[发明专利]一种磷化液及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面化学处理溶液，特别是涉及一种适用于户外大型钢铁件表面磷化处理的磷化液。 

背景技术

为了提高钢铁件表面防锈能力，通常对其表面进行磷化处理。磷化膜主要用做涂料的底层，金属冷加工时的润滑层及金属表面保护层等，可以起到防锈、减磨耐磨、润滑、增进涂料与金属基底附着力等多种作用。

对钢铁件的磷化工艺多为中高温磷化，处理前需经过除油除锈预处理，且温度高，能耗高，磷化时间长，工序繁杂。另外，磷化最常采用的是喷淋或浸泡等方式，随着磷化应用领域的扩大, 这些方式已经不能适应新的情况。比如建筑、电力、海洋石油开采、冶金及采掘等领域一些钢制设备的磷化，因其体积、重量庞大，结构复杂，就不适合喷淋或浸泡。而目前磷化技术的发展方向，主要是提高质量和降低污染、节能、无毒环保；进一步是清洁磷化，即磷化液应该具有节约材料与能源、功能合理，产品在使用过程中及使用后不危害人体健康和破坏生态环境的特点。

因此，我们希望开发出一种绿色常温快速磷化工艺，一方面能弥补中高温磷化的缺点，温度低、能耗小、沉渣少、晶粒细、膜薄、漆膜的附着力和耐蚀性可以大大提高；另外具有除油、除锈、磷化、钝化一步完成的特点，可大大节省工序，简化操作；并且涂刷或喷淋的操作方式则不需酸液槽，可大大增加该工艺的应用领域，特别适用于大型工件或室外设备的磷化处理。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种新型绿色常温快速磷化液及其生产方法，其原料组成包括：磷酸、氧化锌、复合有机酸成膜助剂、有机溶剂、钼酸钠、晶粒细化剂、惰性金属盐、非离子型表面活性剂、水，按质量百分比，各原料的含量为：磷酸20～30%，氧化锌0.1～0.3%，复合有机酸成膜助剂0.001～0.04% ，有机溶剂8~12%，钼酸钠0.15～0.4%，晶粒细化剂0.1～0.3%，惰性金属盐0.1～0.2%，非离子型表面活性剂0.002-0.004%，余量为水。

进一步地，所述复合有机酸成膜助剂成分为含硝基的芳香族有机酸、含羟基的芳香族有机酸、多羟基有机酸的混合物，其质量比为1:1.3:1.5。

进一步地，所述有机溶剂为乙醇。

进一步地，采用氟化钠作为晶粒细化剂。

进一步地，所述惰性金属盐可以是铜或镍的硫酸盐、硝酸盐或乙酸盐的任意一种。

进一步地，所述非离子型活性剂为聚合度在400～6000的聚乙二醇。

进一步地，所述水为软化水。

本发明还包括按照上述磷化液的生产方法，其特征在于，按照上述原料组成和原料组成百分比准备原料，还包括以下步骤：

步骤一：铁件预处理 

普通铁件基本不需前期预处理，锈量大的铁件可使用砂纸或钢铲除掉过多的锈壳和浮灰。

步骤二：磷化液的配置 

将复合有机酸成膜助剂溶解于乙醇中备用，记为Ⅰ溶液。将氧化锌与少量水调成糊状，加入磷酸至溶解完全之后，再按顺序加入钼酸钠，晶粒细化剂，惰性金属盐，表面活性剂，搅拌均匀，记为Ⅱ溶液。将Ⅰ溶液加入Ⅱ溶液中，搅拌均匀，最后加入足量水，充分溶解即可。

步骤三：铁件的磷化处理 

使用耐酸刷直接将磷化液在铁件上均匀的涂刷一层液膜，然后等待其自然干燥8小时（或以上）即可。

本发明采用惰性金属盐作为成膜促进剂，其作用在于惰性金属盐可与铁发生置换反应在铁件表面形成原电池，扩大钢铁表面阴极范围，加快磷化膜生长速度。采用复合有机酸成膜助剂与乙醇配合使用，可达到加快成膜速度，增大膜厚，细化晶粒，减少沉渣的作用，并可提高除油除尘效率。采用钼酸钠作为氧化促进剂。

本发明清洁无污染，成膜速度快，结合力强，耐蚀性好，适用于大型工件或户外设备，其处理后工件成膜致密、均匀、连续，结合力佳。使用前无需除油、水洗、活化等步骤，只需对工件进行简单的砂纸打磨后即可使用，除油、除锈、磷化及钝化一步完成，具有节省工序，操作简便，投资省，成本低的优点。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例一

本发明新型绿色常温快速磷化液，是由以下物质按重量百分比组成： 

磷酸                      20%

氧化锌                   0.1%

复合有机酸成膜助剂    0.001% 

乙醇                           8%

钼酸钠                       0.15%