一種綜合處理劑及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種綜合處理劑，包括磷酸、氧化鋅、鉬酸鈉、磷酸二氫鋅、氯酸鉀、表面活性劑、三乙醇胺、檸檬酸、硫脲和水,其中磷酸的質(zhì)量百分比為25.0%～30.0%，氧化鋅的質(zhì)量百分比為1.0%～3.0%，鉬酸鈉的質(zhì)量百分比為0.1%～0.5%，磷酸二氫鋅的質(zhì)量百分比為4.0%～7.0%，氯酸鉀的質(zhì)量百分比為0.3%～1.2%，表面活性劑的質(zhì)量百分比為0.3%～1.2%，三乙醇胺的質(zhì)量百分比為0.0%～2.3%，檸檬酸的質(zhì)量百分比為0.8%～2.3%，硫脲的質(zhì)量百分比為0.1%～0.3%，水的質(zhì)量百分比為58.0%～62.6%。本發(fā)明處理劑可循環(huán)使用，處理成本降低，不會對環(huán)境造成污染。
【專利說明】一種綜合處理劑及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及處理劑領(lǐng)域，具體涉及一種綜合處理劑及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在炮彈表面處理中，以脫脂磷化為主的彈藥涂裝前的表面處理包括先進行除油，再進行除銹，接著磷化，再進行鈍化等過程，其中炮彈表面的油污主要是炮彈保護脂等大分子物質(zhì)，炮彈表面的銹蝕主要是鐵的各種氧化物，炮彈表面的磷化是在炮彈表面覆蓋一層磷酸鹽以達到防腐蝕的目的，磷化之后還需對炮彈表面進行鈍化處理，使活性金屬或合金的化學(xué)活性大大降低，而成為貴金屬狀態(tài)，然后再進行后續(xù)處理?，F(xiàn)有技術(shù)針對每一個不同的步驟使用不同的處理劑，從而造成設(shè)備投資大、維護費用高、操作繁瑣且環(huán)境污染大并且處理效率低的問題，并且常以硫酸和鹽酸的混和物與銹蝕物反應(yīng)使其除去，但是氯離子和硫酸根離子對磷化膜有不良影響，從而降低磷化膜的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種綜合處理劑及其使用方法來解決現(xiàn)有技術(shù)中由于對每一個不同的步驟使用不同的處理劑而造成的設(shè)備投資大、維護費用高、操作繁瑣且環(huán)境污染大并且處理效率低的問題。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種綜合處理劑，包括H3PO4 (磷酸)、ZnO (氧化鋅)、Na2MoO4 (鑰酸鈉)、Zn (H2PO4) 2 (磷酸二氫鋅)、KClO3 (氯酸鉀)、表面活性劑(烷基酚聚氧乙烯醚XC6H15NO3 (三乙醇胺XC6H8O7 (檸檬酸)、CH4N2S (硫脲)和H2O (水)，其中所述磷酸的質(zhì)量百分比為25.0%?30.0%，氧化鋅的質(zhì)量百分比為1.0%?3.0%，鑰酸鈉的質(zhì)量百分比為0.1%?0.5%，磷酸二氫鋅的質(zhì)量百分比為4.0%?7.0%，氯酸鉀的質(zhì)量百分比為0.3%?1.2%，表面活性.劑的質(zhì)量百分比為0.3%?1.2%，三乙醇胺的質(zhì)量百分比為
0.0%?2.3%，檸檬酸的質(zhì)量百分比為0.8%?2.3%，硫脲的質(zhì)量百分比為0.1%?0.3%，水的質(zhì)量百分比為58.0%?62.6%ο
[0005]本發(fā)明的有益效果是:在使用本發(fā)明處理劑，其配方中的表面活性劑作為表面活性劑，可以顯著的降低炮彈保護脂等油污的表面張力，具有良好的潤濕、分散、乳化、增溶等效果，將油污乳化易溶于水，進而達到除油目的，通過使用磷酸進行除銹，解決了由于氯離子和硫酸根離子對磷化過程中磷化膜的影響，并且處理劑同時實現(xiàn)除油、除銹、磷化、鈍化作用，并且不產(chǎn)生沉渣，可循環(huán)使用，從而減少設(shè)備投資成本、維護成本、原料成本和能源，本處理劑不僅處理時間和處理成本降低，且炮彈表面處理效果更好，在磷化過程中形成耐腐蝕性高的磷化膜，本處理劑中不含六價鉻離子亞硝酸根離子，整個處理過程中不會對環(huán)境造成污染。
[0006]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0007]進一步，所述磷酸的質(zhì)量百分比為26%?29.0%，氧化鋅的質(zhì)量百分比為1.5%?2.5%，鑰酸鈉的質(zhì)量百分比為0.2%?0.4%，磷酸二氫鋅的質(zhì)量百分比為5.0%?6.0%，氯酸鉀的質(zhì)量百分比為0.5%?1.0%，表面活性劑的質(zhì)量百分比為0.5%?1.0%，三乙醇胺的質(zhì)量百分比為1.0%?1.8%,朽1檬酸的質(zhì)量百分比為0.6%?1.6%,硫脲的質(zhì)量百分比為
0.1%?0.2%，水的質(zhì)量百分比為60.0%?61.1%。
[0008]采用上述進一步方案的有益效果是:通過對處理劑中各組分質(zhì)量進行確定，能進一步提高除油、除銹、磷化、鈍化的效果，根據(jù)炮彈表面銹蝕程度由輕至重而采用的磷酸組分質(zhì)量由低到高，進一步提高炮彈表面處理效率，使用鐵系與鋅系復(fù)合磷酸鹽作為磷化膜，能提高磷化膜的耐蝕性，采用鑰酸鈉作為加速劑，磷酸二氫鋅作為助成膜劑，均能提高磷化膜成膜速度，表面活性劑作為表面活性劑，能加速磷化以及降低表面膜的孔隙，提高致密性和耐蝕性能，三乙醇胺為配合劑主要促進磷酸的除銹，檸檬酸能促進成膜，使形成細致的磷化膜結(jié)晶，硫脲在處理劑中起緩蝕作用，從而防止工件的過腐蝕及因活化過快所引起的氫脆現(xiàn)象而引起的質(zhì)量降低問題。
[0009]進一步，所述磷酸的質(zhì)量百分比為27.5%，氧化鋅的質(zhì)量百分比為2.0%，鑰酸鈉的質(zhì)量百分比為0.3%,磷酸二氫鋅的質(zhì)量百分比為5.5%,氯酸鉀的質(zhì)量百分比為0.7%,表面活性劑的質(zhì)量百分比為0.8%，三乙醇胺的質(zhì)量百分比為1.3%，檸檬酸的質(zhì)量百分比為
1.2%，硫脲的質(zhì)量百分比為0.15%，水的質(zhì)量百分比為60.55%。
[0010]采用上述進一步方案的有益效果是:在各組分為上述進一步方案的情況下，能進一步提高處理劑的處理效率，在所述三乙醇胺的質(zhì)量百分比為1.2%時，除銹效果達到最佳，并且能防沉淀渣，促進成膜，細化磷化膜，使磷化膜外觀光滑。
[0011]進一步，所述0P-10、TX-10和SDBS的混合物中，0P-10的質(zhì)量百分比為25%，TX-10的質(zhì)量百分比為25%，SDBS的質(zhì)量百分比為50% ；
[0012]進一步，所述表面活性劑為0P-10、TX-10和SDBS三者之間任意混合，但三者總加入量仍與原表面活性劑的 加入量相同。
[0013]采用上述進一步方案的有益效果是:通過0P-10、TX-10和SDBS這三種表面活性劑的混合，且0Ρ-10的質(zhì)量百分比為25%，ΤΧ-10的質(zhì)量百分比為25%，SDBS的質(zhì)量百分比為50%時除油效果最好。
[0014]一種綜合處理劑的使用方法，包括以下步驟，
[0015]步驟一，將氧化鋅粉末用總水量五分之一的水調(diào)成糊狀；
[0016]步驟二，不斷攪拌糊狀氧化鋅，并按配方比例緩慢加入磷酸；
[0017]步驟三，在磷酸與氧化鋅充分溶解后，依次按配方比例加入磷酸鋅、氯酸鉀及檸檬酸，并不斷攪拌；
[0018]步驟四，加入總水量五分之二的水稀釋并充分攪拌使加入的成分溶解；
[0019]步驟五，溶解后再依次按配方比例加入鑰酸鈉、三乙醇胺和硫脲，并不斷攪拌，混合均勻；
[0020]步驟六，最后依次按配方比例加入表面活性劑表面活性劑，并按配方比例加入總水量五分之二的水，并充分攪拌，混合均勻，完成處理劑的配置；
[0021]步驟七，使用配置好的處理劑對待處理物進行處理。
[0022]進一步，所述磷酸的濃度為80%?90%。
[0023]進一步,所述處理劑通過噴淋方式處理工件時的處理時間為1.5min-3min,處理液溫度為15°C?40°C，噴淋壓力為0.08MPa-0.15MPa，環(huán)境溫度為10°C?40°C。[0024]進一步,所述處理劑通過浸泡方式處理工件時的處理時間為4min-12min,處理液溫度為25°C?40°C，環(huán)境溫度為10°C?40°C。
[0025]進一步，所述處理劑處理時的游離酸度為400點?450點，所述處理劑的總酸度為1000點?1400點。
[0026]采用上述方案的有益效果是:所述處理劑中的磷酸的濃度在80%?90%之間時，處理劑的效果較好，磷酸的濃度在85%時，且所述處理劑的PH值為1，處理效果達到最佳，在通過上述步驟完成處理劑的配置，配置完成后的處理劑對炮彈表面進行處理，在進行磷化成膜時，當磷化成膜時間為IOmin?20min，磷化成膜溫度為大于15°C或等于15°C時，形成的磷化膜效果較好，當磷化成膜時間為IOmin?15min，磷化成膜溫度為15°C?40°C，且處理劑的游離酸度為400點?450點，處理劑的總酸度為1000點?1100點時，磷化成膜效果達到最佳。
【具體實施方式】
[0027]以下所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0028]本發(fā)明綜合處理劑，包括磷酸、氧化鋅、鑰酸鈉、磷酸二氫鋅、氯酸鉀、表面活性齊U、三乙醇胺、檸檬酸、硫脲和水，其中所述磷酸的質(zhì)量百分比為25.0%?30.0%，氧化鋅的質(zhì)量百分比為1.0%?3.0%，鑰酸鈉的質(zhì)量百分比為0.1%?0.5%，磷酸二氫鋅的質(zhì)量百分比為4.0%?7.0%，氯酸鉀的質(zhì)量百分比為0.3%?1.2%，表面活性劑的質(zhì)量百分比為
0.3%?1.2%，三乙醇胺的質(zhì)量百分比為0.0%?2.3%，檸檬酸的質(zhì)量百分比為0.8%?2.3%，硫脲的質(zhì)量百分比為0.1%?0.3%，水的質(zhì)量百分比為58.0%?62.6%。
[0029]本發(fā)明處理劑的配置步驟為:將氧化鋅粉末用總水量五分之一的水調(diào)成糊狀；不斷攪拌糊狀氧化鋅，并按配方比例緩慢加入磷`酸；在磷酸與氧化鋅充分溶解后，依次按配方比例加入磷酸鋅、氯酸鉀及檸檬酸，并不斷攪拌；加入總水量五分之二的水稀釋并充分攪拌使加入的成分溶解；溶解后再依次按配方比例加入鑰酸鈉、三乙醇胺和硫脲，并不斷攪拌，混合均勻；最后依次按配方比例加入表面活性劑表面活性劑，并按配方比例加入總水量五分之二的水，并充分攪拌，混合均勻，完成處理劑的配置；使用配置好的處理劑對待處理物進行處理。其中表面活性劑表面活性劑替換為表面活性劑、TX - 10和SDBS三者任一比例混合使用，其總用量為原表面活性劑用量。
[0030]其中，綜合處理劑中的各組分的作用如下:
[0031]磷酸:是三級解離的不揮發(fā)又無氧化性的弱酸，可在水溶蔽中進行分級解離。當磷酸與銹層接觸時，根據(jù)銹層內(nèi)鐵的價態(tài)情況，可生成亞鐵和鐵的正鹽、氫鹽、二氫鹽三類磷酸鹽。磷酸氫鹽和磷酸二氫鹽難溶，成為膜層，而磷酸鹽隨時間的推移與酸性的減弱很快會轉(zhuǎn)化為氫鹽、二氫鹽兩類磷酸鹽，進入膜層。也就是說磷酸的存在既提供丁酸性條件，又使固態(tài)銹層中的Fe2+與Fe3+游離出來，一部分與磷酸反應(yīng)生成難溶的磷酸鹽膜，而另一部分則提供給有機酸進行贅合；
[0032]氧化鋅:單獨的鐵系磷化膜薄，墨藍色，耐蝕性能差。配方中含有磷酸、有機酸和氧化劑成分，能形成鋅鐵系復(fù)合磷化膜，在一步處理劑中加入氧化鋅，可提高鐵系磷化膜耐蝕性，氧化鋅的質(zhì)量濃度是影響磷化膜質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素；
[0033]鑰酸鈉:鑰酸鈉作為成膜加速劑。Na2MoO4在酸性介質(zhì)中與PO43 _生成氧化性很強的雜多磷酸或混合物而起成膜加速劑的作用。雖然Na2WO4具有與Na2MoO4類似的性質(zhì)。因鑰磷雜多酸的氧化性強于鎢磷雜多酸，故選用了 Na2MoO4,鑰磷雜多酸遇到鋼鐵工件還原為“雜多藍”而使溶液顏色變深。
[0034]磷酸二氫鋅:磷酸二氫鋅為助成膜劑，加入的Zn2+能加快成膜速度，使磷化時間縮短。同時，作為一種緩蝕劑，主要起調(diào)節(jié)和穩(wěn)定PH值的作用，延長處理劑的使用壽命，并由于H2PCV濃度增加，使磷化速度大大加快。
[0035]氯酸鉀:氯酸鉀具有較強的氧化性，可將初生態(tài)原子氫和二價鐵離子直接氧化成氫離子和三價鐵離子，減少氫的表面吸附，從而防止這些副產(chǎn)物的積累阻礙磷化的繼續(xù)進行。它作為氧化劑可用來取代傳統(tǒng)鈍化劑中毒性較大的重鉻酸鉀，使鋼鐵表面生成一層氧化鈍化膜，從而提高鋼鐵表面的防腐和防銹性。
[0036]表面活性劑:表面活性劑為表面活性劑，主要起潤濕滲透、分散增溶和提高表面清潔、增強陰極去極化作用，同時由于降低了溶液/金屬界面表面張力使金屬表面H+分布均勻，而且生成H2很容易從金屬表面析出避免H2滯留，從而加速磷化。此外，表面活性劑還能降低表面膜的孔隙，提高致密性和耐蝕性能。
[0037]三乙醇胺:三乙醇胺為配合劑。配合劑在本處理劑中能促進磷酸的除銹作用，并且它具有配合、活化等作用。它們在清洗過程中能防沉淀渣，促進成膜，細化磷化膜細晶的作用。
[0038]檸檬酸:檸檬酸能促進磷酸的除銹作用，同時，它對溶液中鐵離子和鋅離子有配合作用，使兩種離子濃度保持在一定范圍內(nèi)，減少沉渣量。此外，檸檬酸的加入能促進成膜，形成細致的磷化膜結(jié)晶。
[0039]硫脲:硫脲在處理液中起緩蝕作用，從而防止工件的過腐蝕及因活化過快所引起的“氫脆”現(xiàn)象，即氫溶于鋼中，聚合為氫分子，造成應(yīng)力集中，超過鋼的強度極限，在鋼內(nèi)部形成細小的裂紋的現(xiàn)象。.
[0040]水:水作為主溶劑,在處理液中主要起稀釋作用和溶解作用。
[0041 ] 上述組分中，三乙醇胺量的變化對磷化膜外觀及耐蝕性的影響如下表I所示:
[0042]表I三乙醇胺的量對磷化膜的影響
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種綜合處理劑，其特征是:包括磷酸、氧化鋅、鑰酸鈉、磷酸二氫鋅、氯酸鉀、表面活性劑、三乙醇胺、檸檬酸、硫脲和水，其中所述磷酸的質(zhì)量百分比為25.0%?30.0%，氧化鋅的質(zhì)量百分比為1.0%?3.0%，鑰酸鈉的質(zhì)量百分比為0.1%?0.5%，磷酸二氫鋅的質(zhì)量百分比為4.0%?7.0%，氯酸鉀的質(zhì)量百分比為0.3%?1.2%，表面活性劑的質(zhì)量百分比為0.3%?1.2%，三乙醇胺的質(zhì)量百分比為0.0%?2.3%，檸檬酸的質(zhì)量百分比為0.8%?2.3%，硫脲的質(zhì)量百分比為0.1%?0.3%，水的質(zhì)量百分比為58.0%?62.6%。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種綜合處理劑，其特征是:所述磷酸的質(zhì)量百分比為26%?29.0%，氧化鋅的質(zhì)量百分比為1.5%?2.5%，鑰酸鈉的質(zhì)量百分比為0.2%?0.4%，磷酸二氫鋅的質(zhì)量百分比為5.0%?6.0%，氯酸鉀的質(zhì)量百分比為0.5%?1.0%，表面活性劑的質(zhì)量百分比為0.5%?1.0%,三乙醇胺的質(zhì)量百分比為1.0%?1.8%,朽1檬酸的質(zhì)量百分比為0.6%?1.6%，硫脲的質(zhì)量百分比為0.1%?0.2%，水的質(zhì)量百分比為60.0%?61.1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種綜合處理劑，其特征是:所述磷酸的質(zhì)量百分比為27.5%,氧化鋅的質(zhì)量百分比為2.0%,鑰酸鈉的質(zhì)量百分比為0.3%,磷酸二氫鋅的質(zhì)量百分比為5.5%，氯酸鉀的質(zhì)量百分比為0.7%，表面活性劑的質(zhì)量百分比為0.8%，三乙醇胺的質(zhì)量百分比為1.3%，檸檬酸的質(zhì)量百分比為1.2%，硫脲的質(zhì)量百分比為0.15%，水的質(zhì)量百分比為 60.55%。
4.根據(jù)權(quán)利 要求1至3任一所述的一種綜合處理劑，其特征是:所述表面活性劑為ΟΡ-ΙΟ、TX-10和SDBS三者之間任意混合，但三者總加入量仍與原表面活性劑的加入量相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種綜合處理劑，其特征是:所述0P-10、TX-10和SDBS的混合物中，OP-1O的質(zhì)量百分比為25%，ΤΧ-10的質(zhì)量百分比為25%，SDBS的質(zhì)量百分比為50%。
6.一種綜合處理劑的使用方法，其特征是:包括以下步驟， 步驟一，將氧化鋅粉末用總水量五分之一的水調(diào)成糊狀； 步驟二，不斷攪拌糊狀氧化鋅，并按配方比例緩慢加入磷酸； 步驟三，在磷酸與氧化鋅充分溶解后，依次按配方比例加入磷酸鋅、氯酸鉀及檸檬酸，并不斷攪拌； 步驟四，加入總水量五分之二的水稀釋并充分攪拌使加入的成分溶解； 步驟五，溶解后再依次按配方比例加入鑰酸鈉、三乙醇胺和硫脲，并不斷攪拌，混合均勻； 步驟六，最后依次按配方比例加入表面活性劑表面活性劑，并按配方比例加入總水量五分之二的水，并充分攪拌，混合均勻，完成處理劑的配置； 步驟七，使用配置好的處理劑通過浸泡方式或噴淋方式對工件進行處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種綜合處理劑的使用方法，其特征是:所述加入綜合處理劑前的磷酸的質(zhì)量百分比為80%?90%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種綜合處理劑的使用方法，其特征是:所述處理劑通過噴淋方式處理工件時的處理時間為1.5min?3min，處理液溫度為15°C?40°C，噴淋壓力為0.08MPa ?0.15MPa，環(huán)境溫度為 10°C?40°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種綜合處理劑的使用方法，其特征是:所述處理劑通過浸泡方式處理工件時的處理時間為4min?12min，處理液溫度為25°C?40°C，環(huán)境溫度為10°C?40°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一所述的一種綜合處理劑的使用方法，其特征是:所述處理劑在處理時的游離酸度為400點?`450點，所述處理劑的總酸度為1000點?1400點。
【文檔編號】C23G1/02GK103436872SQ201310272345
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】張懷智, 謝俊磊, 曹宏安, 錢芳, 黃鵬波, 劉鵬安 申請人:謝俊磊