專利名稱：一步法無磷皮膜劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一步法無磷皮膜劑。
背景技術(shù)：
皮膜劑作為一種金屬表面處理劑，可防止金屬表面氧化，也可增強后續(xù)漆膜噴涂時漆膜的附著力，廣泛應(yīng)用于金屬制品領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)中，皮膜劑包括含磷皮膜劑和無磷皮膜劑。含磷皮膜劑環(huán)境污染大，隨著環(huán)境保護工作的日益加強，磷元素的污染問題已受到國內(nèi)外有關(guān)部門和企業(yè)的高度重視，中國已有不少地區(qū)和城市，嚴(yán)禁使用含磷洗衣粉和含磷清洗劑，環(huán)保部門對涂裝前處理后的廢水中的含磷治理要求，也越來越嚴(yán)格，導(dǎo)致涂裝前處理的綜合成本大大增加?，F(xiàn)有技術(shù)中的無磷皮膜劑與金屬表面附著力差，容易脫落，且使用時必須使用去離子水，一旦有離子進(jìn)入，就會報廢。國家規(guī)定，皮膜劑中磷含量低于15%即被視為無磷皮膜劑，因此現(xiàn)有技術(shù)中的無磷皮膜劑大多含有一定量的磷。且現(xiàn)有技術(shù)中的皮膜劑針對性強，不同的金屬需要使用不同的皮膜劑，因此不同的金屬不能在同一槽液中上膜。金屬在上皮膜前，需要先對金屬表面進(jìn)行脫脂處理，現(xiàn)有技術(shù)的皮膜劑在使用時，脫脂和上皮膜需要分步進(jìn)行，設(shè)備占地面積大、投資成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種一步法無磷皮膜劑。為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種一步法無磷皮膜劑，其組分含量為氟鋯酸2 — 4%、鑰酸鈉0_1%、氟鈦酸鉀0-0. 8 %、聚乙二醇2-3. 5 %、氟化鈉0. 1-0. 6%、丙烯酸0. 5-1. 5%、檸檬酸0_1%、草酸0-1. 5%、乳化劑0. 1-0. 5%、余量為水，所述百分比為質(zhì)量百分比。上述皮膜劑的制備可采用現(xiàn)有技術(shù)中的皮膜的制備方法制備，為了節(jié)約成本，只要將上述各組分混勻，即可使用，可將各組分一起倒入水中混勻，也可使一種原料在水中溶完后，再溶下一種，各種組分的添加順序不限，操作溫度為正常室溫即可；優(yōu)選，先將聚乙二醇溶于水后，再與其它組分混勻。上述一步法無磷皮膜劑完全不含磷，根本上解決了磷對環(huán)境的污染；上述各組分按照上述比例復(fù)配使用，產(chǎn)生了預(yù)料不到的協(xié)同效應(yīng)，所得的皮膜劑適應(yīng)性強，適用于各種金屬，因此，不同的金屬可在同一槽液中上膜，省工、省料；上述一步法無磷皮膜劑，脫脂和上皮膜一步完成，即皮膜劑本身有脫脂的效果，且能與金屬產(chǎn)生反應(yīng)，在脫脂的同時生成一種不溶于水的化學(xué)惰性膜，牢固地附著在金屬表面；鑰酸鈉通過與其他組分的復(fù)配，很容易在金屬表面形成牢固的彩色氧化膜；上述一步法無磷皮膜劑適合各種水質(zhì)，包括各個地方的自來水等；上述氟化鈉通過與其他組分的復(fù)配，可進(jìn)一步提高上膜的速度，且所得膜更加平整穩(wěn)固；上述檸檬酸通過與其他組分的復(fù)配，可更加有效地調(diào)節(jié)膜厚薄。
上述所述聚乙二醇的數(shù)均分子量優(yōu)選為6000-20000。為了提高上述一步法無磷皮膜劑的分散性、穩(wěn)定性，并且能夠使所得的膜更加牢固、均勻，所述乳化劑為TX-10、0P-10或脂肪醇類表面活性劑中一種或兩種以上任意配比的混合物。提高上述一步法無磷皮膜劑的抗輻射性、抗堿性和附著力等性能，所述鑰酸鈉的質(zhì)量含量為0. 3-0. 5%;所述氟鈦酸鉀的質(zhì)量含量為0. 1-0. 4%。優(yōu)選，同時,所述鑰酸鈉的質(zhì)量含量為0. 5-1%，鑰鈦系同時使用也產(chǎn)生了預(yù)料不到的協(xié)同效應(yīng)，其復(fù)配使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單獨使用時的效果之和。為了能更加容易地控制膜厚度，所述檸檬酸的質(zhì)量含量為2-4%。為了進(jìn)一步提高上膜效果，所述草酸的質(zhì)量含量為0. 5-1. 2%。草酸可絡(luò)合金屬離子，進(jìn)一步提高所得膜的均勻性和附著力等性能。為了進(jìn)一步提高上述一步法無磷皮膜劑的分散性、穩(wěn)定性，并且能夠使所得的膜更進(jìn)一步牢固、均勻，為了所述乳化劑的質(zhì)量含量為0. 2-0. 4%。上述一步法無磷皮膜劑在使用時，可參照現(xiàn)有皮膜劑的使用方法，優(yōu)選操作溫度為35-50°。使用本發(fā)明皮膜劑，當(dāng)溫度為25度時，上膜速度為3-5分鐘，當(dāng)溫度為35度時，上膜速度為1. 5-2. 5分鐘，當(dāng)溫度為40度時，上膜速度為1-1. 5分鐘。本發(fā)明一步法無磷皮膜劑的優(yōu)點是I)現(xiàn)有技術(shù)中上膜的工藝依次為脫脂、兩道水洗、上膜、兩道水洗，過程中每個工藝步驟需要一個操作槽，共需要六個操作槽，并需要購買專用的脫脂劑，所用設(shè)備多、成本高、耗能大；而本發(fā)明皮 膜劑上膜工藝依次為上膜、兩道水洗，過程中需要三個操作槽，脫脂和上膜一步完成，即 本發(fā)明皮膜劑有優(yōu)異的脫脂效果，無需額外使用脫脂劑，所用設(shè)備少、占地面積小、成本低、耗能低。本發(fā)明脫脂上膜一道工藝完成，再經(jīng)過兩道水洗完成整個前處理工藝，大大簡化了現(xiàn)有的六道工藝，降低了設(shè)備的投入；將傳統(tǒng)磷化過程中的脫月旨、表調(diào)、磷化、封閉合四為一，最大程度簡化了金屬表面前處理的工藝，大大降低了設(shè)備的投資成本，縮小了設(shè)備的占地空間，解決了廠房空間不足的難題，所生產(chǎn)的膜層厚度為
0.05-0. 5 iim，僅相當(dāng)于磷化過程所生產(chǎn)膜層厚度的1/100，其雜化反應(yīng)所產(chǎn)生的分子鍵結(jié)構(gòu)，使膜層的附著力比磷化膜更牢固，使用周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于含磷鐵系磷化液；2)各組分之間有著預(yù)料不到的協(xié)同效應(yīng)，使得產(chǎn)品的脫脂效果、成膜效果、防銹效果、及所得膜的附著力等性能更佳，膜層致密，光潔度高，耐腐蝕時間也高于國際同類產(chǎn)品耐腐時間，涂層鹽霧時間達(dá)500小時以上，遠(yuǎn)高于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)； 3)所述無磷皮膜劑完全不含磷，不含有鉻、鎳及其他有毒重金屬、無亞硝酸鹽、磷酸鹽和揮發(fā)性有機成份，真正環(huán)保；與塑粉、油漆的接合力、附著力均達(dá)到優(yōu)良；無有害物質(zhì)污染，符合R O H S標(biāo)準(zhǔn)，ROHS標(biāo)準(zhǔn)指《歐盟電氣和電子有害物質(zhì)指令》。4)適用于鋁合金、鍍鋅件、鋼鐵等不同的金屬材料，使用時可將鋁合金工件、鍍鋅工件、鋼鐵工件等不同的金屬工件放在同一槽液中上膜，產(chǎn)品使用過程中幾乎無渣，連續(xù)使用三個月所產(chǎn)生的懸浮物僅為10 - 20公斤，解決了傳統(tǒng)磷化生產(chǎn)過程中每周停產(chǎn)清渣、清理管道、清理噴嘴的難題，大大提高了生產(chǎn)效率，延長設(shè)備的使用壽命。5)產(chǎn)品直接用自來水配置使用，無需純水設(shè)備，解決了純水制備過程中的水資源的浪費問題，皮膜劑清洗溢流水，PH達(dá)6— 7，各項檢測指標(biāo)均低于國家工業(yè)污水一級排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放，無需做絮凝沉淀處理，大大降低了生產(chǎn)成本。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。實施例1將氟鋯酸2%、聚乙二醇(12000) 2%、氟化鈉0. 6%、丙烯酸1. 5%、0P_100. 1%、余量為水，混勻，得一步法無磷皮膜劑，所述百分比為質(zhì)量百分比。實施例2將氟鋯酸4%、聚乙二醇(12000) 3. 5%、氟化鈉0. 1%、丙烯酸0. 5%、0P_100. 3%、余
量為水，混勻，得一步法無磷皮膜劑，所述百分比為質(zhì)量百分比。采用實施例1-2所得的的皮膜劑，脫脂上皮膜一道工藝完成，上膜后再經(jīng)兩道水洗即完成上皮膜工藝，并可將鋁合金工件、鍍鋅工件、鋼鐵工件等不同的金屬工件放在同一槽液中上膜。溫度35°時，采用實施例1-2所得的的皮膜劑在鋼板上上膜，上膜時間為1. 5-2. 5分，膜厚為0. 2 ii m。將上膜后的鋼板水洗一烘干一在3%的NaCl溶液中浸泡I小時以上一水洗，無任何銹斑。 所用鋼板為上海寶鋼的鋼板，規(guī)格為厚為Imm,寬為70cm,長為100cm。采用美國BBC的老虎粉(亞光粉)，將上述上膜后的鋼板上噴粉，噴粉厚為60-80 u m，噴粉后在180-190°，固化15分鐘。將上述固化后的產(chǎn)品做如下測試1、溫度35°，在煙霧罩中用濃度為3%的NaCl噴霧，保持回流液為20ml/24小時，連續(xù)噴霧1000小時以上,無任何起泡現(xiàn)象,遠(yuǎn)高于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)；2、符合GB/T17748-2008標(biāo)準(zhǔn)，耐50kg的沖擊測試；2mm劃格測試(參照GB/T9286-88)，屬于I級切口交叉處涂層由少許薄皮分離但受影響區(qū)明顯小于5%;4、無有害物質(zhì)污染，符合R O H S標(biāo)準(zhǔn)。實施例3將氟鋯酸4 %、聚乙二醇(12000 ) 3. 5 %、氟化鈉0. 1%、丙烯酸0. 5%、氟鈦酸鉀
0.5%,0P-100. 3%、余量為水，混勻，得一步法無磷皮膜劑，所述百分比為質(zhì)量百分比。采用實施例3所得的的皮膜劑，除油上皮膜一道工藝完成，上膜后再經(jīng)兩道水洗即完成上皮膜工藝，并可將鋁合金工件、鍍鋅工件、鋼鐵工件等不同的金屬工件放在同一槽液中上膜。溫度35°時，采用實施例3所得的的皮膜劑在鋼板上上膜，上膜時間為1. 5-2. 5分，膜厚為0.1 ii m。將上膜后的鋼板水洗一烘干一在3%的NaCl溶液中浸泡I小時以上一水洗，無任何銹斑。所用鋼板為上海寶鋼的鋼板，規(guī)格為厚為Imm,寬為70cm,長為100cm。采用美國BBC的老虎粉(亞光粉)，將上述上膜后的鋼板上噴粉，噴粉厚為60-80 u m，噴粉后在180-190°，固化15分鐘。將上述固化后的產(chǎn)品做如下測試1、溫度35°，在煙霧罩中用濃度為3%的NaCl噴霧，保持回流液為20ml/24小時，連續(xù)噴霧1000小時以上,無任何起泡現(xiàn)象,遠(yuǎn)高于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)；2、符合GB/T17748-2008標(biāo)準(zhǔn)，耐50kg的沖擊測試；3、2mm劃格測試(參照GB/T9286-88)，屬于I級，切口交叉處涂層由少許薄皮分離但受影響區(qū)明顯小于3% ；4、無有害物質(zhì)污染，符合R O H S標(biāo)準(zhǔn)。實施例4將氟鋯酸4%、聚乙二醇(12000)3. 5%、氟化鈉0. 1%、丙烯酸0. 5%、鑰酸鈉0. 6%、0P-100. 3%、余量為水，混勻，得一步法無磷皮膜劑，所述百分比為質(zhì)量百分比。采用實施例4所得的的皮膜劑，除油上皮膜一道工藝完成，上膜后再經(jīng)兩道水洗即完成上皮膜工藝，并可將鋁合金工件、鍍鋅工件、鋼鐵工件等不同的金屬工件放在同一槽液中上膜。溫度35°時，采用實施例4所得的的皮膜劑在鋼板上上膜，上膜時間為1. 5-2分，膜厚為0.1 ii m。將上膜后的 鋼板水洗一烘干一在3%的NaCl溶液中浸泡I小時以上一水洗，無任何銹斑。所用鋼板為上海寶鋼的鋼板，規(guī)格為厚為Imm,寬為70cm,長為100cm。采用美國BBC的老虎粉(亞光粉)，將上述上膜后的鋼板上噴粉，噴粉厚為60-80 u m，噴粉后在180-190°，固化15分鐘。將上述固化后的產(chǎn)品做如下測試1、溫度35°，在煙霧罩中用濃度為3%的NaCl噴霧，保持回流液為20ml/24小時，連續(xù)噴霧1000小時以上,無任何起泡現(xiàn)象,遠(yuǎn)高于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)；2、符合GB/T17748-2008標(biāo)準(zhǔn)，耐50kg的沖擊測試；3、2mm劃格測試(參照GB/T9286-88)，屬于I級，切口交叉處涂層由少許薄皮分離但受影響區(qū)明顯小于3% ；4、無有害物質(zhì)污染，符合R O H S標(biāo)準(zhǔn)。實施例5將氟鋯酸4%、聚乙二醇(12000) 3. 5%、氟化鈉0. 1%、丙烯酸0. 5%、檸檬酸2%、0P-100. 3%、余量為水，混勻，得一步法無磷皮膜劑，所述百分比為質(zhì)量百分比。采用實施例5所得的的皮膜劑，除油上皮膜一道工藝完成，上膜后再經(jīng)兩道水洗即完成上皮膜工藝，并可將鋁合金工件、鍍鋅工件、鋼鐵工件等不同的金屬工件放在同一槽液中上膜。溫度35°時，采用實施例5所得的的皮膜劑在鋼板上上膜，上膜時間為1. 5-2分，膜厚為0. 2 ii m。將上膜后的鋼板水洗一烘干一在3%的NaCl溶液中浸泡I小時以上一水洗，無任何銹斑。所用鋼板為上海寶鋼的鋼板，規(guī)格為厚為Imm,寬為70cm,長為100cm。采用美國BBC的老虎粉(亞光粉)，將上述上膜后的鋼板上噴粉，噴粉厚為60-80 u m，噴粉后在180-190°，固化15分鐘。將上述固化后的產(chǎn)品做如下測試1、溫度35°，在煙霧罩中用濃度為3%的NaCl噴霧，保持回流液為20ml/24小時，連續(xù)噴霧1000小時以上,無任何起泡現(xiàn)象,遠(yuǎn)高于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)；2、符合GB/T17748-2008標(biāo)準(zhǔn)，耐50kg的沖擊測試；3,2mm劃格測試(參照GB/T9286-88)，屬于I級，切口交叉處涂層有輕微起邊，但受影響區(qū)明顯小于5%;4、無有害物質(zhì)污染，符合R O H S標(biāo)準(zhǔn)。實施例6將氟鋯酸4%、聚乙二醇(12000) 3. 5%、氟化鈉0. 1%、丙烯酸0. 5%、草酸0. 8%,0P-100. 3%、余量為水，混勻，得一步法無磷皮膜劑，所述百分比為質(zhì)量百分比。采用實施例6所得的的皮膜劑，除油上皮膜一道工藝完成，上膜后再經(jīng)兩道水洗即完成上皮膜工藝，并可將鋁合金工件、鍍鋅工件、鋼鐵工件等不同的金屬工件放在同一槽液中上膜。溫度35°時，采用實施例6所得的的皮膜劑在鋼板上上膜，上膜時間為1. 5-2分，膜厚為0.1 ii m。將上膜后的鋼板水洗一烘干一在3%的NaCl溶液中浸泡I小時以上一水洗，無任何銹斑。所用鋼板為上海寶鋼的鋼板，規(guī)格為厚為Imm,寬為70cm,長為100cm。采用美國BBC的老虎粉(亞光粉)，將上述上膜后的鋼板上噴粉，噴粉厚為60-80 u m，噴粉后在180-190°，固化15分鐘。將上述固化后的產(chǎn)品做如下測試1、溫度35°，在煙霧罩中用濃度為3%的NaCl噴霧，保持回流液為20ml/24小時，連續(xù)噴霧1000小時以上,無任何起泡現(xiàn)象,遠(yuǎn)高于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)；2、符合GB/T17748-2008標(biāo)準(zhǔn)，耐50kg的沖擊測試；3,2mm劃格測試(參照GB/T9286-88)，屬于I級，切口交叉處涂層有輕微起邊，但受影響區(qū)明顯小于3%;4、無有害物質(zhì)污染，符合R O H S標(biāo)準(zhǔn)。實施例7將氟鋯酸4%、聚乙二醇(12000)3. 5%、氟化鈉0. 1%、丙烯酸0. 5%、草酸0. 8%、檸檬酸2%、鑰酸鈉0. 6%、氟鈦酸鉀0. 5%,0P-100. 3%、余量為水，混勻，得一步法無磷皮膜齊U，所述百分比為質(zhì)量百分比。實施例8將氟鋯酸2%、聚乙二醇(6000) 3. 5%、氟化鈉0. 1%、丙烯酸0. 5%、草酸0. 5%、檸檬酸2%、鑰酸鈉0. 2%、氟鈦酸鉀0. 2%、乳化劑TX-100. 2%、余量為水，混勻，得一步法無磷皮膜劑，所述百分比為質(zhì)量百分比。實施例9將氟鋯酸4%、聚乙二醇(20000)2%、氟化鈉0. 6%、丙烯酸1. 5%、草酸1. 2%、檸檬酸4%、鑰酸鈉I %、氟鈦酸鉀0. 8%,0P-100. 4%、余量為水，混勻，得一步法無磷皮膜劑，所述百分比為質(zhì)量百分比。·采用實施例7-9所得的的皮膜劑，除油上皮膜一道工藝完成，上膜后再經(jīng)兩道水洗即完成上皮膜工藝，并可將鋁合金工件、鍍鋅工件、鋼鐵工件等不同的金屬工件放在同一槽液中上膜。溫度35°時，采用實施例7-9所得的的皮膜劑在鋼板上上膜，上膜時間為0. 5-1分，膜厚為0.1 ii m。將上膜后的鋼板水洗一烘干一在3%的NaCl溶液中浸泡I小時以上一水洗，無任何銹斑。所用鋼板為上海寶鋼的鋼板，規(guī)格為厚為Imm,寬為70cm,長為100cm。采用美國BBC的老虎粉(亞光粉)，將上述上膜后的鋼板上噴粉，噴粉厚為60-80 u m，噴粉后在180-190°，固化15分鐘。將上述固化后的產(chǎn)品做如下測試1、溫度35°，在煙霧罩中用濃度為3%的NaCl噴霧，保持回流液為20ml/24小時，連續(xù)噴霧1000小時以上,無任何起泡現(xiàn)象,遠(yuǎn)高于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)；2、符合GB/T17748-2008標(biāo)準(zhǔn)，耐50kg的沖擊測試；3、2mm劃格測試(參照GB/T9286-88)，屬于0級，切割邊緣完全平滑，無一格脫落；4、無有害物質(zhì)污染，符合R O H S標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明所列舉的各原料以及各原料的上下限取值，都能實現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實施 例。
權(quán)利要求
1.一種一步法無磷皮膜劑，其特征在于其組分含量為氟鋯酸2 — 4%、鑰酸鈉0-1 %、氟鈦酸鉀0-0. 8%、聚乙二醇2-3. 5%、氟化鈉O. 1-0. 6%、丙烯酸O. 5-1. 5%、檸檬酸0-1 %、草酸0-1. 5%、乳化劑O. 1-0. 5%、余量為水，所述百分比為質(zhì)量百分比。
2.如權(quán)利要求1所述的一步法無磷皮膜劑，其特征在于所述乳化劑為TX-10、0P-10或脂肪醇類表面活性劑中一種或兩種以上任意配比的混合物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一步法無磷皮膜劑，其特征在于所述鑰酸鈉的質(zhì)量含量為 O. 3-0. 5%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一步法無磷皮膜劑，其特征在于所述氟鈦酸鉀的質(zhì)量含量為 O. 1-0. 4%。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一步法無磷皮膜劑，其特征在于所述鑰酸鈉的質(zhì)量含量為 O. 5-1%。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一步法無磷皮膜劑，其特征在于所述檸檬酸的質(zhì)量含量為 2-4%ο
7.如權(quán)利要求1或2所述的一步法無磷皮膜劑，其特征在于所述草酸的質(zhì)量含量為O.5-1. 2%。
8.如權(quán)利要求1或2所述的一步法無磷皮膜劑，其特征在于所述乳化劑的質(zhì)量含量為 O. 2-0. 4%ο
9.如權(quán)利要求1或2所述的一步法無磷皮膜劑，其特征在于所述聚乙二醇的數(shù)均分子量為 6000-20000。
全文摘要
本發(fā)明公開一種一步法無磷皮膜劑，其組分含量為氟鋯酸2－4％、鉬酸鈉0-1％、氟鈦酸鉀0-0.8％、聚乙二醇2-3.5％、氟化鈉0.1-0.6%、丙烯酸0.5-1.5%、檸檬酸0-1％、草酸0-1.5％、乳化劑0.1-0.5％、余量為水，所述百分比為質(zhì)量百分比。除油上皮膜一道工藝完成，經(jīng)過兩道水洗完成整個前處理工藝，大大簡化了現(xiàn)有的六道工藝，降低了設(shè)備的投入。
文檔編號C23C22/46GK103046039SQ20121058621
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者江濤 申請人:江濤