本發(fā)明涉及一種金屬表面防護的處理技術(shù)，特別是涉及一種用于彩涂的鍍鋅鋼板快速磷化劑及其應(yīng)用。
技術(shù)背景
彩涂鋼板是在連續(xù)機組上以冷軋帶鋼或鍍鋅鋼板(電鍍鋅和熱鍍鋅)為基板，經(jīng)過表面涂裝前處理(脫脂、清洗、化學(xué)轉(zhuǎn)化處理)，以連續(xù)的方法涂上涂料(輥涂法)，經(jīng)過烘烤固化和冷卻而制成的產(chǎn)品。因為彩涂鋼板兼具有有機涂層的良好著色性、成型性、耐蝕性、裝飾性，又有鋼板的高強度和易加工性，能很容易地進行鈑金加工制造，而廣泛地應(yīng)用于建筑、電器、運輸?shù)壬a(chǎn)領(lǐng)域。
鍍鋅鋼板有一定的耐蝕性，但未進行封閉處理或防銹措施，也容易在濕熱環(huán)境中產(chǎn)生不同程度的銹蝕和變色。而在鍍鋅鋼板基板進行彩涂前進行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理膜處理(如磷化)是一道極為必要的處理工序。一般地，處理機組的生產(chǎn)工藝速度一般為25～120米/分(一般有效磷化處理時間為5-15秒)，高速連續(xù)作業(yè)對其表面化學(xué)轉(zhuǎn)化的快速成膜提出了要求。在cn201410124896.4等專利公開的快速磷化工藝或磷化液，僅定性為“處理時間短”(未定量描述其快速)；cn201310702824.9、cn201310148650.6、cn201410672073.5、cn201410744600.9等專利公開的快速磷化工藝或磷化液則說明了磷化處理時間為1.5-6分鐘，甚至更長；cn201210187500.1等專利公開了一種適用于線材拉拔的快速電解磷化液及其磷化工藝，其處理時間5～120秒，但因需配備電源和電極系統(tǒng)限制了其應(yīng)用。以上所述的諸多快速磷化工藝或磷化液仍無法滿足高速運轉(zhuǎn)的彩涂鋼板前處理生產(chǎn)需求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于彩涂的鍍鋅鋼板快速磷化劑及其應(yīng)用，采用該快速磷化劑處理鍍鋅鋼板卷材，具有以下幾個優(yōu)點：(1)處理時間短，成膜效率高，5-15秒即可在基板表面形成磷化膜；(2)節(jié)能，常溫操作，無需加熱，節(jié)約能源；(3)性能優(yōu)越，獲得的磷化膜均勻細膩平滑無露底，耐中性鹽霧試驗時間達48小時以上。
本發(fā)明技術(shù)方案具體如下：
用于彩涂的鍍鋅鋼板快速磷化劑的制備與應(yīng)用，其特征在于：組成原料各組分的質(zhì)量百分數(shù)為：
所述的快速磷化液的制備方法包括如下步驟：
(1)往反應(yīng)釜內(nèi)加入磷酸，開啟反應(yīng)釜進行攪拌；
(2)往反應(yīng)釜內(nèi)加入所需水總量的40-50％；
(3)往反應(yīng)釜內(nèi)加入預(yù)先用少量水調(diào)成的漿狀氧化鋅，攪拌使其徹底溶解；
(4)往反應(yīng)釜內(nèi)加入至所需水總量的80-90％；
(5)分別往反應(yīng)釜內(nèi)加入硝酸鹽、有機酸(鹽)、有機磷化合物、無機氟絡(luò)合物、復(fù)合促進劑，攪拌均勻使其徹底混合；
(6)往反應(yīng)釜內(nèi)加入添加劑，攪拌均勻使其徹底混合；
(7)最后補足余量水，攪拌均勻使其徹底混合后即得快速磷化劑。
優(yōu)選的，所述的硝酸鹽選自硝酸鋅，硝酸銅，硝酸鈣，硝酸鎂，硝酸鈰，硝酸亞鈰中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述的有機酸(鹽)選自檸檬酸、丙烯酸、酒石酸、草酸和葡萄糖酸及其鹽中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述的有機磷化合物選自植酸及其鹽中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述的無機氟絡(luò)合物選自氟硅酸、氟硼酸、氟磷酸及其鹽中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述的復(fù)合促進劑選自氯酸鈉，鉬酸鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉、硫酸羥胺、硝基胍和硝基苯磺酸鈉中的兩種或多種，任意一種被選擇的組分相對于復(fù)合促進劑的質(zhì)量百分比含量均不低于5％。
優(yōu)選的，所述的添加劑為0.2-0.8mol/l硫酸亞鐵(銨)溶液和0.2-0.8mol/ledta溶液(兩者摩爾濃度相同)的等體積混合物。
本發(fā)明還公開了所述的快速磷化液在用于彩涂的鍍鋅鋼板快速磷化處理的應(yīng)用。所述應(yīng)用優(yōu)選條件為：處理溫度為20-35℃，ph為2.5-3.5，時間為6-9秒，采用輥涂處理。
將上述的快速磷化劑應(yīng)用于連續(xù)作業(yè)，其生產(chǎn)工藝為：放卷→預(yù)除油→水洗1→除油→水洗2→活化→水洗3→鍍鋅→水洗4→表調(diào)→快速磷化→水洗5→烘干→收卷。處理收卷后的鍍鋅基材經(jīng)檢測，磷化膜均勻細膩無露底，明度85％以上(電鍍鋅鋼)，耐中性鹽霧試驗48小時不出現(xiàn)紅銹，滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。
對處理完畢的鍍鋅卷鋼，可進行油漆或水性漆輥涂生產(chǎn)。
用于彩涂的鍍鋅鋼板快速磷化處理具有以下幾個優(yōu)點：(1)處理時間短，成膜效率高，5-15秒即可在基板表面形成磷化膜；(2)節(jié)能，常溫操作，無需加熱，節(jié)約能源；(3)性能優(yōu)越，獲得的磷化膜均勻細膩平滑無露底，耐中性鹽霧試驗時間達48小時以上。
具體實施方式
實施例1：
用于彩涂的電鍍鋅鋼板快速磷化劑的制備與應(yīng)用，其特征在于：組成原料各組分的質(zhì)量百分數(shù)為：
所述的快速磷化液的制備方法包括如下步驟：
(1)往反應(yīng)釜內(nèi)加入磷酸，開啟反應(yīng)釜進行攪拌；
(2)往反應(yīng)釜內(nèi)加入所需水總量的40-50％；
(3)往反應(yīng)釜內(nèi)加入預(yù)先用少量水調(diào)成的漿狀氧化鋅，攪拌使其徹底溶解；
(4)往反應(yīng)釜內(nèi)加入至所需水總量的80-90％；
(5)分別往反應(yīng)釜內(nèi)加入硝酸鋅、酒石酸、植酸、氟硅酸、硝酸鈉/硫酸羥胺(5:1混合物)，攪拌均勻使其徹底混合；
(6)往反應(yīng)釜內(nèi)加入硫酸亞鐵溶液和edta溶液(濃度均為0.2mol/l)混合物，攪拌均勻使其徹底混合；
(7)最后補足余量水，攪拌均勻使其徹底混合后即得快速磷化劑。
快速磷化液在用于彩涂的電鍍鋅鋼板快速磷化處理的溫度為25℃，ph3.5，時間為9秒，采用輥涂處理。應(yīng)用工藝為：放卷→預(yù)除油→水洗1→除油→水洗2→活化→水洗3→鍍鋅→水洗4→表調(diào)→快速磷化→水洗5→烘干→收卷。處理后的電鍍鋅基材經(jīng)檢測，磷化膜重約3.6g/m2，磷化膜均勻細膩平滑無露底，明度88％，耐中性鹽霧試驗48小時不出現(xiàn)紅銹，滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。
對比例1：
用于彩涂的電鍍鋅鋼板未進行快速磷化處理，其基材經(jīng)檢測，鍍鋅層約10.2g/m2，明度86％，耐中性鹽霧試驗<5小時出現(xiàn)紅銹。
實施例2：
用于彩涂的電鍍鋅鋼板快速磷化劑的制備與應(yīng)用，其特征在于：組成原料各組分的質(zhì)量百分數(shù)為：
所述的快速磷化液的制備方法步驟同實施例1。
快速磷化液在用于彩涂的電鍍鋅鋼板快速磷化處理的溫度為35℃，ph2.5，時間為6秒，采用輥涂處理。處理后的電鍍鋅基材經(jīng)檢測，磷化膜均勻細膩平滑無露底，明度87％，耐中性鹽霧試驗48小時不出現(xiàn)紅銹，滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。
實施例3：
用于彩涂的熱鍍鋅鋼板快速磷化劑的制備與應(yīng)用，其特征在于：組成原料各組分的質(zhì)量百分數(shù)為：
所述的快速磷化液的制備方法步驟同實施例1。
快速磷化液在用于彩涂的熱鍍鋅鋼板快速磷化處理的溫度為20℃，ph2.8，時間為8秒，采用輥涂處理。處理后的熱鍍鋅基材經(jīng)檢測，磷化膜均勻細膩平滑無露底，耐中性鹽霧試驗72小時不出現(xiàn)紅銹，滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。
對比例2：
用于彩涂的熱鍍鋅鋼板未進行快速磷化處理，其基材經(jīng)檢測，鍍鋅層約41.3g/m2，耐中性鹽霧試驗可通過24小時，但未通過40小時試驗。