L，金屬氧化物5g/L 50g/L，氟化鎳0. 5g/L 6g/L，金屬離子改性劑0. lg/L 5g/L，表面活性劑0g/L 10g/L，間硝基化合物5g/L 15g/L0作為優(yōu)選，所述常溫擦拭磷化液包括以下濃度的成分磷酸35g/L 80g/L，磷酸二氫鹽5g/L 50g/L，有機(jī)酸絡(luò)合劑2g/L 8g/L，草酸 lg/L 8g/L，硫酸氧基鈦lg/L 5g/L，金屬氧化物10g/L 40g/L，氟化鎳lg/L 4g/L， 金屬離子改性劑0. 5g/L 2g/L，表面活性劑0g/L 8g/L，間硝基化合物6g/L 12g/L。作為優(yōu)選，所述常溫擦拭磷化液包括以下濃度的成分 磷酸35g/L 50g/L，磷酸二氫鹽10g/L 30g/L，有機(jī)酸絡(luò)合劑3g/L 5g/L，草酸 2g/L 5g/L，硫酸氧基鈦lg/L 3g/L，金屬氧化物10g/L 25g/L，氟化鎳lg/L 2. 5g/ L,金屬離子改性劑0. lg/L 5g/L，表面活性劑2g/L 5g/L，間硝基化合物6g/L 10g/L。作為優(yōu)選，所述磷酸二氫鹽為Si(H2PO4)2和/或Ca (H2PO4) 2。作為優(yōu)選，所述有機(jī)酸絡(luò)合劑為酒石酸和/或檸檬酸。作為優(yōu)選，所述金屬氧化物為ZnO和/或CaO。作為優(yōu)選，所述金屬離子改性劑為Cu和/或Ni的鹽類。作為優(yōu)選，所述金屬離子改性劑為硫酸銅和/或硝酸鎳。作為優(yōu)選，所述表面活性劑為OP乳化劑和/或6501洗滌劑。
一種常溫擦拭磷化液的制備方法，以上所述的成分依次加入水中混合溶解。使用本發(fā)明提供的常溫擦拭磷化液對(duì)工件進(jìn)行處理時(shí)，不必把工件浸入處理液中，只需用抹布或棉布蘸處理液在工件表面進(jìn)行擦拭，不需要專用設(shè)備，也可以根據(jù)被處理工件的大小，對(duì)工件浸泡、噴淋，涂抹后不需進(jìn)行水洗，操作方便而且質(zhì)量完全符合要求；磷化液穩(wěn)定性好、成膜時(shí)間短、除油效果好，鐵銹轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)，形成的磷化膜對(duì)粉末涂料和油漆的附著力良好，耐蝕性強(qiáng)、不吸潮，磷化膜較薄，具有優(yōu)良的延伸性和與金屬基體的結(jié)合力，特別適合于涂裝前、后需要一定變形加工的工件的處理；在常溫下磷化，可節(jié)約槽液加熱時(shí)間和能源成本；沉渣少，不容易堵塞噴嘴和管道，設(shè)備容易清理，環(huán)境污染??；應(yīng)用范圍廣泛，各種鋼鐵產(chǎn)品，包括工業(yè)的和民用的行業(yè)都可以使用，如各類汽車、摩托車等零部件，各型機(jī)械、機(jī)器制造業(yè)、家用電器、儀器儀表、大小五金等，特別適合一些戶外大型構(gòu)件和一些局部需處理的機(jī)械設(shè)備，也可以用作工序間的防銹處理。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。磷化反應(yīng)是金屬表面與稀磷酸或酸性磷酸鹽接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而在金屬表面生成穩(wěn)定的不溶性磷酸鹽保護(hù)膜的過程，形成的保護(hù)膜為磷化膜，磷化膜能夠增加涂膜附著力，提高涂層耐蝕性。本發(fā)明提供一種常溫擦拭磷化液，包括以下濃度的成分磷酸30g/L 100g/L，磷酸二氫鹽Og/L 100g/L，有機(jī)酸絡(luò)合劑lg/L 10g/L，草酸0g/L 10g/L，硫酸氧基鈦Ig/ L 8g/L，金屬氧化物5g/L 50g/L,氟化鎳0. 5g/L 6g/L，金屬離子改性劑0. lg/L 5g/L，表面活性劑0g/L 10g/L，間硝基化合物5g/L 15g/L。各成分的濃度優(yōu)選為磷酸35g/L 80g/L，磷酸二氫鹽5g/L 50g/L，有機(jī)酸絡(luò)合劑2g/L 8g/L，草酸lg/L 8g/L，硫酸氧基鈦lg/L 5g/L，金屬氧化物10g/L 40g/ L，氟化鎳lg/L 4g/L，金屬離子改性劑0. 5g/L 2g/L，表面活性劑0g/L 8g/L，間硝基化合物6g/L 12g/L。更優(yōu)選為磷酸35g/L 50g/L，磷酸二氫鹽10g/L 30g/L，有機(jī)酸絡(luò)合劑3g/L 5g/L，草酸2g/L 5g/L，硫酸氧基鈦lg/L 3g/L，金屬氧化物10g/L 25g/L，氟化鎳Ig/ L 2. 5g/L，金屬離子改性劑0. lg/L 5g/L，表面活性劑2g/L 5g/L，間硝基化合物6g/ L 10g/L。磷酸與磷酸二氫鹽為磷化液的主要成分，磷化液的總酸度過高，則磷化膜粗糙，磷化沉渣量增加；總酸度過低，則磷化速度緩慢，很難形成高質(zhì)量的磷化膜，按照本發(fā)明提供的量能夠保證磷化膜的正常形成并不產(chǎn)生過量的沉渣。磷酸二氫鹽可為Si(H2PO4)2和/或 Ca Ol2PO4) 2。有機(jī)酸絡(luò)合劑為酒石酸和/或檸檬酸，能夠改善磷化膜的結(jié)構(gòu)，提高磷化效果。草酸起到表面調(diào)整的作用，可提高磷化速度和細(xì)化磷化晶粒，形成細(xì)密磷化膜，還能除銹。硫酸氧基鈦為表調(diào)劑，也起到表面調(diào)整的作用。經(jīng)過強(qiáng)酸或強(qiáng)堿處理的鋼鐵，再用磷化液處理，生成的磷化膜結(jié)晶粗大，使用硫酸氧基鈦能加快磷化成膜速度，減少磷化沉渣，磷化膜結(jié)晶細(xì)膩、均勻，耐蝕能力增強(qiáng)。金屬氧化物為ZnO和/或CaO，向磷化液提供金屬離子，磷酸、磷酸二氫鹽與金屬離子組成成膜物質(zhì)，在本發(fā)明的濃度下能夠使金屬表面獲得結(jié)晶細(xì)密、膜層完整的磷化膜。氟化鎳可以加快磷化晶核的生成速度，使磷化膜結(jié)晶致密、耐蝕性增加，但含量不能過多，否則工件表面易出現(xiàn)白色浮灰。金屬離子改性劑為Cu和/或Ni的鹽類，可以為硫酸銅和/或硝酸鎳，加入磷化液中有利于晶核的形成和晶粒細(xì)化，能加速常溫磷化的進(jìn)程。少量的銅離子可大幅度提高磷化速度；鎳離子不僅能加速磷化，細(xì)化結(jié)晶，而且能提高膜的耐腐蝕性能。表面活性劑可為OP乳化劑和/或6501洗滌劑，對(duì)金屬表面粘附的油污具有乳化增溶的作用，且能防止污垢再沉淀，有利于磷化液與金屬表面的接觸，降低液體表面張力， 有利于磷化反應(yīng)中氫氣的逸出。間硝基化合物為促進(jìn)劑，與金屬離子改進(jìn)劑協(xié)同作用，加速氫離子在陰極的放電速度，促使磷化第一階段的酸蝕速度加快，對(duì)磷化過程起加速作用。本發(fā)明將以上幾種成分按照提供的濃度稱量后依次加入水中混合，在攪拌下直至全部溶解，則制得磷化液。使用時(shí)，以5倍體積比或4倍質(zhì)量比稀釋該磷化液，在常溫(0-40°C )下用浸泡、噴淋或者擦拭的方法處理工件均可以，磷化液涂裝后等待3-40分鐘，工件表面殘留的溶液自然晾干即形成磷化膜。實(shí)施例1
H3PO435g磷酸二氫鋅15g酒石酸2g檸檬酸2g草酸Ig硫酸氧基鈦2g氧化鈣8g氟化鎳Ig疏酸銅0.15g硝酸鎳0.5gOP乳化劑3g6501洗滌劑3g間硝基苯橫酸鈉 8g常溫下，將以上成分依次加入到1000克水中，在攪拌下直到全部溶解，制成磷化液。以5倍體積比稀釋，20°C下采用擦拭方式對(duì)工件進(jìn)行處理，施工時(shí)間30分鐘。實(shí)施例2 H3PO440g磷酸ニ氫鈣25g
酒石酸3g檸檬酸3g
草酸3g疏酸氧基鈦2g
氧化鋅IOg氟化鎳Ig
硫酸銅0.2g硝酸鎳2.6g
OP乳化劑2g6501洗滌劑 2g
間硝基苯橫酸鉀 8.5g常溫下，將以上成分依次加入到1000克水中，在攪拌下直到全部溶解，制成磷化液。以4倍質(zhì)量比稀釋，35°C下采用擦拭方式對(duì)エ件進(jìn)行處理，施工時(shí)間10分鐘。實(shí)施例3
H3PO465g酒石酸 2.5g
檸檬酸2.5g草酸2.5g
疏酸氧基鈦 2.5g氧化鋅 12g
氧化鈣8g氟化鎳 1.5g
疏酸銅0.15g硝酸鎳 3g
OP乳化劑Ig6501洗滌劑 Ig
間硝基苯橫酸 IOg常溫下，將以上成分依次加入到1000克水中，在攪拌下直到全部溶解，制成磷化液。以4倍質(zhì)量比稀釋，25°C下采用噴淋方式對(duì)エ件進(jìn)行處理，施工時(shí)間20分鐘。實(shí)例4
H3PO432g碟酸ニ氫鋅 16g
酒石酸2g檸檬酸4g
疏酸氧基鈦 3g氧化鋅8g
氧化鈣8g氟化鎳2g
硝酸鎳2g間硝基苯磺酸鈉 6g常溫下，將以上成分依次加入到1000克水中，在攪拌下直到全部溶解，制成磷化液。以5倍體積比稀釋，15°C下采用浸泡方式對(duì)エ件進(jìn)行處理，施工時(shí)間25分鐘。實(shí)施例5 H3PO485g磷酸二氫鋅90g酒石酸4g檸檬酸6g草酸IOg硫酸氧基鈦8g氧化鋅45g氟化鎳4.5g疏酸銅0.2g硝酸鎳4gOP乳化劑6g6501洗滌劑4g間硝基苯橫酸鉀13g常溫下，將以上成分依次加入到1000克水中，在攪拌下直到全部溶解，制成磷化液。以4倍質(zhì)量比稀釋，20°C下采用擦拭方式對(duì)工件進(jìn)行處理，施工時(shí)間15分鐘。用實(shí)施例1-5制備的磷化液對(duì)工件進(jìn)行處理后形成磷化膜，無需用水沖洗，磷化膜的外觀和附著力見表1 表1各實(shí)施例制備的磷化膜的性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)?zāi)ね庥^附著力實(shí)例ι灰色或彩色膜完整無銹0級(jí)實(shí)例2灰色或彩色膜完整無銹0級(jí)實(shí)例3灰色或彩色膜完整無銹0級(jí)實(shí)例4灰色或彩色膜完整無銹0級(jí)實(shí)例5灰色或彩色膜完整無銹0級(jí)由結(jié)果可以看出，用本發(fā)明制備的磷化液處理工件，形成的磷化膜完整、均勻、無銹，且不吸潮，對(duì)涂料和油漆的附著力好，質(zhì)量符合要求。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種常溫擦拭磷化液及其制備方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種常溫擦拭磷化液，其特征在于，包括以下濃度的成分磷酸30g/L 100g/L，磷酸二氫鹽Og/L 100g/L，有機(jī)酸絡(luò)合劑lg/L 10g/L，草酸 Og/L 10g/L，硫酸氧基鈦lg/L 8g/L，金屬氧化物5g/L 50g/L，氟化鎳0. 5g/L 6g/ L，金屬離子改性劑0. lg/L 5g/L，表面活性劑Og/L 10g/L，間硝基化合物5g/L 15g/ L0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫擦拭磷化液，其特征在于，包括以下濃度的成分磷酸35g/L 80g/L，磷酸二氫鹽5g/L 50g/L，有機(jī)酸絡(luò)合劑2g/L 8g/L，草酸Ig/ L 8g/L，硫酸氧基鈦lg/L 5g/L，金屬氧化物10g/L 40g/L，氟化鎳lg/L 4g/L，金屬離子改性劑0. 5g/L 2g/L，表面活性劑Og/L 8g/L，間硝基化合物6g/L 12g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫擦拭磷化液，其特征在于，包括以下濃度的成分磷酸35g/L 50g/L，磷酸二氫鹽10g/L 30g/L，有機(jī)酸絡(luò)合劑3g/L 5g/L，草酸2g/ L 5g/L，硫酸氧基鈦lg/L 3g/L，金屬氧化物10g/L 25g/L，氟化鎳lg/L 2. 5g/L，金屬離子改性劑0. lg/L 5g/L，表面活性劑2g/L 5g/L，間硝基化合物6g/L 10g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的常溫擦拭磷化液，其特征在于，所述磷酸二氫鹽為辦(H2PO4) 2 禾口 / 或 Ca (H2PO4) 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的常溫擦拭磷化液，其特征在于，所述有機(jī)酸絡(luò)合劑為酒石酸和/或檸檬酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的常溫擦拭磷化液，其特征在于，所述金屬氧化物為SiO和/或CaO。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的常溫擦拭磷化液，其特征在于，所述金屬離子改性劑為Cu和/或Ni的鹽類。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的常溫擦拭磷化液，其特征在于，所述金屬離子改性劑為硫酸銅和/或硝酸鎳。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的常溫擦拭磷化液，其特征在于，所述表面活性劑為OP乳化劑和/或6501洗滌劑。
10.一種常溫擦拭磷化液的制備方法，其特征在于，將權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的成分依次加入水中混合溶解。
全文摘要
本發(fā)明提供一種常溫擦拭磷化液，包括以下成分磷酸30g/L～100g/L，磷酸二氫鹽0g/L～100g/L，有機(jī)酸絡(luò)合劑1g/L～10g/L，草酸0g/L～10g/L，硫酸氧基鈦1g/L～8g/L，金屬氧化物5g/L～50g/L，氟化鎳0.5g/L～6g/L，金屬離子改性劑0.1g/L～5g/L，表面活性劑0g/L～10g/L，間硝基化合物5g/L～15g/L。使用該磷化液涂抹后不需進(jìn)行水洗；磷化液穩(wěn)定性好、成膜時(shí)間短，除油效果好；鐵銹轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)；磷化膜附著力良好、耐蝕性強(qiáng)、不吸潮，磷化膜較薄，具有優(yōu)良的延伸性和與金屬基體的結(jié)合力；常溫下磷化，節(jié)約槽液加熱時(shí)間和能源；沉渣少；應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號(hào)C23C22/36GK102392239SQ20111037171
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者方華, 王新濤, 黃振華 申請(qǐng)人:三一汽車起重機(jī)械有限公司