專利名稱:鋅鈣系磷化液的制作方法
本發(fā)明屬于金屬表面化學(xué)防腐用的磷化液。
金屬表面化學(xué)處理是提高金屬抗蝕性能的有效方法。經(jīng)磷化處理，金屬表面生成不溶性的磷化膜，廣泛應(yīng)用于防銹層和油漆的底層，可以提高漆膜的附著力和抗腐性能。磷化處理的關(guān)鍵是磷化液。目前采用的磷酸二氫鋅和硝酸鋅為主要成份的鋅系磷化液(電鍍與精飾，4，1-5，1984)，與磷酸二氫鋅為主要成份的鋅系磷化液相比較，所得金屬表面的磷化膜質(zhì)量有所提高，但是磷化時(shí)間較長(zhǎng)，價(jià)格貴，沉渣多，磷化膜的結(jié)晶較粗，防腐性能也較差。近幾年，采用鋅鈣系磷化液能獲結(jié)晶細(xì)密的磷化膜(涂裝技術(shù)材料と施工，21，№11(臨時(shí)增刊)，153-4，1982)，而鋅鈣系磷化液在磷化工藝中易出現(xiàn)鐵離子大量聚積而影響磷化膜的質(zhì)量和磷化液的穩(wěn)定性。
本發(fā)明目的是尋找出一種磷化速度快，磷化膜質(zhì)量好，低消耗，省能源的鋅鈣系磷化液。
本發(fā)明的磷化液是一種鋅鈣系磷化液，即以磷酸二氫鋅和硝酸鈣為主要成份，含有磷酸和添加劑的水溶液。添加劑是由硝酸鎳、氟化鈉、有機(jī)酸和有機(jī)酸的鹽所組成。本發(fā)明所述的有機(jī)酸是檸檬酸或葡萄糖酸，所述的有機(jī)酸鹽是指上述二種有機(jī)酸的鈉鹽或鈣鹽。
本發(fā)明的鋅鈣系磷化液由下列重量比的物質(zhì)所組成，磷酸二氫鋅∶硝酸鈣∶磷酸∶硝酸鎳∶有機(jī)酸∶有機(jī)酸鹽∶氟化鈉∶水＝2.5-3.5∶4.9-8.4∶0.5-1∶0.02-0.16∶0.015-0.06∶0.002-0.04∶0.002-0.08∶40-60。若含有相應(yīng)重量比0.1-0.3的磷酸二氫銨，能提高磷化膜的質(zhì)量。
本發(fā)明的磷化液可以通過(guò)加入磷酸的量調(diào)節(jié)溶液的PH值，控制PH在0.1-3之間。
本發(fā)明的鋅鈣系磷化液可以用上述重量比的物質(zhì)互混，溶解，攪拌，再控制磷酸加入量調(diào)節(jié)PH的方法配制而成;也可以用含硝酸鈣、磷酸的水溶液，含磷酸二氫鋅、磷酸的水溶液與含硝酸鎳、氟化鈉、磷酸、有機(jī)酸和有機(jī)酸鹽的水溶液互混配制。
所述的含有硝酸鈣的水溶液和磷酸二氫鋅的水溶液，可在水的介質(zhì)中由下述方法制備將碳酸鈣與硝酸反應(yīng)制備硝酸鈣。碳酸氫銨與磷酸反應(yīng)制備磷酸二氫銨，氧化鋅與磷酸反應(yīng)后加入磷酸二氫銨，冷卻，過(guò)濾獲磷酸二氫鋅溶液。上述二種反應(yīng)物的水溶液中，可以加入磷酸，調(diào)節(jié)PH至0.1-3，防止沉淀產(chǎn)生。
換言之，本發(fā)明的鋅鈣系磷化液也可以由氧化鋅，磷酸、硝酸、碳酸鈣、碳酸氫銨、硝酸鎳、有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽、氟化鈉和水所組成，它們的重量比分別依次是0.8-1.1∶3-4∶4.5-6∶3.5-5.5∶0.1-0.3∶0.02-0.16∶0.015-0.06∶0.002-0.04∶0.002-0.08∶4-60。該磷化液也可以用上述物質(zhì)互混、溶解、磷酸調(diào)節(jié)PH的方法制備。
本發(fā)明的磷化液是澄清液體，不僅成本低，而且質(zhì)量好。所得的磷化膜為無(wú)定形的致密均勻的細(xì)微結(jié)晶，磷化速度快，磷化膜重量為0.2-8克/米2，抗腐蝕性能好，吸漆量少。磷化處理過(guò)程中沉淀量極少。槽液穩(wěn)定，生產(chǎn)時(shí)只需少量補(bǔ)充磷化液而無(wú)需更換槽液。
采用本發(fā)明的磷化液，由于可配成濃溶液，所以便于貯存和運(yùn)輸。磷化處理時(shí)可稀釋，采用以氧化鋅計(jì)算為3.5-5克/升的低濃度的磷化液，在磷化溫度50-75℃，磷化時(shí)間2-10分鐘，磷化膜質(zhì)量符合“鋼鐵工件涂漆前磷化處理技術(shù)條件”(報(bào)批稿)的標(biāo)準(zhǔn)，磷化膜-電泳漆膜的耐沖擊強(qiáng)度大于50公斤/厘米2。隨著磷化液濃度、磷化溫度和磷化時(shí)間的變化，可以獲得不同規(guī)格的磷化膜，以滿足黑色金屬表面防腐處理的要求。
下面的實(shí)施例將有助于理解本發(fā)明。
實(shí)例1按表內(nèi)物質(zhì)和水互混、溶解、過(guò)濾制備濃的磷化液，表中磷化液游離酸度為35-46點(diǎn)，總酸度380-460點(diǎn)。
＊鈉鹽或鈣鹽＊＊每公斤中所含克數(shù)，其余為水實(shí)例2將重量比為1.25∶1.5的碳酸鈣和水?dāng)噭颍瑢?dǎo)入硝酸至PH2.5時(shí)，靜置過(guò)濾，制得硝酸鈣溶液。在50%重量比的碳酸氫銨水溶液，加入磷酸至PH2-3，制得磷酸二氫銨溶液。將重量比為1∶2∶3的氧化鋅、水和磷酸混和、反應(yīng)，隨即加入0.6重量比的上述磷酸二氫銨溶液，制得磷酸二氫鋅溶液。
將上述270公斤硝酸鈣溶液、150公斤磷酸二氫鋅溶液和含有0.5公斤硝酸鎳，0.2公斤氟化鈉，0.2公斤檸檬酸，0.1公斤葡萄糖酸鈉，0.5公斤磷酸的水溶液相混，制得磷化液4，PH為1.5。
實(shí)例3將實(shí)例1中的1、2、3和實(shí)例2中的磷化液用水稀釋成10-15倍后，可分別成為5-8號(hào)的磷化液，稀釋后的磷化液游離酸度為2-4點(diǎn)，總酸度20-40點(diǎn)。用這些磷化液，在60-70℃時(shí)，黑色金屬經(jīng)2分鐘的磷化處理后，其磷化膜在3%NaCl溶液中浸漬1小時(shí)后無(wú)銹漬，膜厚1.7-3微米，膜重1.7-2克/米2，為顆粒無(wú)定形結(jié)晶。磷化膜-電泳漆膜耐沖擊強(qiáng)度均大于50公斤/厘米2。每升磷化液可得4-5米2的磷化膜，采用本方法較通常鋅系磷化法省漆10-20%。經(jīng)處理后的黑色金屬磷化膜，室內(nèi)存放半年無(wú)銹潰。
權(quán)利要求
1.一種金屬表面化學(xué)防腐用的鋅鈣系磷化液，其特征在于由下列重量比的物質(zhì)所組成(1)磷酸二氫鋅硝酸鈣磷酸硝酸鎳有機(jī)酸有機(jī)酸鹽氟化鈉水=2.5-3.5∶4.9-8.4∶0.5-1∶0.02-0.16∶0.015-0.06∶0.002-0.08∶4-60；(2)氧化鋅磷酸硝酸碳酸鈣碳酸氫銨硝酸鎳有機(jī)酸有機(jī)酸鹽氟化鈉水=0.8-1.1∶3-4∶4.5-6∶3.5-5.5∶0.1-0.3∶0.02-0.16∶0.015-0.06∶0.002-0.04∶0.006-0.08∶4-60；所述的有機(jī)酸是檸檬酸或葡萄糖酸，所述的有機(jī)酸鹽是這二種酸的鈉鹽或鈣鹽。
2.如權(quán)利要求
1所述的金屬表面化學(xué)防腐用的鋅鈣系磷化液，其特征是PH為0.1-3。
3.如權(quán)利要求
1或2所述的金屬表面化學(xué)防腐用的鋅鈣系磷化液，其特征是用上述物質(zhì)互混，溶解，磷酸調(diào)PH值的方法制得。
專利摘要
本發(fā)明屬于金屬表面化學(xué)防腐用的鋅鈣系磷化液，由下述重量比的物質(zhì)組成，磷酸二氫鋅∶硝酸鈣∶磷酸∶硝酸鎳∶檸檬酸或葡萄糖酸∶檸檬酸或葡萄糖酸的鈉鹽或鈣鹽∶氟化鈉∶水＝2.5－3.5∶4.9－8.4∶0.5－1∶0.02－0.16∶0.015－0.06∶0.002－0.04∶0.002－0.08∶4－60。
文檔編號(hào)C23C22/05GK86100516SQ86100516
公開(kāi)日1986年9月10日 申請(qǐng)日期1986年3月3日
發(fā)明者朱志昂, 陳春成, 朱秉耕 申請(qǐng)人:華東添加劑公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan