[发明专利]一种用于钢板处理的无磷离子化成剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要用于汽车或家电生产领域对钢板类工件进行处理的无磷离子化成剂。

背景技术

在汽车或家电生产过程中，需要对钢板类金属工件进行涂装以提高产品的耐蚀性和耐候性，磷化处理是这一工序不可或缺的步骤。

目前，磷化处理通常是指用含有锌、镍、锰和磷酸盐的磷化液处理金属表面，在金属表面形成具有一定耐蚀作用的不溶性磷酸盐膜层的过程。这层磷酸盐膜层可以提高金属基材与涂料的附着力，提高金属的耐蚀性，因而磷化处理被广泛地应用于汽车、家电和钢铁工业等方面。

因为磷化液中含有锌、镍、锰等重金属元素会对人的身体健康和环境造成严重的危害，磷元素会造成环境水体的富营养化，所以磷化液的废水排放受到严格的限制，为了满足市场和环境的要求，开发一种能够替代传统磷化液的新型无磷无重金属处理液，具有重要的现实意义。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种可以处理冷轧钢板和镀锌钢板的无磷离子化成剂，以取代现有的含磷及含锌、镍、锰等重金属的磷化液，用本发明的这种无磷离子化成剂处理钢板类金属工件，形成的膜层具有优良的耐蚀性，可以提高金属基材和涂料的附着力，涂装性能达到或超过现有的三元锌系磷化处理工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种用于钢板处理的无磷离子化成剂，其特征在于由无机相、有机相和水按如下重量百分比组成： 

无机相  1％～5％、 有机相  1～5％、 水  余量；

其中，

所述的无机相由以下原料按重量百分比组成：

氟锆酸            5％～20％ 、   氟钛酸            2.5％～10％ 、

硝酸镁              2％～4％ 、  硝酸铝                 1％～3％ 、

硝酸铁           0.1％～1％ 、  硝酸铵                0.1％～1％ 、

钛酸正丁酯    0.1％～1％ 、  六次甲基四胺 0.01％～0.5％ 、

水                  余量 ；

所述的有机相由以下原料按重量百分比组成：

硅烷偶联剂           20％～25％ 、 乙醇胺      10％～20％ 、

壬基酚聚氧乙烯醚  5％～10％ 、 水                       余量 。

上述的硅烷偶联剂，可以采用3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺或双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺，但不并限于此，本领域的技术人员可以根据实际需要在现有技术中选用相应的硅烷偶联剂。

本发明的制备方法如下：无机相的制备方法：按上述无机相配比，将水、氟锆酸及氟钛酸置于容器中，在搅拌下依次加入硝酸镁、硝酸铁、硝酸铝及硝酸铵，搅拌均匀后加入六次甲基四胺和钛酸正丁酯搅拌均匀即可。有机相的制备方法：按上述有机相配比，将水和壬基酚聚氧乙烯醚置于容器中，在搅拌下依次加入硅烷偶联剂和乙醇胺，搅拌均匀后即可。在使用时，按上述配比取无机相和有机相，然后加水搅拌均匀，即可。

本发明的有益效果是：本发明中，氟锆酸和氟钛酸是无机成膜物质，它们使膜层具有优良的耐蚀性；硝酸镁、硝酸铁、硝酸铝及硝酸铵能够促进和加速氟锆酸和氟钛酸的成膜，硅烷偶联剂和乙醇胺是有机成膜物质，它们可以提高膜层和涂料的附着力，壬基酚聚氧乙烯醚促进硅烷偶联剂和乙醇胺在化成剂中的溶解；钛酸正丁酯可以在水中发生水解反应，可以在钢板表面形成微量的纳米氧化钛颗粒，有助于提高膜层的均匀性，六次甲基四胺可以保持化成剂PH值的稳定性。

本发明通过选择合理的组分组合以及各组分之间的配比，配制的无磷离子化成剂与阴极电泳配套良好，在冷轧钢板和镀锌钢板上形成的膜层具有优良的耐蚀性，5%中性盐雾可达到1000h以上。本发明中由于不含有锌、镍、锰等重金属元素，因而不会对人的身体健康和环境造成危害，由于不含有磷元素，因而不会造成环境水体的富营养化。

具体实施方式

实施例1  

（一）     一种用于钢板处理的无磷离子化成剂

1）            无机相的组成

氟锆酸           8％ 、   氟钛酸                4％ 、