[其他]磷酸盐处理溶液和工艺

说明书

大家都知道，除非预先经过处理，刚刚镀锌的钢材表面很难满意地涂漆。对比较小的物件的预处理方法大家都已了解，但当物件是象桥构件那样大时，处理就特别困难。因为在预处理前很难使表面彻底清洗，并且在预处理后和涂漆前难以而且也不希望对物件表面进行彻底的冲洗。

多年以来，磷酸盐水溶液已应用于锌和铁表面的预处理，但是它对于大的结构件，特别是当这些结构件未清洗干净时，其湿润效果并不好。磷酸锌溶液已广泛应用于对小物件的预处理，但是在处理后必须再进行彻底清洗。此外，已有一种不需要在处理后接着冲洗的磷酸锌溶液，但是这种溶液通常只有当应用于非常干净表面时才能获得令人满意的结果。

美国专利说明书3，346，426描述了应用一种包含锌、磷酸、乙醇酸和2，4-二硝基苯磺酸钠的处理溶液，涂擦后能在钢或镀锌的表面上形成磷酸盐涂层。这种方法在工业上的应用似乎还未成功，工业上对大的镀锌结构件最广泛使用的预处理方法是T-清洗工艺。应用这种工艺时，将金属结构件在磷酸和碳酸铜在一种混合溶剂的溶液中进行处理。

这种处理溶液，比较容易用刷涂办法施用于大的结构件上，并且很容易看到已刷涂过的部位。同刚刚镀锌的表面相比，应用这种混合溶液，能改进涂漆层的粘结力，但是粘结力还不完全令人满意。而且对比使用传统的磷酸锌溶液并接着进行冲洗的工艺，其抗腐蚀性能会比较差。

依据此发明所提出的一种处理液，其中包含0.5-5组分锌;1-20组分磷酸;0.01-0.5组分选用钴或镍的添加剂，和一种有效含量的不起皮的加速剂，所有组分以重量计。这种处理液可做成浓缩剂，并用适量的溶剂冲稀成操作溶液。操作溶液中含有足够的溶剂，使溶液组成按重量计达到100组分。这种溶剂可仅是水或是水和有机溶剂的混合物，溶剂的标准重量组分达20。这种操作溶液也可以含有表面活性剂，一般其重量组分达0.5。因此一种适用的操作溶液含有0.5-5%锌，1-20%磷酸（100%），0-0.5%钴或镍或它们的混合剂，0.02-0.5%表面活性剂，一种有效量的加速剂和剩余数量的水。

不起皮的加速剂必须能避免油漆层大量起皮，该油漆层是覆盖在干燥过而未冲洗的磷酸盐涂层上，而磷酸盐溶液中包含有效数量的加速剂。油漆层起皮一般与可使水可溶性离子残余物留在涂层中的加速剂有关，因此加速剂最好不采用如氯酸钠或硝酸钠一类高离子性化合物。过氧化物可以作为非起皮化合物，但因稳定性问题所以最好不采用。而推荐用有机化合物作为加速剂。

所推荐的加速剂是硝基胍。而其数量至少需0.02重量组分（操作溶液中浓度为0.02%），因为过低含量是无效的。然而通常其用量没有必要高于1.5组分，因此一般是占0.1-0.5重量组分。

其他合适的加速是磺基水杨酸（或它的盐）和硝基芳香化合物。硝基芳香化合物最好是一种硝基苯磺酸盐类，而常用硝基苯磺酸钠，或其游离酸。适用量是0.2-1.5组分，如用量太少，处理后的油漆层附着力会减弱，如果用量太多，油漆极易起皮。推荐用量是0.5-1.2%。

除了磷酸根阴离子及三种指名的加速剂或其它非起皮而通常是有机加速剂离子外，溶液中最好没有其它阴离子。而且最好基本上没有象碱金属或铵这种水溶性的阳离子，但如果硝基芳香化合物是钠盐的话，其引入的数量则还是可接受的。最好只考虑添加锌、钴和/或镍阳离子。

处理溶液可含有多羟基羧酸，例如酒石酸，其一般用量在操作溶液内重量组分达1%，一般处理溶液中是不再含其他添加剂的。

如锌含量太低，处理溶液不能提供良好的防腐蚀性，而如果含量太高，会使溶液稳定性降低，并增加涂漆层起皮的倾向，锌的用量最好是1-4%。

如果钴和/或镍用量太低，就不能有效地提高抗腐蚀能力，而用量太多会和基体金属形成一种腐蚀电解池，结果会增加腐蚀。钴和镍总用量一般按重量计为0.05-0.4%。虽然两种金属可单独使用，但最好混合使用，而且一般两种金属用量大约相同。

若磷酸量太低，就会减弱和基底金属反应，因而磷酸盐涂层附着力及涂层后的涂漆层的附着力也减弱，并可能会降低溶液的稳定性。若磷酸用量太高，金属表面腐蚀会过于严重。磷酸用量按重量计最好是4-15%。

虽然加入表面活性剂并不是必须的，但一般也是需要的，特别当处理的表面不是很干净时就需加入活性剂。表面活性剂用量高达0.5%，它能大大改善溶液在金属表面的浸润性而不会影响磷酸盐生成反应，但当用量高于0.5%，则不会对浸润作用有进一步改善，通常用量按重量计是0.05%-0.3%。