一種用于鋼鐵表面處理的磷化液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于鋼鐵表面處理的磷化液及其制備方法，由以下組分按重量份數(shù)配比制成：硝酸鋅3～18份、氧化鋅7～19份、氯化鉀6～18份、氯化鈉7～21份、磷酸12～25份、硝酸鎳9～22份、硝酸銅8～21份、PO乳化劑16～28份、十二烷基磺酸鈉8～21份、納米二氧化鈦9～19份、納米硅酸鈉7～18份、水25～48份。(1)本發(fā)明所述磷化液適合在未預(yù)先除油和除銹處理的生銹的鋼鐵表面使用，且適用通過擦拭或短時(shí)間浸漬的方式均勻涂布在鋼鐵表面，不適宜長時(shí)間浸泡；(2)本發(fā)明所述磷化液具有較強(qiáng)的耐蝕性，且具有除油、除銹、磷化和鈍化的綜合功能；(3)本發(fā)明所述磷化液處理后產(chǎn)生的磷化膜具有較高的電阻和較低的極化電流。
【專利說明】
一種用于鋼鐵表面處理的磷化液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鋼鐵表面處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于鋼鐵表面處理的磷化液及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋼鐵已變成現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中必不可少的金屬材 料。由于鐵的物理化學(xué)性質(zhì)決定了它極易受環(huán)境的影響，與周圍的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生 銹蝕，使得后處理的質(zhì)量無法保證，從而減少使用壽命。為解決這個(gè)問題，研究金屬的防護(hù) 措施，采用磷化處理技術(shù)。
[0003] 鋼鐵表面磷化處理，是用化學(xué)的方法對要涂裝的金屬制品進(jìn)行的必要的預(yù)處理。 將金屬表面與含磷酸二氫鹽的酸性溶液接觸，通過化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成一種穩(wěn)定的、不 溶性的無機(jī)化合物膜層的過程，這層膜稱之為磷化膜。
[0004] 其主要作用是:通過對金屬表面的磷化預(yù)處理使之易涂裝、易噴塑、易涂蠟和上防 銹油等，并能提高金屬表面的耐腐蝕性能，有效抑制涂層下的腐蝕.磷化技術(shù)廣泛應(yīng)用于車 輛、船舶、輕工、化工、機(jī)械、電器及國防等領(lǐng)域。其處理方法由最初的純浸漬法發(fā)展到噴淋 法、錕除法以及浸噴混合法的自動(dòng)化生產(chǎn);其體系由單一金屬體系(僅用于鋼鐵），到今天的 多元體系(鐵、鋅、錳、鎳、鈣）；添加劑也從無到有，改善了磷化膜的質(zhì)量，提高了成膜速度； 黑色金屬的黑化和磷化相結(jié)合，在金屬表面生成的共生膜，起到了裝飾、防護(hù)作用，有著廣 闊的應(yīng)用和推廣價(jià)值。
[0005] 傳統(tǒng)鋼鐵件涂裝前的磷化處理，按分槽處理方法約需17道工序，設(shè)備投資大、處理 時(shí)間長、酸霧嚴(yán)重、廢液又污染環(huán)境，而且工序之間鐵板又可能生銹，有很大的不可操作性。 隨著人類社會(huì)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，由于傳統(tǒng)的高溫磷化工藝復(fù)雜，解決對環(huán)境的污染問 題已經(jīng)到了刻不容緩的地步。因此，研發(fā)既具有優(yōu)良的耐腐蝕性、附著力和耐磨性，又具有 環(huán)境友好的常溫磷化液配方及先進(jìn)的磷化工藝，已成為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)上急需解決的研究熱 點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，獲得一種能夠?qū)撹F表面 除油、除銹、磷化和鈍化融為一體的磷化液，本發(fā)明提供了一種用于鋼鐵表面處理的磷化液 及其制備方法。
[0007] 技術(shù)方案:一種用于鋼鐵表面處理的磷化液，由以下組分按重量份數(shù)配比制成:硝 酸鋅3~18份、氧化鋅7~19份、氯化鉀6~18份、氯化鈉7~21份、磷酸12~25份、硝酸鎳9~ 22份、硝酸銅8~21份、P0乳化劑16~28份、十二烷基磺酸鈉8~21份、納米二氧化鈦9~19 份、納米硅酸鈉7~18份、水25~48份。
[0008] 優(yōu)選的，所述用于鋼鐵表面處理的磷化液由以下組分按重量份數(shù)配比制成：硝酸 鋅14份、氧化鋅15份、氯化鉀13份、氯化鈉17份、磷酸22份、硝酸鎳18份、硝酸銅16份、P0乳化 劑21份、十二烷基磺酸鈉15份、納米二氧化鈦18份、納米硅酸鈉12份、水39份。
[0009] 一種用于鋼鐵表面處理的磷化液的制備方法，包含以下步驟：
[0010] (1)將納米二氧化鈦和納米硅酸鈉加入水中，置于超聲攪拌器中，溫度為32~45 °C，功率為19.1~20.9kHZ，攪拌5~19分鐘；
[0011] (2)向步驟（1)所述的超聲攪拌器中加入P0乳化劑、十二烷基磺酸鈉和磷酸，超聲 攪拌器中溫度升至46~55°C，超聲功率為19.2~20.5kHZ，攪拌時(shí)間為20~35分鐘，制得納 米鍍液；
[0012] ⑶將硝酸鋅、氧化鋅、氯化鉀、氯化鈉、硝酸鎳和硝酸銅與水混合，加入高壓反應(yīng) 釜中，在壓力為2.8~5. IMPa，溫度為255~465°C條件下反應(yīng)30~50分鐘，制得基礎(chǔ)鍍液；
[0013] (4)將步驟(3)制得的基礎(chǔ)鍍液加入步驟(2)獲得的納米鍍液中，置于超聲攪拌器 中，在溫度為42~56°C，功率為18.7~21.9kHZ條件下反應(yīng)30~55分鐘，即可制得用于鋼鐵 表面處理的磷化液。
[0014] 優(yōu)選的，步驟（1)中將納米二氧化鈦和納米硅酸鈉加入水中，置于超聲攪拌器中， 溫度為42 °C，功率為20.3kHZ，攪拌16分鐘。
[0015]優(yōu)選的，步驟(2)中向步驟（1)所述的超聲攪拌器中加入P0乳化劑、十二烷基磺酸 鈉和磷酸，超聲攪拌器中溫度升至52°C，超聲功率為19.8kHZ，攪拌時(shí)間為27分鐘，制得納米 鍍液。
[0016] 優(yōu)選的，步驟(3)中將硝酸鋅、氧化鋅、氯化鉀、氯化鈉、硝酸鎳和硝酸銅與水混合， 加入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為4.2MPa，溫度為412 °C條件下反應(yīng)43分鐘，制得基礎(chǔ)鍍液。
[0017] 優(yōu)選的，步驟(4)中將步驟(3)制得的基礎(chǔ)鍍液加入步驟(2)獲得的納米鍍液中，置 于超聲攪拌器中，在溫度為50°C，功率為20.5kHZ條件下反應(yīng)50分鐘，即可制得用于鋼鐵表 面處理的磷化液。
[0018] 有益效果：（1)本發(fā)明所述磷化液適合在未預(yù)先除油和除銹處理的生銹的鋼鐵表 面使用，且適用通過擦拭或短時(shí)間浸漬的方式均勻涂布在鋼鐵表面，不適宜長時(shí)間浸泡； (2)本發(fā)明所述磷化液具有較強(qiáng)的耐蝕性，且具有除油、除銹、磷化和鈍化的綜合功能；（3) 本發(fā)明所述磷化液處理后產(chǎn)生的磷化膜具有較高的電阻和較低的極化電流；（4)經(jīng)本發(fā)明 所述磷化液處理后的鋼鐵表面能夠生成致密均勻的磷化膜結(jié)晶；（5)本發(fā)明所述磷化液不 含亞硝酸鹽和六價(jià)鉻鹽，對環(huán)境友好。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 一種用于鋼鐵表面處理的磷化液，由以下組分按重量份數(shù)配比制成：硝酸鋅3份、 氧化鋅7份、氯化鉀6份、氯化鈉7份、磷酸12份、硝酸鎳9份、硝酸銅8份、P0乳化劑16份、十二 烷基磺酸鈉8份、納米二氧化鈦9份、納米硅酸鈉7份、水25份。
[0021] -種用于鋼鐵表面處理的磷化液的制備方法，包含以下步驟：
[0022] (1)將納米二氧化鈦和納米硅酸鈉加入水中，置于超聲攪拌器中，溫度為32°C，功 率為19.1 kHZ，攪拌5分鐘；
[0023] (2)向步驟（1)所述的超聲攪拌器中加入P0乳化劑、十二烷基磺酸鈉和磷酸，超聲 攪拌器中溫度升至46°C，超聲功率為19.2kHZ，攪拌時(shí)間為20分鐘，制得納米鍍液；
[0024] (3)將硝酸鋅、氧化鋅、氯化鉀、氯化鈉、硝酸鎳和硝酸銅與水混合，加入高壓反應(yīng) 釜中，在壓力為2.8MPa，溫度為255°C條件下反應(yīng)30分鐘，制得基礎(chǔ)鍍液；
[0025] (4)將步驟(3)制得的基礎(chǔ)鍍液加入步驟(2)獲得的納米鍍液中，置于超聲攪拌器 中，在溫度為42°C，功率為18.7kHZ條件下反應(yīng)30分鐘，即可制得用于鋼鐵表面處理的磷化 液。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] 一種用于鋼鐵表面處理的磷化液，由以下組分按重量份數(shù)配比制成:硝酸鋅14份、 氧化鋅15份、氯化鉀13份、氯化鈉17份、磷酸22份、硝酸鎳18份、硝酸銅16份、P0乳化劑21份、 十二烷基磺酸鈉15份、納米二氧化鈦18份、納米硅酸鈉12份、水39份。
[0028] 一種用于鋼鐵表面處理的磷化液的制備方法，包含以下步驟：
[0029] (1)將納米二氧化鈦和納米硅酸鈉加入水中，置于超聲攪拌器中，溫度為42°C，功 率為20.3kHZ，攪拌16分鐘；
[0030] (2)向步驟（1)所述的超聲攪拌器中加入P0乳化劑、十二烷基磺酸鈉和磷酸，超聲 攪拌器中溫度升至52°C，超聲功率為19.8kHZ，攪拌時(shí)間為27分鐘，制得納米鍍液；
[0031] (3)將硝酸鋅、氧化鋅、氯化鉀、氯化鈉、硝酸鎳和硝酸銅與水混合，加入高壓反應(yīng) 釜中，在壓力為4.2MPa，溫度為412 °C條件下反應(yīng)43分鐘，制得基礎(chǔ)鍍液；
[0032] (4)將步驟(3)制得的基礎(chǔ)鍍液加入步驟(2)獲得的納米鍍液中，置于超聲攪拌器 中，在溫度為50°C，功率為20.5kHZ條件下反應(yīng)50分鐘，即可制得用于鋼鐵表面處理的磷化 液。
[0033] 實(shí)施例3
[0034] 一種用于鋼鐵表面處理的磷化液，由以下組分按重量份數(shù)配比制成:硝酸鋅18份、 氧化鋅19份、氯化鉀18份、氯化鈉21份、磷酸25份、硝酸鎳22份、硝酸銅21份、P0乳化劑28份、 十二烷基磺酸鈉21份、納米二氧化鈦19份、納米硅酸鈉18份、水48份。
[0035] 一種用于鋼鐵表面處理的磷化液的制備方法，包含以下步驟：
[0036] (1)將納米二氧化鈦和納米硅酸鈉加入水中，置于超聲攪拌器中，溫度為45°C，功 率為20.9kHZ，攪拌19分鐘；
[0037] (2)向步驟（1)所述的超聲攪拌器中加入P0乳化劑、十二烷基磺酸鈉和磷酸，超聲 攪拌器中溫度升至55 °C，超聲功率為20.5kHZ，攪拌時(shí)間為35分鐘，制得納米鍍液；
[0038] (3)將硝酸鋅、氧化鋅、氯化鉀、氯化鈉、硝酸鎳和硝酸銅與水混合，加入高壓反應(yīng) 釜中，在壓力為5.1MPa，溫度為465°C條件下反應(yīng)50分鐘，制得基礎(chǔ)鍍液；
[0039] (4)將步驟(3)制得的基礎(chǔ)鍍液加入步驟(2)獲得的納米鍍液中，置于超聲攪拌器 中，在溫度為56°C，功率為21.9kHZ條件下反應(yīng)55分鐘，即可制得用于鋼鐵表面處理的磷化 液。
[0040] 對實(shí)施例1~3制備獲得的用于鋼鐵表面處理的磷化液進(jìn)行性能檢測，結(jié)果如下表 所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于鋼鐵表面處理的磷化液，其特征在于，由以下組分按重量份數(shù)配比制成:硝 酸鋅3~18份、氧化鋅7~19份、氯化鉀6~18份、氯化鈉7~21份、磷酸12~25份、硝酸鎳9~ 22份、硝酸銅8~21份、PO乳化劑16~28份、十二烷基磺酸鈉8~21份、納米二氧化鈦9~19 份、納米硅酸鈉7~18份、水25~48份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋼鐵表面處理的磷化液，其特征在于，由以下組分按 重量份數(shù)配比制成:硝酸鋅14份、氧化鋅15份、氯化鉀13份、氯化鈉17份、磷酸22份、硝酸鎳 18份、硝酸銅16份、PO乳化劑21份、十二烷基磺酸鈉15份、納米二氧化鈦18份、納米硅酸鈉12 份、水39份。3. 權(quán)利要求1所述的一種用于鋼鐵表面處理的磷化液的制備方法，其特征在于，包含以 下步驟： (1) 將納米二氧化鈦和納米硅酸鈉加入水中，置于超聲攪拌器中，溫度為32~45°C，功 率為19.1~20.9kHZ，攪拌5~19分鐘； (2) 向步驟（1)所述的超聲攪拌器中加入PO乳化劑、十二烷基磺酸鈉和磷酸，超聲攪拌 器中溫度升至46~55°C，超聲功率為19.2~20.5kHZ，攪拌時(shí)間為20~35分鐘，制得納米鍍 液； (3) 將硝酸鋅、氧化鋅、氯化鉀、氯化鈉、硝酸鎳和硝酸銅與水混合，加入高壓反應(yīng)釜中， 在壓力為2.8~5. IMPa，溫度為255~465°C條件下反應(yīng)30~50分鐘，制得基礎(chǔ)鍍液； (4) 將步驟(3)制得的基礎(chǔ)鍍液加入步驟(2)獲得的納米鍍液中，置于超聲攪拌器中，在 溫度為42~56°C，功率為18.7~21.9kHZ條件下反應(yīng)30~55分鐘，即可制得用于鋼鐵表面處 理的磷化液。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于鋼鐵表面處理的磷化液的制備方法，其特征在于，步 驟（1)中將納米二氧化鈦和納米硅酸鈉加入水中，置于超聲攪拌器中，溫度為42°C，功率為 20.3kHZ，攪拌16分鐘。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于鋼鐵表面處理的磷化液的制備方法，其特征在于，步 驟(2)中向步驟（1)所述的超聲攪拌器中加入PO乳化劑、十二烷基磺酸鈉和磷酸，超聲攪拌 器中溫度升至52°C，超聲功率為19.8kHZ，攪拌時(shí)間為27分鐘，制得納米鍍液。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于鋼鐵表面處理的磷化液的制備方法，其特征在于，步 驟(3)中將硝酸鋅、氧化鋅、氯化鉀、氯化鈉、硝酸鎳和硝酸銅與水混合，加入高壓反應(yīng)釜中， 在壓力為4.2MPa，溫度為412 °C條件下反應(yīng)43分鐘，制得基礎(chǔ)鍍液。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于鋼鐵表面處理的磷化液的制備方法，其特征在于，步 驟(4)中將步驟(3)制得的基礎(chǔ)鍍液加入步驟(2)獲得的納米鍍液中，置于超聲攪拌器中，在 溫度為50°C，功率為20.5kHZ條件下反應(yīng)50分鐘，即可制得用于鋼鐵表面處理的磷化液。
【文檔編號(hào)】C23C22/13GK105951070SQ201610373747
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】灝や負(fù), 尤為
【申請人】無錫伊佩克科技有限公司