涂装前中性表面处理剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种涂装前中性表面处理剂的制备方法，包括以下步骤：将适量除油剂溶于水中，配置成浓度为5％的除油剂工作液待用；将浓度为0‑10g/L的硼酸钠、0‑6g/L的钼酸钠、0‑6g/L的有机酸和1‑10mL/L的氟锆酸盐依次加入到水中，进行搅拌均匀，加三乙醇胺调节pH，PH值为4‑8，得到成膜液。本发明专利技术采用上述结构的涂装前中性表面处理剂的制备方法，配置的处理液性能稳定，操作简单，环保，转化膜表面均匀，凹凸不平，抗腐蚀和吸附能力较好，实际应用性比较强。

Preparation of Pre-coating Neutral Surface Treatment Agent

【技术实现步骤摘要】
涂装前中性表面处理剂的制备方法
本专利技术涉及中性处理剂的制备方法
，尤其是涉及一种涂装前中性表面处理剂的制备方法。
技术介绍
日常生活中，钢铁暴露于空气中造成严重腐蚀是个普遍问题，据有关资料统计，世界上每年因腐蚀而报废的金属材料和设备约相当于生产量的20％以上，一些发达国家由于金属腐蚀而造成的经济损失大约占国民经济总产值的2-4％。钢铁腐蚀后的影响，除了直接损耗以外，从钢结构受力分析，日本统计过这样的资料，在受力情况下，钢结构被腐蚀后，若腐蚀1％，其强度下降10-15％。若双面腐蚀各达5％，其结构将报废。随着全球工业的发展，腐蚀的问题日益严重。为了克服钢铁及其制品的腐蚀，常采取涂料涂装的方法进行防护。为了增强涂料涂层的抗腐蚀性和与机体的附着力，需进行涂装前的表面预处理。目前钢铁制品涂装前进行的表面预处理大部分都以传统磷化工艺为主要方法，但是磷化工艺中含锌的废水、废渣和有害气体的排放会给环境造成很大污染，传统锌系磷化工艺中，磷化前大多需要进行表面调整和外加有致癌作用的亚硝酸钠作为促进剂，不但给环境带来危害，还存在操作复杂繁琐、膜粗糙、沉渣多、槽液不稳定等不足。硅烷偶联剂也经常用于涂装前预处理，硅烷偶联剂首先在水中反应发生水解，进而发生脱水反应生成低聚物，这种低聚物与金属表面的羟基形成氢键，后发生脱水反应形成部分共价键，最终结果是金属表面被硅烷覆盖，形成一层交联的致密网状疏水膜。但当金属表面不具有羟基时，就很难发挥相应的作用或效果，并且硅烷偶联剂具有选择性，只与某些涂料反应，应用不广泛。在实际应用中，在金属表面形成的一层交联的网状膜排列结构不一定规整，疏水基团不一定在外侧，进而起不到增加附着力的作用。锆化膜虽然环境友好，但是用于涂装前预处理与涂料之间附着力差。因此研发一种环保型钢铁表面转化膜替代磷化工艺迫在眉睫。而钼酸盐是少数几种低毒的缓蚀剂、钝化剂之一,常用于钢铁的防腐蚀，钼系转化膜技术具有环保、节能、操作简便、处理液稳定等优点。因此,钼酸盐系缓蚀剂在钢铁表面保护的应用上是很有发展前途的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种涂装前中性表面处理剂的制备方法，配置的处理液性能稳定，操作简单，环保，转化膜表面均匀，凹凸不平，抗腐蚀和吸附能力较好，实际应用性比较强。为实现上述目的，本专利技术提供了一种涂装前中性表面处理剂的制备方法，包括以下步骤：(1)配置除油剂工作液将适量除油剂溶于水中，配置成浓度为5％的除油剂工作液待用；(2)成膜液的制备将浓度为0-10g/L的硼酸钠、0-6g/L的钼酸钠、0-6g/L的有机酸和1-10mL/L的氟锆酸盐依次加入到水中，进行搅拌均匀，加三乙醇胺调节pH，PH值为4-8，得到成膜液。优选的，所述步骤1中的除油工作液为LS-207除油剂。优选的，测疲劳度成膜液的制备方法为在1000毫升的烧杯中加入4g硼酸钠、3g钼酸钠、2g有机酸、4mL氟锆酸盐，加水到1000mL刻度，用玻璃棒搅拌均匀，加三乙醇胺调节pH值为6-8。优选的，使用上述成膜液和测疲劳强度成膜液制备试片，将相同规格的钢铁试片浸泡于浓度为5％的LS-207除油剂中5-10分钟，用自来水冲洗，然后将试片浸入到成膜液和测疲劳强度成膜液中成膜，成膜时间为7-18min，取出试片于室温条件下晾干。优选的，将浓度为4g/L的硼酸钠、3g/L的钼酸钠、2g/L的有机酸和4mL/L的氟锆酸盐依次加入到水中，进行搅拌均匀，加三乙醇胺调节pH，PH值为4，得到成膜液。因此，本专利技术采用上述结构的涂装前中性表面处理剂的制备方法，配置的处理液性能稳定，操作简单，环保，转化膜表面均匀，凹凸不平，抗腐蚀和吸附能力较好，实际应用性比较强。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术一种涂装前中性表面处理剂的制备方法实施例的流程图；图2为本专利技术钼酸钠的浓度与抗腐蚀时间的关系；图3为本专利技术有机酸的浓度与抗腐蚀时间的关系；图4为本专利技术氟锆酸盐的浓度与抗腐蚀时间的关系；图5为本专利技术硼酸钠的浓度与抗腐蚀时间的关系；图6为本专利技术成膜时间与抗腐蚀时间的关系；图7为本专利技术转化膜的SEM微观二维形貌；图8为本专利技术转化膜的EDS能谱图；图9为本专利技术成膜时的电位变化；图10为本专利技术氟锆酸盐的恢复浓度对成膜的影响；图11为本专利技术硼酸钠的恢复浓度对成膜的影响；图12为本专利技术有机酸的恢复浓度对成膜的影响；图13为本专利技术钼酸钠的恢复浓度对成膜的影响。具体实施方式实施例本专利技术提供了一种涂装前中性表面处理剂的制备方法，包括以下步骤：(1)配置除油剂工作液将适量除油剂溶于水中，配置成浓度为5％的除油剂工作液待用，除油工作液为LS-207除油剂。(2)成膜液的制备将浓度为0-10g/L的硼酸钠、0-6g/L的钼酸钠、0-6g/L的有机酸和1-10mL/L的氟锆酸盐依次加入到水中，进行搅拌均匀，加三乙醇胺调节pH，PH值为4-8，得到成膜液。测疲劳度成膜液的制备方法为在1000毫升的烧杯中加入4g硼酸钠、3g钼酸钠、2g有机酸、4mL氟锆酸盐，加水到1000mL刻度，用玻璃棒搅拌均匀，加三乙醇胺调节pH值为6-8，得到测疲劳度成膜液。使用上述成膜液和测疲劳强度成膜液制备试片，将相同规格的钢铁试片浸泡于浓度为5％的LS-207除油剂中5-10分钟，用自来水冲洗，然后将试片浸入到成膜液和测疲劳强度成膜液中成膜，成膜时间为7-18min，取出试片于室温条件下晾干，得到转化膜。利用硫酸铜点滴实验来检测转化膜的抗蚀性。在形成转化膜的钢铁试片表面用滴管吸取配置好的硫酸铜点滴液进行点滴，同时记录液滴变红的时间。在一片试片上选取3-4个点进行点滴，记录铁片变红时间并求取平均值来确保实验结果的可靠性。评价标准是液滴变红的时间越长则转化膜的抗腐蚀性越好。点滴液的配制：41g/L的CuSO4·5H2O、35g/L的NaCl、0.1mol/LHCl(ρ＝1.19g/mL)3mL/L。实施例1改变钼酸钠的加入量，将浓度为4g/L的硼酸钠、0-6g/L的钼酸钠、2g/L的有机酸和4mL/L的氟锆酸盐依次加入到水中，进行搅拌均匀，加三乙醇胺调节pH，PH值为4，得到成膜液。如图2所示，钼酸钠的浓度在3g/L左右时，抗腐蚀时间最长，成膜最好。钼酸钠的浓度小于3g/L时，铁离子和钼酸钠反应，在钢铁表面生成氧化钼及难溶的钼酸铁，氧化钼对铁片起保护作用，在酸性介质中以多钼酸盐存在，当多钼酸盐吸附在水合氧化铁膜上时，扩大了阳极钝化区电位范围，使维钝电流密度减小，诱发小孔再钝化，提高抗腐蚀性，其钝化作用主要是防护膜在钢铁表面沉积。这种膜的作用在于阻止了Fe2+、Fe3+穿过膜向溶液扩散和腐蚀介质向钢铁表面的迁移，从而在钢铁表面形成致密的保护膜。钼酸钠的浓度大于3g/L时，由于钼酸钠使溶液的pH变大，生成了氢氧化物沉淀，溶液不稳定，成膜粗糙。实施例2改变有机酸的加入量，将浓度为4g/L的硼酸钠、3g/L的钼酸钠、0-6g/L的有机酸和4mL/L的氟锆酸盐依次加入到水中，进行搅拌均匀，加三乙醇胺调节pH，PH值为4，得到成膜液。如图3所示，有机酸的浓度在2g/L左右时，抗腐蚀时间最长，成膜最好。有机酸的浓度小于2g/L时，随着浓度的升高，有机酸与铁离子络合生成有机酸铁沉积在铁片表面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂装前中性表面处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配置除油剂工作液将适量除油剂溶于水中，配置成浓度为5％的除油剂工作液待用；(2)成膜液的制备将浓度为0‑10g/L的硼酸钠、0‑6g/L的钼酸钠、0‑6g/L的有机酸和1‑10mL/L的氟锆酸盐依次加入到水中，进行搅拌均匀，加三乙醇胺调节pH，PH值为4‑8，得到成膜液。

【技术特征摘要】
1.一种涂装前中性表面处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配置除油剂工作液将适量除油剂溶于水中，配置成浓度为5％的除油剂工作液待用；(2)成膜液的制备将浓度为0-10g/L的硼酸钠、0-6g/L的钼酸钠、0-6g/L的有机酸和1-10mL/L的氟锆酸盐依次加入到水中，进行搅拌均匀，加三乙醇胺调节pH，PH值为4-8，得到成膜液。2.根据权利要求1所述的涂装前中性表面处理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的除油工作液为LS-207除油剂。3.根据权利要求2所述的涂装前中性表面处理剂的制备方法，其特征在于：测疲劳度成膜液的制备方法为在1000毫升的烧杯中加入4g硼酸钠、3g钼酸钠、2g有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树军，张巧云，陈泽民，任萍，于淑媛，
申请(专利权)人：廊坊师范学院，
类型：发明
国别省市：河北,13