CN101949018B - 一种多功能金属表面前处理液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能金属表面前处理液及其制备方法，多功能金属表面前处理液由氧化锌0.2～0.6％，磷酸10～30％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.2～1.5％，季胺盐0.5～2％，双氧水0.5～2％，羟甲基咪唑啉2～6％，乙二醇2～3％，酒石酸8～15％，三聚磷酸钠1～3％，RH促进剂0.1～0.3％，苯并三氮唑0.1～0.5％等组分配制组成。方法步骤：1.将氧化锌用水化成糊状，再加入部分磷酸搅拌为A溶液；2.依次向反应釜投入水、脂肪醇聚氧乙烯醚、季胺盐、双氧水、羟甲基咪唑啉、乙二醇、A溶液等物质；3.常温搅拌1.5-3.0小时，达到透明无结块成品。本发明可循环使用，无污染、无排放，节能环保，成本降低。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种多功能金属表面前处理液及其制作方法。
背景技术
金属材料的防腐蚀是一世界难题，每年因腐蚀造成的损失是所有自然灾害的总和，因腐蚀造成的工程结构失效与灾难更是难以估算。因此对金属材料和构件进行防腐蚀处理不但刻不容缓，而且相当浩繁。而传统的金属表面处理基本都分为酸洗、钝化、磷化等工艺步骤，不能够一次到位；而且整个工艺过程都离不开盐酸、硫酸、硝酸处理，对操作人员有毒害作用；而处理完成后的污水中含有很多有毒物质，不进行处理对环境的污染十分严重，且生产成本大。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供一种多功能金属表面前处理液及其制备方法，其集除油、除锈、钝化、磷化四大功能于一体，而且环保卫生，可循环使用。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种多功能金属表面前处理液，按重量百分比计算，由下述组分配制组成：氧化锌0.2～0.6％，磷酸10～30％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.2～1.5％，季胺盐0.5～2％，双氧水0.5～2％，羟甲基咪唑啉2～6％，乙二醇2～3％，酒石酸8～15％，三聚磷酸钠1～3％，RH促进剂0.1～0.3％，苯并三氮唑0.1～0.5％，OP系列乳化剂1～6％，渗透剂0.5～1.5％，葡萄糖酸钠0.5～1％，水30.6～70％。
作为本发明的优选实施例：按重量百分比计算，由下述组分按比例配制组成：氧化锌0.5％，磷酸18.0％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5％，季胺盐1.0％，双氧水0.8％，羟甲基咪唑啉4.0％，乙二醇2.5％，酒石酸10％，三聚磷酸钠1.4％，RH促进剂0.2％，苯并三氮唑0.3％，OP系列乳化剂5％，渗透剂1.0％，葡萄糖酸钠0.8％，水54％。
作为本发明的进一步改进在于：所述磷酸浓度为85％。
所述乳化剂选用乳化剂OP-10，具有优良的匀染、乳化、润湿、扩散，抗静电性能，在金属表面技术行业，用作镀锡光亮剂的载体，帮助主光亮剂的溶解并提高阴极极化。
所述RH促进剂选用植酸，而植酸对绝大多数金属离子有极强络合能力；每个植酸分子可提供六对氢原子使自由基的电子形成稳定结构，避免被保鲜物氧化变质；植酸有良好导电性；且植酸基本无毒性。
本发明中，各成分的主要功能为：脂肪醇聚氧乙烯醚用于隔离稀酸和碱的中和反应；季胺盐提供溶液电介质，除油；双氧水增强除锈功能；羟甲基咪唑啉用于除油、增白；乙二醇作为助溶剂使用；氧化锌为成膜助剂；磷酸用于除锈、磷化；酒石酸能增强除锈效果；三聚磷酸钠用于增强磷化；RH促进剂作为金属螯合剂，促进剂使用；苯并三氮唑起到增亮、缓蚀剂的作用；乳化剂用于除油、并起防锈剂作用；渗透剂起到提高渗透效果，葡萄糖酸钠作为促进剂使用。
本发明中讲述的制备金属表面前处理液的方法，包括以下步骤：(1)将氧化锌用4倍水化成糊状，再加入小部分磷酸搅拌为A溶液；(2)按下列次序依次向反应釜投入水、脂肪醇聚氧乙烯醚、季胺盐、双氧水、羟甲基咪唑啉、乙二醇、A溶液、剩余部分磷酸、酒石酸、三聚磷酸钠、RH促进剂、苯并三氮唑、OP系列乳化剂、渗透剂、葡萄糖酸钠；(3)最后，在常温下搅拌1.5-3.0个小时，达到透明无结块的成品。
作为本方法的进一步改进在于：步骤(1)中，所述磷酸浓度为85％，而磷酸得加入量可按与氧化锌摩尔比为2∶1的比例加入。
本发明是一种水基金属表面处理剂，其通过多种表面活性剂配合形成，具有较强的润湿、乳化、分散、渗透、增容等综合效果，使金属表面油污得到清除并溶解，并可进一步渗透进锈层，将锈渍一层层分解剥离，并能和黑色氧化皮化学反应，而达到除锈的目的。而其磷酸及处理液中的金属螯合物、络合物在金属表面能立即形成钝化、磷化层，阻止金属表面再度氧化锈蚀。同时致密粗糙的钝化、磷化层提供了金属部件油漆涂装和镀锌、镀镍的良好附着力介面。
本发明所述前处理液处理金属件时，可采用浸泡、喷淋、涂刷三种方法。浸泡法为：将本产品倒入浸洗槽内宜；将工件表面除尘后完全浸入处理液中；根据温度及锈蚀程度，控制浸泡时间20-80分钟，并可加温处理；而后取出工件，干燥。
喷淋法：将处理液泵入喷啉室上方的喷嘴，使工件对着喷嘴下方，喷雾，并保持工件湿润；一般控制时间为20～60分钟；后干燥、涂镀。涂刷法：先清除工件表面浮尘、脏物；用毛刷醮处理液刷于工件表面，并保持湿润；反复多次涂刷达到处理要求后干燥、涂镀工。
本产品的主要成分为酒石酸、季铵盐、乙二醇、苯并三氮唑、磷酸、乳化剂、咪唑啉和渗透剂，同时具有可循环使用，无污染、无排放的特点；即消耗后再添加，产生的少量残渣可回收利用，不需要安装污水处理设备，节水节能，降低综合成本。同时，本产品无毒害废气释放，改善了生产场所的空气质量，改善了操作人员的工作环境，并减轻了引发安全事故的几率；节能环保，综合使用成本大大降低。
具体实施方式
实施例1：本发明涉及一种多功能金属表面前处理液，按重量百分比计算，由下述组分配制组成：氧化锌0.4％，磷酸12％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.8％，季胺盐1％，双氧水1％，羟甲基咪唑啉3％，乙二醇3％，酒石酸10％，三聚磷酸钠2％，RH促进剂0.2％，苯并三氮唑0.2％，OP-10乳化剂3％，渗透剂1％，葡萄糖酸钠1％，水61.4％。
本产品的制备方法为：包括以下步骤：(1)将氧化锌0.4％用4倍水化成糊状，再加入浓度为85％的磷酸3％搅拌为A溶液；(2)按下列次序依次向反应釜投入水61.4％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8％、季胺盐1％，双氧水1％，羟甲基咪唑啉3％，乙二醇3％，A溶液、磷酸9％、酒石酸10％，三聚磷酸钠2％，RH促进剂0.2％、苯并三氮唑0.2％，OP-10乳化剂3％，渗透剂1％，葡萄糖酸钠1％；(3)最后，在常温下搅拌2个小时，达到透明无结块的成品。
实施例2：一种多功能金属表面前处理液，按重量百分比计算，由下述组分配制组成：氧化锌0.5％，磷酸18.0％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5％，季胺盐1.0％，双氧水0.8％，羟甲基咪唑啉4.0％，乙二醇2.5％，酒石酸10％，三聚磷酸钠1.4％，植酸0.2％，苯并三氮唑0.3％，OP系列乳化剂5％，JFC渗透剂1.0％，葡萄糖酸钠0.8％，水54％。
实施例3：一种多功能金属表面前处理液，按重量百分比计算，由下述组分配制组成：氧化锌0.6％，磷酸22％，脂肪醇聚氧乙烯醚1.2％，季胺盐1.5％，双氧水1.5％，羟甲基咪唑啉5％，乙二醇2％，酒石酸9％，三聚磷酸钠2.2％，植酸0.1％，苯并三氮唑0.4％，OP系列乳化剂4％，JFC渗透剂1.2％，葡萄糖酸钠0.6％，水48.7％。
本发明能很好的清除金属表面的油污、锈层和黑氧化皮层；能在金属表面形成一层磷化、钝化保护膜，其厚度2.0～3.5μm，室内空气中存放数月不生锈，氯化钠溶液和硫酸铜溶液试验均大于300秒；磷化、钝化膜的形成为后序涂漆或镀锌、镀镍的过渡层，使其附着力达到国家标准的要求；磷化、钝化层能大大提高工件涂渡后的耐盐雾性、耐湿热性。本产品经质监部门检测，符合GB/T12612-2005《多功能钢铁表面处理液通用技术条件》的要求。
本发明摒弃了传统的盐酸、硫酸、硝酸处理对环境的污染，对操作人员的毒害，对酸洗、钝化、磷化工艺分步流程的改进达一步到位，使除油、酸洗、钝化、磷化四种工艺过程一次性完成。
本产品经上海化工研究院检测中心按照联合国《关于危险货物运输建议书》的方法和程序进行：爆炸、易燃、氧化剂、毒害、放射性、腐蚀及其它共七项危险性监定，无危险性识别，可按普通货物条件办理包装和运输，确保了运输和保管的安全。
本发明可替代传统酸洗、除油、钝化、磷化分步处理工艺，具有非常广阔的市场前景，值得大规模推广。
Claims (4)
1.一种多功能金属表面前处理液，其特征在于：按重量百分比计算，由下述组分配制组成：氧化锌 0.2～0.6％，磷酸 10～30％，脂肪醇聚氧乙烯醚 0.2～1.5％，季胺盐 0.5～2％，双氧水 0.5～2％，羟甲基咪唑啉 2～6％，乙二醇 2～3％，酒石酸 8～15％，三聚磷酸钠 1～3％，植酸 0.1～0.3％，苯并三氮唑 0.1～0.5％，乳化剂 OP-10为1～6％，渗透剂 0.5～1.5％，葡萄糖酸钠 0.5～1％，水30.6～70％。
2.根据权利要求1所述的一种多功能金属表面前处理液，其特征在于：按重量百分比计算，由下述组分按比例配制组成：氧化锌 0.5％，磷酸 18.0％，脂肪醇聚氧乙烯醚 0.5％，季胺盐 1.0％，双氧水 0.8％，羟甲基咪唑啉 4.0％，乙二醇 2.5％，酒石酸 10％，三聚磷酸钠 1.4％，植酸 0.2％，苯并三氮唑 0.3％，乳化剂 OP-10为5％，渗透剂 1.0％，葡萄糖酸钠 0.8％，水 54％。
3.根据权利要求1或2所述的一种多功能金属表面前处理液，其特征在于：所述磷酸为磷酸85％。
4.一种制备如权利要求1所述的金属表面前处理液的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将氧化锌用4倍水化成糊状，再加入部分磷酸搅拌为A溶液；(2)按下列次序依次向反应釜投入水、脂肪醇聚氧乙烯醚、季胺盐、双氧水、羟甲基咪唑啉、乙二醇、A溶液、剩余部分磷酸、酒石酸、三聚磷酸钠、植酸、苯并三氮唑、乳化剂OP-10、渗透剂、葡萄糖酸钠；(3)最后，在常温下搅拌1.5-3.0个小时，达到透明无结块的成品。
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