專(zhuān)利名稱(chēng)：環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵表面處理技術(shù)，具體地表述為環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液。
背景技術(shù)：
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年鋼材產(chǎn)量的1/3因腐蝕而損失；2010年全世界33. 6%的鋼材用在中國(guó)；中國(guó)每年因鋼鐵腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的4%，每年因鋼鐵腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失過(guò)萬(wàn)億元人民幣。目前，中國(guó)的鋼鐵防腐工藝特別是涂裝預(yù)(前)處理工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平，中國(guó)企業(yè)目前普遍使用的仍是傳統(tǒng)的涂裝預(yù) 處理工藝，如強(qiáng)酸強(qiáng)堿法；拋丸噴沙法；動(dòng)力工具法等。這些傳統(tǒng)的鋼鐵表面預(yù)處理工藝會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；大量損耗國(guó)家水電等能源；對(duì)鋼鐵造成深度腐蝕進(jìn)而影響涂裝質(zhì)量；在處理工藝過(guò)程中，也會(huì)嚴(yán)重地危害到工人的人身健康與安全。公開(kāi)號(hào)CN1294204A的專(zhuān)利公開(kāi)了一種“多功能鋼鐵表面處理液”，其中配方中含有有毒物質(zhì)硫脲，還不能稱(chēng)為環(huán)保產(chǎn)品。公開(kāi)號(hào)為CN1916236的專(zhuān)利所述配方中含有亞硝酸鈉等有毒致癌物質(zhì)，并且需要加熱至中溫后方能使用，造成藥液在使用中產(chǎn)生大量殘?jiān)枰ㄆ谇逶⑴欧艔U液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種集除油、除銹、磷化、鈍化為一體的環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液。本發(fā)明的目的在于簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝；大幅降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度；在處理工藝過(guò)程中改善排放及環(huán)境污染問(wèn)題；節(jié)約國(guó)家能源；提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本；提高鋼鐵表面處理及涂裝質(zhì)量。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案，即技術(shù)配方按原料重量百分比配比如下
磷酸(85%)28-35%
磷酸二氫鋅1-3%
有機(jī)酸2-5%
硝酸鋅2-3%
聚乙二醇0.5-0.8%
氧化促進(jìn)劑O. 6-1%
絡(luò)合劑O. 3-1%
表面活性劑O. 6-2. 2%
純凈水余量
上述組份的各作用原理是磷酸作為一種中強(qiáng)度無(wú)機(jī)酸，代替了鹽酸、硫酸、硝酸等強(qiáng)酸，既可以起到除銹的功能，又是磷化膜的主要成膜物質(zhì)之一；磷酸二氫鋅也是磷化膜的主要成膜物質(zhì)之一；述的有機(jī)酸為檸檬酸、酒石酸、草酸中的一種或兩種以上復(fù)配，既可以增加溶液的游離酸度并保證溶液總酸度的持續(xù)穩(wěn)定，對(duì)于除銹具有促進(jìn)作用；所述的硝酸鋅也可以是氧化鋅或硫酸鋅，在成膜過(guò)程中起到協(xié)同作用；所述的聚乙二醇分子量應(yīng)在4000以上，即聚乙二醇4000或聚乙二醇6000或聚乙二醇10000，增加配方各組份在溶液中的分散性和溶解性；所述的氧化促進(jìn)劑為鑰酸銨、鑰酸鈉中的一種或兩種以上復(fù)配，在磷化和鈍化過(guò)程中起到氧化促進(jìn)的作用；所述的絡(luò)合劑為檸檬酸鈉、EDTA--二鈉、酒石酸鉀鈉中的一種或兩種以上復(fù)配，在藥液對(duì)工件處理過(guò)程中起到減少殘?jiān)?，絡(luò)合藥液與銹蝕反應(yīng)物的作用；所述的表面活性劑可以是OP —10、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或兩種以上復(fù)配，起到滲透、乳化、剝離的除油作用。本技術(shù)發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果
本發(fā)明不含強(qiáng)酸強(qiáng)堿、不含V0C、不含亞硝酸鈉等有毒物質(zhì)、不爆、不燃燒、不揮發(fā)、不傷皮膚、不污染環(huán)境、在使用過(guò)程無(wú)“三廢”排放，完全符合我國(guó)政府目前對(duì)環(huán)境保護(hù)和勞動(dòng)保護(hù)的要求，能高效徹底解決目前在鋼鐵表面預(yù)處理過(guò)程中既損害工人健康又污染環(huán)境的嚴(yán)重問(wèn)題。 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鋼鐵表面的除銹、脫脂、磷化、鈍化一步完成；使用簡(jiǎn)便，在常溫(15 - 35°C)條件下以浸潰、噴淋、涂刷等多種方法進(jìn)行；本發(fā)明可以持效反復(fù)循環(huán)使用并沒(méi)有“三廢”排放；產(chǎn)品在除油除銹過(guò)程中對(duì)鋼鐵不會(huì)產(chǎn)生無(wú)任何腐蝕，不產(chǎn)生氣體，不會(huì)對(duì)鋼鐵內(nèi)部造成氫脆現(xiàn)象；處理后的鋼鐵工件不需再用清水沖洗，在通風(fēng)自干或烘干后即可直接進(jìn)行噴漆、烤漆、噴塑、鍍鋅等操作，大大節(jié)省了企業(yè)的用水用電，節(jié)約了大量國(guó)家能源。本發(fā)明為微酸型處理液，無(wú)刺激性氣味，對(duì)人體皮膚無(wú)傷害，對(duì)廠(chǎng)房及生產(chǎn)設(shè)備無(wú)腐蝕。在使用過(guò)程中簡(jiǎn)化工藝流程，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的綠色清潔化生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理后的鋼鐵工件，磷化膜結(jié)晶致密，耐沖擊、耐蝕性及附著力強(qiáng)，可替代各類(lèi)防銹底漆，適用于一切鋼鐵制件在涂裝前的預(yù)處理工藝以及涂裝后的維護(hù)工藝。本發(fā)明的理化性能指標(biāo)如下
1)外觀(guān)淡綠色透明液體；
2)密度1.18-1.26;
3)總酸度650-700 ；
4)游離酸度230-280 ；
5)PH 值1-1. 5 ；
6)粘度> 10 ；
7)閃點(diǎn)無(wú)；
8)固體含量％^ 30 ；
9)除銹率99%以上；
10)除油能力水膜連續(xù)，不破裂
使用本發(fā)明后所生成的磷化膜理化性能指標(biāo)如下
1)膜層顏色灰色或銀灰色
2)干膜厚度220 μ m
3)附著力I級(jí)
4)耐沖擊性cm50kg5)耐油性(10#機(jī)油)24h不起泡，不起皺，不脫落
6)耐汽油(93#汽油)4h不起泡，不起皺，不脫落
7)耐鹽水性(3%NaCl24h)吹干無(wú)返銹
參照標(biāo)準(zhǔn)為GB/T12612— 2005《多功能鋼鐵表面處理液通用技術(shù)條件》。具體使用方法及注意事項(xiàng)如下
涂刷法以軟毛刷沾取藥液直接涂刷在工件表面處理的方法，主要針對(duì)戶(hù)外設(shè)備的維護(hù)以及難以用其他方法處理的工件，相比傳統(tǒng)的拋丸噴砂處理，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)，大幅降低維護(hù)成本，提高維護(hù)質(zhì)量，達(dá)到長(zhǎng)久的維護(hù)時(shí)間。
涂刷法施工時(shí)應(yīng)戴橡膠手套及口罩。所需設(shè)備耐酸容器、耐酸毛刷(非動(dòng)物毛所制)
處理步驟
I、對(duì)待處理工件表面的嚴(yán)重油污、嚴(yán)重銹蝕、灰塵進(jìn)行簡(jiǎn)單清理。2、待處理工件盡量平放，用軟毛刷沾取藥液充分覆蓋工件表面，首次涂刷后1-3分鐘再進(jìn)行二次涂刷。3、頑固銹蝕可先用硬毛刷來(lái)回涂刷，后按單一方向涂刷至到出現(xiàn)金屬本來(lái)顏色為止。常溫循環(huán)浸泡法將待處理的工件直接浸入盛放藥液的處理池中處理的方法，適用于規(guī)則及不規(guī)則的工件以及不便加裝超聲設(shè)備的大型處理池，相較酸洗及拋丸噴砂的處理方法，環(huán)保節(jié)能，處理時(shí)間快，工序簡(jiǎn)單，無(wú)處理死角?？梢源蠓档途S生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品涂裝質(zhì)量。所需設(shè)備耐酸池、循環(huán)過(guò)濾設(shè)備、(加熱設(shè)備)
使用方法
I、對(duì)待處理工件表面的嚴(yán)重油污、嚴(yán)重銹蝕、灰塵進(jìn)行簡(jiǎn)單清理。2、將工件完全浸泡入藥液中。2. I藥液在常溫(15 V _35°C)通常浸泡5-30min，如溫度過(guò)低需適當(dāng)加熱。2. 2在浸泡過(guò)程中需要添加循環(huán)過(guò)濾設(shè)備，濾除殘?jiān)畚?，循環(huán)藥液對(duì)銹蝕起到?jīng)_刷作用。2. 3如果除重銹或氧化皮浸泡時(shí)間要適當(dāng)延長(zhǎng)并將藥液加熱到40°C左右不得超過(guò) 50 °C。3、處理后的工件需直立放置在通風(fēng)干燥處，避免用手觸碰或接觸其他污染(水、粉末灰塵、汗液)
4、一般在25 °C的晴天表干時(shí)間約為2-4h，實(shí)干(形成磷化膜)為12-18h(形成磷化膜)，采用10(TC -150°C烘干設(shè)備20-30min左右實(shí)干形成磷化膜，通風(fēng)式烘干設(shè)備效果更佳。5、在使用過(guò)程中隨著PH值的升高處理時(shí)間可能會(huì)有所延長(zhǎng)，這時(shí)可適當(dāng)添加新藥液以保證使用效果。常溫超聲浸泡處理法見(jiàn)附圖
I : 將待處理的工件直接浸入盛放藥液的處理池，開(kāi)啟超聲設(shè)備處理的方法，適用于規(guī)則及不規(guī)則的工件，相較酸洗及拋丸噴砂的處理方法，環(huán)保節(jié)能，處理時(shí)間快，工序簡(jiǎn)單，無(wú)處理死角?？梢源蠓档途S生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品涂裝質(zhì)量。
所需設(shè)備超聲清洗池(也可用普通酸洗池加獨(dú)立超聲設(shè)備)、過(guò)濾設(shè)備、(加熱設(shè)備) 處理步驟
I、對(duì)待處理工件表面的嚴(yán)重油污、嚴(yán)重銹蝕、灰塵進(jìn)行簡(jiǎn)單清理。2、將工件浸入超聲清洗設(shè)備。2. I藥液在常溫(15 0C _35°C)通常超聲處理2-10min，如溫度過(guò)低需適當(dāng)加熱。超聲設(shè)備使藥液震動(dòng)，對(duì)工件起到?jīng)_刷作用。 2. 2在浸泡過(guò)程中需要添加過(guò)濾設(shè)備濾除殘?jiān)畚铩?. 3如果除重銹或氧化皮處理時(shí)間要適當(dāng)延長(zhǎng)并將藥液加熱到40°C左右不得超過(guò) 50 °C。3、處理后的工件需直立放置在通風(fēng)干燥處，避免用手觸碰或接觸其他污染(水、粉末灰塵、汗液)
4、一般在25 °C的晴天表干時(shí)間約為2-4h，實(shí)干(形成磷化膜)為12-18h，實(shí)干過(guò)程中形成磷化膜，采用100°C -150°C烘干設(shè)備20-30min左右實(shí)干形成磷化膜，通風(fēng)式烘干設(shè)備
效果更佳。5、在使用過(guò)程中隨著PH值的升高處理時(shí)間可能會(huì)有所延長(zhǎng)，這時(shí)可適當(dāng)添加新藥液以保證使用效果。
噴淋法將待處理的工件直接進(jìn)入噴淋室用適當(dāng)壓力進(jìn)行噴淋的處理方法，適用于較為規(guī)則的工件，相較拋丸噴砂的處理方法，環(huán)保節(jié)能，處理時(shí)間快，表面光潔度高，工序簡(jiǎn)單，無(wú)處理死角。可以大幅降低維生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品涂裝質(zhì)量。所需設(shè)備噴淋設(shè)備附圖2，過(guò)濾設(shè)備 處理步驟
I、對(duì)待處理工件表面的嚴(yán)重油污、嚴(yán)重銹蝕、灰塵進(jìn)行簡(jiǎn)單清理。2、以2. 5公斤以上的壓力使藥液噴淋在工件表面的銹蝕及油污上，直至工 件表面的銹蝕及油污被徹底清理掉。2. I噴淋方法工作過(guò)程中必須將沉淀物過(guò)濾除去，過(guò)濾后繼續(xù)使用。(工作過(guò)程中回收的藥液將沉淀物過(guò)濾后可繼續(xù)使用)
3、處理后的工件需直立放置在通風(fēng)干燥處，避免用手觸碰或接觸其他污染(水、粉末灰塵、汗液)
4、一般在25°C的晴天表干時(shí)間約為2-4h，實(shí)干(形成磷化膜)為12-18h(形成磷化膜)。采用10(TC -150°C烘干設(shè)備20-30min左右實(shí)干形成磷化膜，通風(fēng)式烘干設(shè)備效果更佳。5、在使用過(guò)程中隨著PH值的升高處理時(shí)間可能會(huì)有所延長(zhǎng)，這時(shí)可適當(dāng)添加新藥液以保證使用效果。注意事項(xiàng)
I.處理過(guò)的工件在干燥過(guò)程中工件不得淋雨，不得粘灰塵，在工件表面實(shí)干之前不得涂漆。2.在使用過(guò)程中需要有循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾殘?jiān)员ＷC工作液清潔。3.過(guò)濾出的殘?jiān)?0%的生石灰攪拌后可直接當(dāng)植物肥料。4.本液若出現(xiàn)少許沉淀，可攪拌或搖勻后繼續(xù)使用，效果不變。
5、本液在與鋼鐵銹層進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)散發(fā)輕微酸味，對(duì)人及動(dòng)(植)物無(wú)傷害。
6.鋼鐵表面銹蝕厚薄不同經(jīng)本液處理后母體色澤不一致屬于正常現(xiàn)象。7.由于浸泡時(shí)間、銹蝕厚薄等因素造成轉(zhuǎn)化膜表面有水跡、掛灰(泛白)屬于正?，F(xiàn)象，不影響防腐效果。
8.轉(zhuǎn)化膜的干燥時(shí)間受客觀(guān)環(huán)境影響較大，施工時(shí)要靈活掌握。
9.本液必須與面漆配套使用才能獲得最佳防腐效果。10.如不慎將工作液濺如眼睛，用大量清水沖洗即可
1.產(chǎn)品配套輔助設(shè)備
序號(hào)設(shè)備名設(shè)備介紹配套性工藝功能
權(quán)利要求
1.環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液是由磷酸、成膜劑、有機(jī)酸、分散劑、氧化促進(jìn)劑、絡(luò)合劑、表面活性劑等原料組成，其特征在于 本發(fā)明的具體原料配比如下 磷酸(85%)28-35% (按重量百分比)磷酸二氫鋅1-3% 有機(jī)酸2-5% 硝酸鋅2-3%聚乙二醇0.5-0.8%氧化促進(jìn)劑O. 6-1%絡(luò)合劑O. 3-1% 表面活性劑O. 6-2. 2% 純凈水余量 根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的有機(jī)酸為檸檬酸、酒石酸、草酸中的一種或兩種以上復(fù)配。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的硝酸鋅也可以是氧化鋅或硫酸鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的聚乙二醇分子量應(yīng)在4000以上，即聚乙二醇4000或聚乙二醇6000或聚乙二醇10000。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的氧化促進(jìn)劑為鑰酸銨、鑰酸鈉中的一種或兩種以上復(fù)配。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的絡(luò)合劑為檸檬酸鈉、EDTA二鈉、酒石酸鉀鈉中的一種或兩種以上復(fù)配。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的表面活性劑可以是OP —10、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或兩種以上復(fù)配。
全文摘要
環(huán)保型多功能鋼鐵表面處理液工藝介紹。1. 涂裝前預(yù)處理階段對(duì)涂裝質(zhì)量的影響1)徹底清除鋼鐵工件表面油污及銹蝕，不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)酸分子的殘留，避免了工件涂裝后從內(nèi)部繼續(xù)腐蝕的可能。2. 涂裝后對(duì)涂裝質(zhì)量的影響1)本藥液可與各種漆結(jié)合，涂裝后的耐蝕性比傳統(tǒng)的方法大幅提高，抗沖擊性可達(dá)50kg/cm，附著力達(dá)國(guó)標(biāo)一級(jí)。3. 涂裝后對(duì)設(shè)備維護(hù)的影響1)本產(chǎn)品可以在帶有銹蝕及油脂的舊漆膜上以噴淋，或涂刷的方式直接處理，藥液可滲透漆膜，直接與漆膜下面的銹蝕發(fā)生反應(yīng)，不影響原有漆膜，處理完成后直接涂裝即可；2)對(duì)于設(shè)備維護(hù)的工藝要求簡(jiǎn)單，操作方面，能夠大量節(jié)省水、電等國(guó)家能源，降低勞動(dòng)強(qiáng)度及人工成本。
文檔編號(hào)C23C22/42GK102839365SQ201210104550
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者王曉翌 申請(qǐng)人:王曉翌