專利名稱：一種節(jié)能環(huán)保型涂裝前的鋯化處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬涂裝前處理領(lǐng)域節(jié)能環(huán)保利用技術(shù)，涉及一種節(jié)能環(huán)保型涂裝前的鋯化處理工藝。
背景技術(shù)：
金屬材料在使用過程中會受到環(huán)境中腐蝕性介質(zhì)、水分和空氣中氧的侵蝕而發(fā)生腐蝕。金屬腐蝕問題遍及國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的各個(gè)部門，金屬腐蝕給國民經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失。據(jù)發(fā)達(dá)國家統(tǒng)計(jì)，每年因腐蝕造成的損失占國民生產(chǎn)總值的1% 4%，據(jù)我國權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，我國每年因腐蝕造成的損失占國民生產(chǎn)總值的4%。因此，金屬腐蝕防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。在各類防腐蝕方法中，采用涂裝保護(hù)是應(yīng)用最為廣泛的腐蝕防護(hù)方法。傳統(tǒng)方法中，脫脂、表調(diào)、磷化和鈍化工序稱為涂裝前處理工序。磷化工序是金屬表面處理各工序中技術(shù)含量最高的工序之一，也是整個(gè)涂裝工序中至關(guān)重要的工序。所謂磷化，是指把金屬工件經(jīng)含有磷酸二氫鹽的酸性溶液處理，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在其表面生成一層穩(wěn)定的不溶性磷酸鹽膜層的方法，所生成的膜稱為磷化膜。磷化膜的主要目的是提高漆膜與金屬的附著力，使漆膜與板材更牢固的黏附在一起，從而提高涂層的防腐蝕能力。磷化的質(zhì)量直接影響到金屬材料的防腐蝕性能。磷化液的主要問題一是化學(xué)試劑的用量大，成本高，二是不僅含磷，而且含有亞硝類化合物和重金屬鎳等，嚴(yán)重污染環(huán)境，三是處理金屬過程中有大量污染殘?jiān)蛷U水排出，四是要達(dá)到理想效果常常需要加溫，需要大量能耗，五是要達(dá)到較好防銹效果，常常需要鉻酸鹽封閉處理，而鉻酸鹽屬于一類限排污染物。為了解決污染問題，磷化替代技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。我們在磷化替代領(lǐng)域相繼申請了CN101033363、CN102051611A、2012103086363、2012103085144 等專利，這些專利沒有對鋯化工藝進(jìn)行專門研究闡述。本專利結(jié)合應(yīng)用過程中的工藝情況與中溫磷化工藝進(jìn)行對比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種節(jié)能環(huán)保型涂裝前的鋯化處理工藝，解決中溫磷化能耗高、環(huán)境污染大的問題。該工藝簡單、成本低、環(huán)保，且有效提高了涂料與金屬件的附著力。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用如下技術(shù)方案。一種涂裝前的鋯化處理工藝，包括如下步驟:①脫脂:將工件依次在預(yù)脫脂槽和主脫脂槽中進(jìn)行脫脂；②水洗:將脫脂后的工件在水洗槽I進(jìn)行一次水洗，再放在水洗槽2中進(jìn)行二次水洗；③鋯化處理:將水洗后的工件在鋯化劑槽中進(jìn)行工件表面膜層處理；④三次水洗:將膜層處理后的工件在水洗槽3中進(jìn)行三次水洗；⑤水洗后的工件經(jīng)干燥后即可涂裝。本發(fā)明所述工件在預(yù)脫脂槽中脫脂時(shí)， 脫脂時(shí)間為1-3分鐘，預(yù)脫脂槽液的游離堿度為4-8，pH為11-14。本發(fā)明所述工件在主脫脂槽中脫脂時(shí)，脫脂時(shí)間為1.5-5分鐘，主脫脂槽液的游離堿度為4-8，pH為11-14。預(yù)脫脂主要用于涂裝前處理過程中，首先去除大多數(shù)油污的作用，也可以對基材進(jìn)行升溫，防止主脫脂液溫度降低太快和減少污染。預(yù)脫脂應(yīng)用到一定時(shí)間后，槽液中污染物達(dá)到一定程度就需要清槽，將主脫脂槽液轉(zhuǎn)移到預(yù)脫脂，這樣保持主脫脂的油污盡量保持在比較低的程度，保證金屬板材經(jīng)過脫脂工序不會有油污，保證后續(xù)的鋯化處理效果，并能有效降低方法的成本。用于預(yù)脫脂和主脫脂的脫脂液為含氫氧化鈉的堿液。堿液優(yōu)選為大連九合表面技術(shù)有限公司的脫脂劑625。本發(fā)明所述一次水洗時(shí)間為0.5-1.5分鐘，二次水洗時(shí)間為0.5-1.5分鐘，三次水洗時(shí)間為0.5-1.5min。本發(fā)明所述工件進(jìn)行一次水洗和二次水洗時(shí)，所用水洗液均為自來水或硬度小于250的低硬度水；所述三次水洗時(shí),所用水洗液為無離子水或硬度小于250的低硬度水。本發(fā)明所述鋯化處理采用噴淋處理或浸泡處理，其中噴淋處理時(shí)間為0.5-2min,噴淋壓力為0.08-0.1OMPa ;浸泡處理時(shí)間為2_5min。上述鋯化處理時(shí)，槽液的pH控制為4.5-5.4，槽液的pH值可采用大連九合表面技術(shù)有限公司的促進(jìn)劑來調(diào)節(jié)。本發(fā)明所述鋯化劑為大連九合表面技術(shù)有限公司的JH-901或JH-902或JH-901和JH-902的混合物。 所述鋯化劑中主要功能成分為氟鋯酸，利用氟鋯酸的水解反應(yīng)在金屬基材表面形成一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的無定型氧化物轉(zhuǎn)化膜，轉(zhuǎn)化膜依靠鋯化物與金屬底材形成強(qiáng)烈的結(jié)合力，依靠有機(jī)高分子與涂料強(qiáng)烈的結(jié)合，從而獲得性能良好的金屬表面皮膜，達(dá)到優(yōu)異的附著力和防腐能力。本發(fā)明的方法中，鋯化劑在金屬表面形成的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，不同于磷化反應(yīng)的金屬表面的磷化物結(jié)晶析出，因此本發(fā)明的方法不需要進(jìn)行磷化處理方法的表面調(diào)整步驟，有效降低成本。在本發(fā)明處理方法的所有步驟均在室溫中進(jìn)行。其中，本發(fā)明的鋯化處理在室溫中，對工件表面迅速形成膜層，有效克服了傳統(tǒng)的磷化處理方法中加溫、長時(shí)間處理的缺點(diǎn)。本發(fā)明的涂裝前鋯化處理方法包括預(yù)脫脂一主脫脂一一次水洗一二次水洗一鋯化處理一三次水洗一干燥一涂裝步驟，如圖1。而一般新建電器線磷化涂裝前處理標(biāo)準(zhǔn)方法包括預(yù)脫脂一主脫脂一一次水洗一二次水洗一表調(diào)一磷化處理一三次水洗一四次水洗一干燥一涂裝步驟，如圖2。可知，本發(fā)明的鋯化處理技術(shù)作為磷化替代技術(shù)，與磷化技術(shù)有較大差別:(I)本發(fā)明的方法不需要表面調(diào)整，鋯化處理后只需水洗一次即可滿足涂裝前處理要求，有效簡化步驟，減少用水量，大幅降低方法成本。(2)金屬的鉻化處理在常溫下即可迅速反應(yīng)，不需要磷化處理對槽液的加溫處理，不需要磷化處理的大量助劑和表調(diào)劑，可以節(jié)省大量的運(yùn)行開支，降低成本。(3)本發(fā)明的方法不產(chǎn)生沉渣、無磷化處理的磷、亞硝類化合物和重金屬鎳等，嚴(yán)重環(huán)境污染產(chǎn)物，是一種安全、環(huán)保的涂裝前處理方法。
(4)本發(fā)明的方法可以省略表調(diào)槽、多步水洗設(shè)備、除渣設(shè)備，投資少、降低成本。(5)鋯化劑在金屬表面形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，形成的前處理轉(zhuǎn)化膜不僅與金屬底板有較好的結(jié)合力，而且還與高分子涂料具有強(qiáng)的結(jié)合能力，鋯化處理的工件具有良好的防腐性能。


圖1為本發(fā)明的涂裝前鋯化處理工藝流程2為傳統(tǒng)的中溫磷化處理工藝流程圖
具體實(shí)施例方式
下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述 實(shí)施例中，如無特殊說明，所使用的實(shí)驗(yàn)方法均為常規(guī)方法，所用材料、試劑等均可從生物或化學(xué)公司購買。實(shí)施例1冷軋鋼板涂裝前的鋯化處理1.材料的準(zhǔn)備工件:冷軋鋼板預(yù)脫脂劑:大連九合表面技術(shù)有限公司脫脂劑625主脫脂劑:大連九合表面技術(shù)有限公司脫脂劑625鋯化劑JH901和JH-902為購自大連九合表面技術(shù)有限公司。2.涂裝前的鋯化處理工藝包括如下步驟:處理方法流程為:預(yù)脫脂一主脫脂一一次水洗一二次水洗一鋯化處理一三次水洗
—干燥一涂裝。在上述方法流程中的各步驟的條件見表I。表I涂裝前鋯化處理工藝各步驟的條件
權(quán)利要求
1.一種涂裝前的鋯化處理工藝，其特征在于包括如下步驟: ①脫脂:將工件依次在預(yù)脫脂槽和主脫脂槽中進(jìn)行脫脂； ②水洗:將脫脂后的工件在水洗槽I進(jìn)行一次水洗，再放在水洗槽2中進(jìn)行二次水洗； ③鋯化處理:將水洗后的工件在鋯化槽中進(jìn)行工件表面膜層處理； ④三次水洗:將膜層處理后的工件在水洗槽3中進(jìn)行三次水洗； ⑤水洗后的工件經(jīng)干燥后即可涂裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂裝前的鋯化處理工藝，其特征在于所述工件在預(yù)脫脂槽中脫脂時(shí)，脫脂時(shí)間為l_3min，預(yù)脫脂槽液的游離堿度為4-8，pH為11-14。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂裝前的鋯化處理工藝，其特征在于所述工件在主脫脂槽中脫脂時(shí)，脫脂時(shí)間為1.5-5min，主脫脂槽液的游離堿度為4_8，pH為11-14。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂裝前的鋯化處理工藝，其特征在于所述一次水洗時(shí)間為0.5-1.5min, 二次水洗時(shí)間為0.5-1.5min，三次水洗時(shí)間為0.5-1.5min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂裝前的鋯化處理工藝，其特征在于所述一次水洗和二次水洗時(shí)，所用水洗液均為自來水或硬度小于250的低硬度水；所述三次水洗時(shí),所用水洗液為無離子水或硬度小于250的低硬度水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂裝前的鋯化處理工藝，其特征在于所述鋯化處理采用噴淋處理或浸泡處理，其中 噴淋處理時(shí)間為0.5-2min，噴淋壓力為0.08-0.1OMPa ;浸泡處理時(shí)間為 2-5min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂裝前的鋯化處理工藝，其特征在于所述鋯化處理時(shí)，鋯化槽液的PH為4.5-5.4。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂裝前的鋯化處理工藝，其特征在于所述鋯化處理時(shí)，所用鋯化劑為市售的JH-901或JH-902或JH-901和JH-902的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的涂裝前的鋯化處理工藝，其特征在于整個(gè)步驟均在常溫中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種節(jié)能環(huán)保型涂裝前鋯化處理工藝。該工藝依次包括預(yù)脫脂、主脫脂、一次水洗、二次水洗、鋯化處理、三次水洗、干燥、涂裝步驟。本發(fā)明的處理工藝不需要加溫和表面調(diào)整，解決中溫磷化能耗高、環(huán)境污染大的問題。相對于傳統(tǒng)的涂裝前磷化處理工藝，利用本發(fā)明的工藝可使新線建造成本降低，前處理綜合能耗大幅下降，避免磷化技術(shù)產(chǎn)生的沉渣問題和磷、亞硝類化合物和重金屬鎳等嚴(yán)重環(huán)境污染產(chǎn)物的排放問題，從而大幅降低污染物排放量。
文檔編號C23C22/78GK103074623SQ20131001112
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者曲豐作, 徐同寬, 王大鷙, 崔勵(lì), 張紹印 申請人:大連工業(yè)大學(xué)