一種弱酸性無磷轉化劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種弱酸性無磷轉化劑，按照重量百分比由以下組分組成：鋯鹽4～15%、絡合劑0～3%、含氧無機鹽0.5～5%、含氟無機鹽0.1～1%、硅烷交聯(lián)劑1～8%以及分散劑0.5～2%，余量為去離子水。本發(fā)明用于金屬的表面處理，能夠在金屬表面形成一層轉化膜，該轉化膜具有良好的致密性及優(yōu)異的耐蝕效果，并且可與涂層緊密結合，提高與涂層的附著性，除此之外，本發(fā)明適用于多種金屬材料，如冷軋鋼、鋅、鐵、鋁或鋁合金等，可以替代傳統(tǒng)的鋅系磷化工藝，減少對環(huán)境的污染，避免對人身的傷害。
【專利說明】一種弱酸性無磷轉化劑
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于多種金屬板材表面處理的的弱酸性無磷轉化劑。
【背景技術】
[0002]金屬材料的腐蝕主要是由于氧氣通過凝結在金屬表面的水膜與金屬表面接觸后緩慢發(fā)生化學反應所導致，最后腐蝕的產物形成在金屬表面。由金屬材料與氧氣在水的參與下發(fā)生的電化學反應可以得出，金屬的腐蝕速度與氧氣的擴散速度息息相關，如果能延緩陰極上氧氣的擴散速度，即可以抑制金屬腐蝕速度。
[0003]現(xiàn)有技術下，為防止金屬材料的腐蝕，一般選擇對金屬表面加工處理，以降低材料因環(huán)境因素所帶來影響，如皮膜化成處理、涂裝、電鍍、熱噴涂、氣相沉積等，利用這些表面處理程序，于金屬表面覆蓋一層保護膜，以增加其抗腐蝕的能力。目前產業(yè)界廣泛采用磷酸鹽處理工藝以及鉻酸鹽處理法處理。前者雖然具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，但磷元素的排放造成環(huán)境富營養(yǎng)化，容易生成大量淤渣于設備中，增加廢水處理成本；而鉻酸鹽處理法是在金屬材料表面形成一層由六價鉻的復合氧化物與氫氧化物所組成的保護膜，雖然具有自我修復的能力和優(yōu)異的防腐蝕作用，但六價鉻具有高毒性與高致癌性，對環(huán)境和人身均造成巨大傷害，國際有關組織已經開始限制六價鉻處理產品的進口。

【發(fā)明內容】

[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種弱酸性無磷轉化劑，用于金屬的表面處理，能夠使處理后的金屬不但具有很強的耐腐蝕性，而且與涂層附著效果優(yōu)異，除此之外，還具有節(jié)能減排、節(jié)約藥劑、生產效率高、設備維護及廢水處理簡便等優(yōu)點。
[0005]為達到上述目的，本·發(fā)明的技術方案如下:
一種弱酸性無磷轉化劑，按照重量百分比由以下組分組成:鋯鹽4~15%、絡合劑0~3%、含氧無機鹽0.5~5%、含氟無機鹽0.1~1%、硅烷交聯(lián)劑I~8%以及分散劑0.5~2%，余量為去尚子水。
[0006]進一步，所述鋯鹽包括氟鋯酸銨或硫酸鋯，優(yōu)選氟鋯酸銨。
[0007]進一步，所述絡合劑包括草酸鉀或酒石酸鈉，優(yōu)選草酸鉀。
[0008]進一步，所述含氧無機鹽包括硼酸鈉或硝酸鎂，優(yōu)選硼酸鈉。
[0009]進一步，所述含氟無機鹽包括氟化鈉或氟化鈣，優(yōu)選氟化鈉。
[0010]進一步,所述硅烷交聯(lián)劑包括Y -氨丙基二乙氧基硅烷或Y-(2，3_環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷，優(yōu)選Y-氛丙基二乙氧基硅烷。
[0011 ] 進一步，所述分散劑為乙酰丙酮。
[0012]本發(fā)明提出了一種弱酸性無磷轉化劑，用于金屬的表面處理，能夠在金屬表面形成一層轉化膜，該轉化膜具有良好的致密性及優(yōu)異的耐蝕效果，并且可與涂層緊密結合，提高與涂層的附著性，除此之外，本發(fā)明涉及適用于多種金屬材料，如冷軋鋼、鋅、鐵、鋁或鋁合金等，可以替代傳統(tǒng)的鋅系磷化工藝，減少對環(huán)境的污染，避免對人身的傷害?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0014]圖1是利用本發(fā)明所提供的弱酸性無磷轉化劑處理后的金屬表面示意圖；
圖2是未經處理的屬表面示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0016]本發(fā)明提供了一種弱酸性無磷轉化劑，按照重量百分比由以下組分組成:鋯鹽4~15%、絡合劑0~3%、含氧無機鹽0.5~5%、含氟無機鹽0.1~1%、硅烷交聯(lián)劑I~8%以及分散劑0.5~2%,余量為去尚子水。
[0017]其中，鋯鹽包括氟鋯酸銨或硫酸鋯，優(yōu)選氟鋯酸銨；絡合劑包括草酸鉀或酒石酸鈉，優(yōu)選草酸鉀；含氧無機鹽包括硼酸鈉或硝酸鎂，優(yōu)選硼酸鈉；含氟無機鹽包括氟化鈉或氟化鈣，優(yōu)選氟化鈉；硅烷交聯(lián)劑包括Y-氨丙基三乙氧基硅烷或Y-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，優(yōu)選Y-氨丙基三乙氧基硅烷；分散劑為乙酰丙酮。
[0018]本發(fā)明的實施原理:利用本發(fā)明所提供的弱酸性無磷轉化劑對金屬板材進行表面處理，使處理后的金屬板材表面形成一層致密的轉化膜，該轉化膜具有很強的耐腐蝕性，避免金屬板材因環(huán)境因素所帶來的腐蝕現(xiàn)象，起到保護金屬板材并同時降低生產成本的優(yōu)點。
[0019]金屬板材在利用本發(fā)明所提供的無磷轉化劑處理前需要進行清洗:清洗的步驟包括:1、脫脂劑清洗，以除掉表面的油污；2、弱酸性溶液清洗，溫度為20~40°C，pH為5.0~
6.0;3、兩道水洗；4、烘干。上述步驟完畢以后即可經由電泳涂覆或烘干后噴涂。其中，上述水洗采用直排中并保持連續(xù)溢流，水質導電率控制在30 y s/cm以下，烘干溫度為100~150°C，烘烤時間為10~15分鐘為佳。
[0020]實施例1:按重量百分比稱取如下組分，氟鋯酸銨10%、草酸鉀2%、硼酸鈉2.5%、氟化鈉0.5%以及乙酰丙酮1%，將上述組分加入到溫度50-60度的余量等離子水中，攪拌20~60分鐘，至均勻的水溶液后，再加入甲酸或乙酸調整pH值至2~2.5，最后再加入4%經過水解后的Y -氨丙基三乙氧基硅烷，即可制成弱酸性無磷轉化藥劑，利用該藥劑對冷軋板金屬進行表面處理，處理后能夠在金屬表面形成一層由平均粒徑50-100納米的金屬氧化物構成的轉化膜(如圖1所示)，達到耐腐蝕效果，后期根據GB/T1771-2007將漆膜樣板進行耐腐蝕試驗，800小時中性鹽霧試驗單邊擴蝕寬度小于Imm以下。
[0021]實施例2:按重量百分比稱取如下組分，氟鋯酸銨4%、草酸鉀1%、硼酸鈉0.5%、氟化鈉0.1%以及乙酰丙酮0.5%，將上述組分加入到溫度50-60度的余量等離子水中，攪拌20~60分鐘，至均勻的水溶液后，再加入甲酸或乙酸調整pH值至2~2.5，最后再加入1%經過水解后的Y -氨丙基三乙氧基硅烷，即可制成弱酸性無磷轉化藥劑，利用該藥劑對冷軋板金屬進行表面處理，處理后能夠在金屬表面形成一層由平均粒徑50-100納米的金屬氧化物構成的轉化膜(如圖1所示)，達到耐腐蝕效果，后期根據GB/T1771-2007將漆膜樣板進行耐腐蝕試驗，800小時中性鹽霧試驗單邊擴蝕寬度小于Imm以下。
[0022]實施例3:按重量百分比稱取如下組分，氟鋯酸銨15%、草酸鉀3%、硼酸鈉5%、氟化鈉1%以及乙酰丙酮2%，將上述組分加入到溫度50-60度的余量等離子水中，攪拌20~60分鐘，至均勻的水溶液后，再加入甲酸或乙酸調整pH值至2~2.5，最后再加入8%經過水解后的Y-氨丙基三乙氧基硅烷，即可制成弱酸性無磷轉化藥劑，利用該藥劑對冷軋板金屬進行表面處理，處理后能夠在金屬表面形成一層由平均粒徑50-100納米的金屬氧化物構成的轉化膜(如圖1所示)，達到耐腐蝕效果，后期根據GB/T1771-2007將漆膜樣板進行耐腐蝕試驗，800小時中性鹽霧試驗單邊擴蝕寬度小于Imm以下。
[0023]實施例4:按重量百分比稱取如下組分，硫酸鋯10%、酒石酸鈉2%、硝酸鎂2.5%、氟化鈣0.5%以及乙酰丙酮1%，將上述組分加入到溫度50-60度的余量等離子水中，攪拌20~60分鐘，至均勻的水溶液后，再加入甲酸或乙酸調整pH值至2~2.5，最后再加入4%經過水解后的Y-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，即可制成弱酸性無磷轉化藥劑，利用該藥劑對冷軋板金屬進行表面處理，處理后能夠在金屬表面形成一層由平均粒徑50-100納米的金屬氧化物構成的轉化膜(如圖1所示)，達到耐腐蝕效果，后期根據GB/T1771-2007將漆膜樣板進行耐腐蝕試驗，800小時中性鹽霧試驗單邊擴蝕寬度小于Imm以下。
[0024]實施例5:按重量百分比稱取如下組分，硫酸鋯5%、酒石酸鈉1%、硝酸鎂2%、氟化鈣
0.3%以及乙酰丙酮0.8%，將上述組分加入到溫度50-60度的余量等離子水中，攪拌20~60分鐘,至均勻的水溶液后,再加入甲酸或乙酸調整pH值至2~2.5 ,最后再加入2%經過水解后的Y-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，即可制成弱酸性無磷轉化藥劑，利用該藥劑對冷軋板金屬進行表面處理，處理后能夠在金屬表面形成一層由平均粒徑50-100納米的金屬氧化物構成的轉化膜(如圖1所示)，達到耐腐蝕效果，后期根據GB/T1771-2007將漆膜樣板進行耐腐蝕試驗，800小時中性鹽霧試驗單邊擴蝕寬度小于Imm以下。
[0025]實施例6:按重量百分比稱取如下組分，硫酸鋯15%、酒石酸鈉3%、硝酸鎂5%、氟化鈣1%以及乙酰丙酮2%，將上述組分加入到溫度50-60度的余量等離子水中，攪拌20~60分鐘，至均勻的水溶液后，再加入`甲酸或乙酸調整pH值至2~2.5 ,最后再加入7.5%經過水解后的Y-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，即可制成弱酸性無磷轉化藥劑，利用該藥劑對冷軋板金屬進行表面處理，處理后能夠在金屬表面形成一層由平均粒徑50-100納米的金屬氧化物構成的轉化膜(如圖1所示)，達到耐腐蝕效果，后期根據GB/T1771-2007將漆膜樣板進行耐腐蝕試驗，800小時中性鹽霧試驗單邊擴蝕寬度小于Imm以下。
[0026]除上述實施例以外:所述鋯鹽還可以選用氟鋯酸鉀、氟鋯酸鈉、氟鋯酸鉀、氟鋯酸、硝酸鋯、硝酸氧鋯、氟化鋯或氯化氧鋯；絡合劑還可以選用檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉、水楊酸鉀、乙二胺四乙酸鈉或聚丙烯酸鈉；含氧無機鹽還可選用硅酸鈉、硅酸鋁、硫酸鋅、硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸鈰、硝酸鋅、硝酸鋁或硝酸鈰；含氟無機鹽還可選用氟硅酸、氟化鎂、氟化鉀或氣化招。
[0027]實施例7:按重量百分比稱取如下組分，氟鋯酸鉀10%、檸檬酸鈉2%、硅酸鈉2.5%、氟化鎂0.5%以及乙酰丙酮1%，將上述組分加入到溫度50-60度的余量等離子水中，攪拌20~60分鐘，至均勻的水溶液后，再加入甲酸或乙酸調整pH值至2~2.5，最后再加入4%經過水解后的Y-氨丙基三乙氧基硅烷，即可制成弱酸性無磷轉化藥劑，利用該藥劑對冷軋板金屬進行表面處理，處理后能夠在金屬表面形成一層由平均粒徑50-100納米的金屬氧化物構成的轉化膜(如圖1所示)，達到耐腐蝕效果，后期根據GB/T1771-2007將漆膜樣板進行耐腐蝕試驗，800小時中性鹽霧試驗單邊擴蝕寬度小于Imm以下。
[0028]實施例8:按重量百分比稱取如下組分，氟化鋯10%、葡萄糖酸鈉2%、硫酸鎂2.5%、氟化鉀0.5%以及乙酰丙酮1%，將上述組分加入到溫度50-60度的余量等離子水中，攪拌20~60分鐘，至均勻的水溶液后，再加入甲酸或乙酸調整pH值至2~2.5，最后再加入4%經過水解后的Y-氨丙基三乙氧基硅烷，即可制成弱酸性無磷轉化藥劑，利用該藥劑對冷軋板金屬進行表面處理，處理后能夠在金屬表面形成一層由平均粒徑50-100納米的金屬氧化物構成的轉化膜(如圖1所示)，達到耐腐蝕效果，后期根據GB/T1771-2007將漆膜樣板進行耐腐蝕試驗，800小時中性鹽霧試驗單邊擴蝕寬度小于Imm以下。
[0029]由此可見，采用實施例1-8所述的組分均可以得到圖1所示的由平均粒徑50-100納米的金屬氧化物構成的轉化膜，并達到耐腐蝕效果，后期根據GB/T1771-2007將漆膜樣板進行耐腐蝕試驗，800小時中性鹽霧試驗單邊擴蝕寬度均小于Imm以下。
[0030]本發(fā)明提出了一種弱酸性無磷轉化劑，用于金屬的表面處理，能夠在金屬表面形成一層轉化膜，該轉化膜具有良好的致密性及優(yōu)異的耐蝕效果，并且可與涂層緊密結合，提高與涂層的附著性，除此之外，本發(fā)明涉及適用于多種金屬材料，如冷軋鋼、鋅、鐵、鋁或鋁合金等，可以替代傳統(tǒng)的鋅系磷化工藝，減少對環(huán)境的污染，避免對人身的傷害。
[0031]對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。
【權利要求】
1.一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，按照重量百分比由以下組分組成:鋯鹽4~15%、絡合劑O~3%、含氧無機鹽0.5~5%、含氟無機鹽0.1~1%、硅烷交聯(lián)劑I~8%以及分散劑0.5~2%,余量為去尚子水。
2.根據權利要求1所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述鋯鹽包括氟鋯酸銨或硫酸錯。
3.根據權利要求2所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述鋯鹽為氟鋯酸銨。
4.根據權利要求1所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述絡合劑包括草酸鉀或酒石酸鈉。
5.根據權利要求4所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述絡合劑為草酸鉀。
6.根據權利要求1所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述含氧無機鹽包括硼酸鈉或硝酸鎂。
7.根據權利要求6所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述含氧無機鹽為硼酸鈉。
8.根據權利要求1所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述含氟無機鹽包括氟化鈉或氟化鈣。
9.根據權利 要求8所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述含氟無機鹽為氟化鈉。
10.根據權利要求1所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述硅烷交聯(lián)劑包括Y-氨丙基二乙氧基硅烷或Y_(2，3_環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷。
11.根據權利要求10所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述硅烷交聯(lián)劑為Y _氛丙基二乙氧基硅烷。
12.根據權利要求1所述的一種弱酸性無磷轉化劑，其特征在于，所述分散劑為乙酰丙酮。
【文檔編號】C23C22/46GK103710688SQ201310646399
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權日:2013年12月4日
【發(fā)明者】劉常興, 許志誠 申請人:昆山青烽精細化工有限公司