[发明专利]无磷皮膜剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种无磷皮膜剂，其用于金属表面涂装前工序。

背景技术

皮膜剂是一种金属表面处理剂，能与金属产生反应，在清除金属表面锈蚀的同时，形成一种不溶于水、化学惰性、牢固附着在金属表面的保护膜，这种保护膜有利于防止金属氧化，也有利于在后续的金属表面喷涂工序中，使喷涂的漆膜、塑粉与金属的接合力、附着力增强，因而被广泛用于汽车、冰箱、空调等金属制品的制作行业。

皮膜剂包括含磷皮膜剂和无磷皮膜剂两类，含磷皮膜剂对环境污染严重，在使用过程中会产生大量含磷酸盐的废水和废渣，这些废水和废渣的处理工艺较为复杂，处理费用也较高。现有的无磷皮膜剂中有一些虽不含磷，但却含有其他有害成分，如氟锆酸等，这些有害物质对环境也会造成污染；还有一些无磷皮膜剂虽不含磷，但其作用仅相当于防锈剂，其与金属表面并不产生氧化或置换反应，用这种无磷皮膜剂处理金属后，在金属表面形成的保护膜可以起到一定的防止金属氧化的作用，但这种保护膜与漆膜和塑粉的接合力、附着力都很差，时间久了膜很容易从金属表面剥落；此外，有的无磷皮膜剂在使用过程中必须用无离子水，一旦有离子进入生产过程，就必须更换药剂。

另外，市场上不同种类的皮膜剂一般只能针对不同类型的金属工件上膜，例如：铝合金工件一般使用含铬的皮膜剂，钢铁工件则多用含磷皮膜剂，因此不同的金属工件处理时不能放在同一槽液中上膜。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无磷皮膜剂，该无磷皮膜剂在使用时不会对环境造成污染且生成的膜不易剥落。

本发明所采用的技术方案是：一种无磷皮膜剂，其组分及含量为：

丁二酸2.5---4.5％；

钼酸钠0.8---2％；

硝酸钠0---3％；

柠檬酸0---5％；

氟化钠0---0.5％；

单宁酸0---0.8％；

草酸0---1.5％；

十二烷基磺酸钠0---0.05％；

其他为水，所有百分数为重量百分数。

根据国家规定，磷含量低于15％即可视为皮膜剂中无磷。因此，现有的无磷皮膜剂中大多都含有一定成份的磷，本发明采用丁二酸和钼酸钠实现基本的上膜功能，完全不含磷，彻底解决了磷对环境的污染；且对于铝合金、钢板等不同材质的金属，丁二酸、钼酸钠均能与之反应成膜，因此不同的金属工件处理时可放在同一槽液中上膜；钼酸钠根据反应温度、酸度以及所反应的金属板材的不同，还能使生成的膜产生蓝、紫、金色等不同的色彩，无需添加有害重金属，即能与金属表面形成牢固的彩色氧化膜；本发明还能够适应各种水质。

作为本发明的优选方案，硝酸钠的含量为0.2---3％。硝酸钠是氧化剂，能提高皮膜剂在金属表面上膜的速度。

作为本发明的另一种优选方案，氟化钠的含量为0.01---0.5％。氟化钠能够腐蚀金属，使金属表面平整，从而更容易上膜，因此也能起到提高上膜速度的作用。

作为本发明的另一种优选方案，柠檬酸的含量为0.05---5％。柠檬酸能调节膜的厚薄。

作为本发明的另一种优选方案，所述无磷皮膜剂包含0.5---1.5％的草酸和/或0.01---0.05％的十二烷基磺酸钠，使用时可采用喷淋方法上膜。在上膜过程中丁二酸和钼酸钠的水溶液与金属反应时会生成一些铁离子，草酸可以络合铁离子并提高皮膜剂的酸度，提高上膜的效果；另外，金属表面经常会有一些油、灰，选用十二烷基磺酸钠表面活性剂，能够很好地去除掉这些油、灰，使得上膜顺利且膜层均匀。

作为本发明的另一种优选方案，单宁酸的含量为0.02---0.8％。单宁酸本身能与金属反应并在其表面生成膜层，但因为单宁酸成膜时间较长，否则产生的膜层将会很薄，因此可采用浸泡方法上膜。采用单宁酸配合丁二酸和钼酸钠上膜，能使膜与金属的接合力更好，且能保证其不会太薄。

制作本发明所述皮膜剂时，每一种原料在水中溶解完毕之后，再添加下一种，各种原料之间添加的先后顺序不固定，温度为正常室温即可。

使用本发明上膜，温度为35℃---55℃时效果较好。

本发明的优点有：所述无磷皮膜剂完全不含磷，真正环保；防锈性能佳；与塑粉、油漆的接合力、附着力均达到优良，符合ROHS标准。使用时可将铝合金工件、镀锌工件、钢铁工件放在同一槽液中上膜，大大地简化了生产工艺，降低了设备投资；连续使用三个月所产生的悬浮物仅为10---20公斤，解决了使用含磷皮膜剂每周停产一天清除磷化渣的难题；使用本发明所产生的废水用絮凝剂沉淀后，不含有害物质，可再利用或直接排放。