[发明专利]钴、锌、铁三元体系磷酸盐金属表面处理剂、制备方法及复合沉积物

说明书

本发明公开了一种钴、锌、铁三元体系磷酸盐金属表面处理剂，及其制备方法，以及该金属表面处理剂应用后形成的复合沉积物。专门针对热镀锌件表面氧化物问题的终极设计，同时解决热镀锌件出钢厂表面防腐处理(传统为油封、三价铬、耐指纹膜)和涂装前增强附着力表面处理(现时锌‑锰二元系或陶化硅烷工艺)合二为一，以彻底解决热镀锌件表面防护的世纪难题。

技术领域

本发明涉及热镀锌件表面的后处理技术领域，特别是一种钴-锌-铁三元体系磷酸盐金属表面处理剂，及其制备方法，以及该金属表面处理剂应用后形成的复合沉积物。

背景技术

热镀锌(galvanizing)也叫热浸锌和热浸镀锌：是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。热连续镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的。热连续镀锌板的生产工序主要包括：原板准备→镀前处理→热浸镀→镀后处理等，在完成镀后处理之后便可以对热镀锌件进行涂装处理。目前的镀后处理主要有两类方式：A类加温型锌锰二元磷酸盐(缺点：1、加温耗能大；2、加温型易导致反应可逆或停滞，现象为局部没成膜，涂装局部无附着力，即后着的涂装处理层容易局部剥落)；B类陶化(一般加入硅烷剂)、铬化等封闭钝化型处理(缺点：1、后着涂装层的附着力差，无法保证完全达到最高级的0级附着力，难以通过国标的附着力检测；2、膜层耐温性差，仅能耐受110℃～130℃；3、不可目测辨识)。

发明内容

本发明旨在提供一种具有创新性的钴锌铁三元体系磷酸盐金属表面处理剂及其制备方法。

钴、锌、铁三元体系磷酸盐金属表面处理剂的制备方法，包括步骤：

1)将反应所需总体积的磷酸等分成3份，将1份磷酸按体积比1:0.3～0.6加水稀释后注入反应搅拌槽内；

2)向反应搅拌槽内加入含锌物，充分搅拌，随后添加第一结合助剂，所述含锌物包括但不限于氧化锌、硫酸锌、氯化锌、磷酸锌、磷酸二氢锌、硝酸锌、立德粉、硫化锌，所述第一结合助剂包括氟化钠、氟化钾、氟锆酸钠、氟锆酸钾或氟化铵中的一种或多种；

3)将1份磷酸按体积比1:0.3～0.6加水稀释后注入反应搅拌槽内；

4)向反应搅拌槽内加入含钴物，充分搅拌，随后添加第二结合助剂，所述含钴物包括但不限于氯化钴、硝酸钴、醋酸钴、硫酸钴、氧化钴、磷酸钴、碳酸钴，所述第二结合助剂包括EDTA、柠檬酸、柠檬酸钠或单宁酸中的一种或多种；

5)将1份磷酸按体积比1:0.3～0.6加水稀释后注入反应搅拌槽内；

6)向反应搅拌槽内加入含铁物，充分搅拌，随后添加第三结合助剂，所述含铁物包括但不限于铁红、四氧化三铁、硫酸铁、氯化铁、磷酸铁、硝酸铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁、氯化亚铁、磷酸亚铁，所述第三结合助剂包括葡萄糖和/或葡萄糖酸钠；

7)向反应搅拌槽内的槽液加水稀释，直至槽液体积为磷酸的总体积的8～11倍。

其中，步骤2所述充分搅拌是指反应搅拌槽内的槽液中无悬浮颗粒，槽底无沉淀不溶物，取液背光观测无反光粒子。步骤4充分搅拌是指反应搅拌槽内的槽液中无悬浮颗粒，槽底无沉淀不溶物，且静置不变色。步骤6所述充分搅拌是指在加入含铁物后搅拌3～6小时。

上述制备方法所制得的钴、锌、铁三元体系磷酸盐金属表面处理剂为浓缩液，在加水稀释后能够与热镀锌件的表面发生快速化学反应，在热镀锌件表面生成不溶性，致密而呈标准磷叶石状结构钴-锌-铁三元体系磷酸盐复合沉积物。所述钴-锌-铁三元体系磷酸盐复合沉积物，包括钴离子0.1～3％，锌离子15～60％，铁离子0.5～5％，磷离子1～30％，氧离子15～60％，碳离子0～30％。

更进一步，所述钴-锌-铁三元体系磷酸盐复合沉积物还包括镍离子、锰离子、氟硅酸根离子中的一种或多种。