多方式、快速室温锌系或锌钙系或铁系清洁型磷化液制造技术

本发明专利技术涉及一种多方式、快速室温锌系或锌钙系或铁系清洁型磷化液。该磷化液的组分全部由能成为磷化膜的组成部分或沉渣组成部分或在磷化膜的干燥过程中能挥发的分子或离子构成，使磷化过程中不产生影响磷化液调整的副产品和某个组分的积累。磷化液中的组分有：磷酸、硝酸盐和它们的Ｚｎ↑［２＋］、Ｃａ↑［２＋］、Ｍｎ↑［２＋］、Ｎｉ↑［２＋］盐、以及钼酸铵、钨酸铵、植酸、Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］、非离子表面活性剂。ｐＨ值：２．０～５．８。该磷化液不含有毒的Ｃｒ和亚硝酸盐，磷化速度快，可在１～５０℃下以浸、喷、刷或其组合方式磷化。磷化液稳定，磷化膜连续、均匀、致密，膜重为０．３～２．１ｇ.ｍ↑［－２］，喷漆后其附着力达１级，沉渣少，磷化后无废水排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁表面喷涂前磷化处理
，涉及一种多方式、快速室温锌系或锌钙系或铁系清洁型磷化液。
技术介绍
磷化处理，已有100余年的历史，是金属工件在金属或铵的磷酸二氢盐、促进剂为主要成分的溶液中进行处理并在被处理的金属表面形成磷化膜的过程。磷化膜有增加涂层的附着力、耐蚀性及防护、减摩、润滑等作用。磷化液，按成膜阳离子可分为锌系、锰系、铁系等类型。磷化，当钢铁表面接触磷化液时发生如下反应(代表磷化液中的氧化剂和溶解的氧气) 此后，生成的使钢铁表面的pH值升高，发生反应 同时，当磷化液中存在金属离子M2+(如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Ni2+等)时 在磷化膜的干燥过程中 所以，在铁系磷化中，磷化膜主要成分是FePO4、2Fe2O3；在锌系磷化中，磷化膜主要成分是FePO4、Zn3(PO4)2及2Fe2O3。任何需要进行喷涂的钢铁表面均需要进行磷化。磷化是汽车、家电和绝大多数机械生产所必须的过程。目前国内磷化技术普遍存在成本高、磷化温度高、磷化液寿命短(有的甚至高频使用100余小时就报废)，造成水体富营养化的废水、废渣多(该废渣属于危险性废物)，多数室温磷化液含有亚硝酸盐和铬等有毒物质。因此，磷化处理液急需更新换代。磷化废水是造成水体富营养化的一个十分重要的污染源。水体富营养化，即排放于水体的磷、氮超过自然环境的承受能力所造成的环境问题，是我国目前最严重的环境问题之一。全国有磷化生产线2万余条，其中有的企业每天产生需要排放磷超标数十倍以上磷化废水几十吨，甚至上百吨。脱脂剂可用无磷脱脂剂从根本上消除氮、磷污染，而磷化以目前的科技水平还无法不使用磷酸盐。磷化，按其处理温度，可分为高温磷化，中温磷化，常(低、室)温磷化(15-45℃)；按其成膜阳离子，可分为锌系、锰系、铁系等。目前喷涂前处理用的磷化液，磷化后一般需要水洗，否则磷化膜挂灰、磷化液中的加速剂的分解产物(如氯酸钠反应后的Cl-、Na+离子、助剂(如F-离子或氟化物)明显影响磷化膜的质量；磷化温度基本上在15℃以上，冬天一般要加热；室温磷化液促进剂一般含有有毒的Ni(镍)及Cr(铬)和致癌并分解产生有毒气体氮氧化物(NOx)的亚硝酸盐，磷化质量差等；磷化过程中的沉渣较多，磷化1m2产生几克甚至更多的沉渣。磷化的研究、发展方向目前是无毒环保、低温低成本、高性能，随着环保呼声的日高和科技的进步，不久(最终)将是清洁磷化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中的上述不足之处，提供一种多方式、快速室温锌系或锌钙系或铁系清洁型磷化液。使得(1)磷化液寿命长，无废水。磷化液的每个组份都进入磷化膜成为磷化膜及沉渣的组成部分或在磷化膜干燥过程中挥发，使磷化过程不产生影响磷化液调整的副产品或某个组分积累，因此，磷化液寿命长，磷化后的膜不必进行水洗或洗水可以回收加入磷化液中而无废水。(2)质量好。通过适量的钼酸铵和硝酸盐等的协同作用而控制钝化膜占磷化膜的比例，控制磷化液的浓度和pH值而使磷化后的膜不水洗也不产生挂灰等缺陷，磷化膜具有优良耐蚀性并使涂层有较理想的附着力，其耐蚀性能等质量指标超过现有的常温锌系及铁系磷化。(3)节约能源。采用室温10～40℃(最低1℃)磷化，最大程度地节约能源。(4)节约材料。合适的膜重(1g/m2左右)，沉渣少，真正做到了磷化不必加热，构成磷化液的分子或离子均进入磷化膜或在磷化膜干燥过程中挥发而磷化液寿命长、工件带走的磷化液或磷化膜的洗水可以回收加入到磷化液中使用，消耗明显减少。(5)环保与使用安全。磷化液中不含有毒的Cr、亚硝酸盐，室温磷化，不必表面调整，磷化后可以不水洗；无废水，废渣少又可回收用作生产磷化液、铁红等的原料。(6)操作简单。磷化工艺控制参数宽、方式多磷化液稳定、操作简单，磷化时间30秒到几十小时均可(磷化时间长虽不影响工件的磷化膜质量，但影响磷化液的寿命并产生沉渣)，磷化后不水洗直接烘干或自干。可采用所有的磷化方式刷、浸、喷或其组合。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是该多方式、快速室温清洁锌系或锌钙系或铁系磷化液其磷化液的组分全部由能成为磷化膜的组成部分或沉渣组成部分或在磷化膜的干燥过程中能挥发的分子或离子构成，使磷化过程中不产生影响磷化液调整的副产品和某个组分的积累。磷化液含有磷酸、硝酸或磷酸和硝酸的(除碱金属以外的)铵、锌、钙、镍、锰的盐类，和钼酸铵、钨酸铵、植酸、双氧水、非离子表面活性剂等，不含致癌及分解产生有毒气体NOx的亚硝酸盐，不含有毒Cr盐，也可以不含Zn、Mn和Ni盐，各组分的含量范围为磷酸盐及磷酸(以PO43-计)6.8～32.0g·L-1； 硝酸盐(以NO3-计)0.1～10.0g·L-1；钼酸盐(以MoO42-计)1.0～8.1g·L-1；钨酸盐(WO42-计)0.0～4.1g·L-1；Zn2+0.0～12.5g·L-1；Ca2+0.0～6.5g·L-1；Mn2+0.0～4.5g·L-1；Ni2+0.0～3.5g·L-1；植酸0.0～5.1g·L-1；H2O20.0～5.0g·L-1非离子表面活性剂0.0～1.0g·L-1；pH值2.0～5.8；磷化液应用时控制参数磷化时间30～900s(磷化时间延长至72h，磷化膜质量亦很好)；磷化温度1～50℃；磷化方式浸、喷、刷或其组合。磷化液中不含碱金属盐类。工件磷化后主要干燥处理方式有以下几种①不水洗，烘干或自然干燥；②水洗后烘干、自然干燥或热水烫洗后自然干燥。本专利技术产品的制作方法是将以上所述工业盐如磷酸盐、硝酸盐和钼酸盐，或酸溶于定量的自来水，溶解后用工业磷酸或氨水调整pH值至要求，再加入非离子表面活性剂。磷酸盐、硝酸盐和钼酸盐指铵盐、锌盐、钙盐、锰盐及镍盐。非离子表面活性剂如TX-10。本专利技术中磷化液的任一分子或离子要么进入磷化膜成为磷化膜和沉渣的组成部分，要么在磷化膜的干燥过程中挥发，所以在磷化过程中没有成膜反应的副产品积累和某个磷化液组分积累。因此，加入磷化液中的某些物质，就可将磷化液长期使用后的实际组成变到磷化液的合适的组成或设计要求，因为在磷化过程中既没有增加不可逆转的新物质也没有某个组分比配制的时候浓度高。一般磷化液中包括的分子或离子有(1)成膜或会成为沉渣的(沉渣都是组成磷化膜的物质)磷酸根阴离子(以PO43-计)、金属阳离了M2+(如锌Zn2+、锰Mn2+、钙Ca2+、镍Ni2+、钼离子等)，它们结合变成不溶性的磷酸盐(不允许不洗的磷化膜含有可溶性的盐，这样影响磷化膜的质量，清洁磷化的磷化膜没有可溶性的盐)。铁系磷化液，一般不含锌、锰等离子。锌系磷化液，必定含Zn2+。所有的磷化液必定有这些离子中的一部分(磷酸根离子是必不可少的)，清洁磷化液也不例外。(2)不会成磷化膜组成部分的，包括四类第一类是会迫使磷化液报废的在成膜反应中出现副产物，如氯酸钠作为加速剂时，氯酸钠在成膜反应后变成的氯化钠(NaCl)，随着磷化的不断进行，氯酸钠不断补充，氯化钠的浓度不断增加，达到一定浓度后，就由于氯离子(Cl-)影响磷化膜而迫使磷化液报废；第二类是碱金属离子(钠Na+、钾K+)，只影响磷化液的pH值，可以通过加磷酸消除其影响；但是，如果磷化后的磷化膜不水洗，它们将以碱或盐的形式吸附于磷化膜中，会影响磷化膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多方式、快速室温锌系或锌钙系或铁系清洁型磷化液，其特征在于磷化液的组分全部由能成为磷化膜的组成部分或沉渣组成部分或在磷化膜的干燥过程中能挥发的分子或离子构成，使磷化过程中不产生影响磷化液调整的副产品和某个组分的积累。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余取民，
申请(专利权)人：余取民，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]