一种新型高效的锰系表调剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术是关于一种新型高效的锰系表调剂及其制备方法与应用，该锰系表调剂由下列重量比例成分组成：锰盐：20

【技术实现步骤摘要】
一种新型高效的锰系表调剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及新材料合成和表面处理领域，尤其涉及一种新型高效的锰系表调剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]锰系调整剂是一种粉状的金属表面调整剂，其应用在应用在磷化前的表面调整工序，其专门用于为铁、钢及合金金属的表面作锰系磷化处理。在常温或低温下，钢铁、铝及铝合金、锌及锌合金锌系磷化工艺一般使用胶体钛表调剂；而中温的钢铁锌系磷化工艺也常用胶体钛表调剂；但高温的锰系磷化工艺一般使用的是锰系表调剂，采用锰系表调剂可以保证磷化膜的膜重及确保其的耐磨性能与防腐蚀能力符合预期的效果。经疲劳试验实验证明：锰系磷化膜防止磨损的能力是非常强大的，工件进行锰系磷化处理的耐磨性能及抗疲劳寿命是锌系磷化膜的三至四倍。
[0003]工件在磷化前的表面处理对磷化膜质量影响极大，尤其是经酸洗或高温强碱清洗后对薄层磷化影响最明显。对于经高温或强碱清洗处理的工件，由于钢板表面上的活性点转变成氧化物或氢氧化物构成磷化膜的结晶晶核减少，因而促使生成稀疏粗大的结晶，其影响磷化质量，如果其不进行表面调整处理就难以形成优良的磷化膜。为了克服表面预处理带来的种种不利影响，常常在磷化工序的前一步加入一些有机的或无机的化合物，使其能进行表面调整，这就是金属表面调整剂的基本功能。
[0004]目前市面上的猛系表调剂主要由磷酸锰和碳酸钠构成，而由现市面上的配方制成的猛系表调剂在工件表面形成的磷化膜普遍具有晶体粗大、皮膜粗化、皮膜化成速度慢和稳定性差等问题，导致其难以形成优良的磷化膜，从而导致其的附着力差和耐腐蚀能力差。如公告号为CN104451630A、专利名称为一种高耐蚀性纯锰磷化液及其磷化方法，其的成分虽然公开含有碳酸锰，且其虽然也公开有耐蚀性高的优点，但该纯锰磷化液并非表调液，其是对表调后的下一道磷化工序进行设计和改造的，而工件的表面在其的表调工序时是无法能形成结晶细小的、分布均匀和致密的磷化膜的，导致工件在表调工序是实现不了耐蚀性高的性能的。此外，采用现有的猛系表调剂还具有使用寿命短、磷化液残渣率高、磷化液的消耗率高、促进剂的消耗率高及不能去除杂质的问题，其各方面的性能还有待大大提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种新型高效的锰系表调剂及其制备方法与应用，其能在短时间及较低的温度下使金属工件的表面吸附形成大量的结晶核磷化生长点，使金属工件能形成结晶精细、均匀致密、防护性能强及能与基体结合牢固的磷化膜，其能改变金属工件表面的微观状态、能克服金属工件皮膜粗化的现象及能消除金属工件经强碱性脱脂或强酸性除锈所引起的腐蚀不均等缺陷，同时，其还能增强金属工件表面的耐蚀性能、提高涂膜的附着力、减少磷化液里面的残渣量、减少磷化液的消耗量、去除工件所带入的杂质、防止槽液老化、延长槽液的使用寿命、提高磷化速度和缩短处理时间，并具有稳定性好
的优点，以解决现有的锰系表调剂无法形成精细致密、分布均匀的磷化膜、无法能去除工件带入的杂质、磷化液残渣率高、磷化液的消耗量大、耐蚀性差、附着力差、处理时间长、槽液使用寿命短和溶液稳定性差等问题。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0006]一种新型高效的锰系表调剂，由下列重量比例成分组成：
[0007]锰盐：20
‑
40％；
[0008]有机盐络合物：3％
‑
5％；
[0009]氟化物：10％
‑
25％；
[0010]碳酸钠：15％
‑
35％；
[0011]分散促进剂：2
‑
16％。
[0012]其中，有机盐络合物能充分络合含锰物质，使其能均匀地吸附在磷化工件的表面，以确保磷化膜的膜重，此外，其还能有效地防止槽液老化，可提高槽液的使用寿命，以实现节省成本的同时，并保证了猛系表调剂的效果。
[0013]其中，氟化物的添加能在金属表面形成均匀分布的小孔隙，使其能有效地促进了多聚物的吸附和络合物的络合作用，从而使其能产生双层膜层并均匀地分布在金属工件的表面，双层膜层是指由聚合物形成的聚合吸附膜层及由络合物形成的络合膜层，双层膜层的形成能使金属工件的表面具有非常好的刻蚀作用，从而大大增强了金属的耐腐蚀性能。
[0014]其中，分散促进剂能加快分散悬浮于水中的物质，它的添加能改变金属工件表面的状态、加速磷化的过程和降低磷化液的温度，此外，其还能促使金属表面的结晶形成细微致密的磷化膜。
[0015]其中，碳酸钠的添加用于调整表调剂的PH值和稳定表调剂的PH值，使之PH值保持在8
‑
10。
[0016]作为优选，所述锰盐包括磷酸锰和硫酸锰中的一种或二种之混合。
[0017]作为锰盐优选，所述锰盐包括磷酸锰与硫酸锰之混合，磷酸锰与硫酸锰的混合质量百分比为2∶1。锰盐中的磷酸锰用于促进锰系磷化晶体的成长，其能改变磷化晶体的微观状态及使其在磷化过程中能形成结晶细小、分布均匀和致密的磷化膜。而锰盐中的硫酸锰用于防止磷酸锰的分解，使磷酸锰保持稳定的状态，进而保证制作出来的锰系表调剂的稳定性好，以解决目前的锰系表调剂稳定性差的问题。
[0018]作为优选，所述有机盐络合物包括苯甲酸钠、EDTA
‑
2Na和氨基磺酸钠等中的一种或二种以上之混合。
[0019]作为优选，当所述有机盐络合物包括苯甲酸钠、EDTA
‑
2Na和氨基磺酸钠等二种以上之混合时，所包含的成分等量，但不以此为局限。
[0020]作为优选，所述氟化物包括氟硼酸铵、氟化氢铵和氟锆酸铵等中的一种或二种以上之混合。
[0021]作为优选，当所述氟化物包括氟硼酸铵、氟化氢铵和氟锆酸铵等二种以上之混合时，所包含的成分等量，但不以此为局限。
[0022]作为优选，所述分散促进剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠等中的一种或二种以上之混合。
[0023]作为优选，当所述分散促进剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠等二种以上之混合时，所包含的成分等量，但不以此为局限。
[0024]在其中一实施例中，本专利技术还提供一种新型高效的锰系表调剂的制备方法：步骤一：先将磷酸盐和硫酸锰投入到反应釜中，然后，将反应釜的温度加温至80℃
‑
90℃，接着，对反应釜中的物料进行搅拌后制成锰盐，其中，对反应釜的搅拌速度控制为：120转/min，搅拌时间为：30
‑
60分钟；
[0025]步骤二：将制成的锰盐进行粉碎，锰盐粉碎颗粒的目数要求为60
‑
80目；
[0026]步骤三：将粉碎后的锰盐与有机盐络合物、氟化物、碳酸钠和分散促进剂进行搅拌得到混合物，搅拌速度控制为：80转/min，搅拌时间为：30
‑
60分钟；
[0027]步骤四：对步骤三得到的混合物进行粉碎，粉碎颗粒的目数要求为：60
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型高效的锰系表调剂，其特征在于：由下列重量比例成分组成：锰盐：20
‑
40％；有机盐络合物：3％
‑
5％；氟化物：10％
‑
25％；碳酸钠：15％
‑
35％；分散促进剂：2
‑
16％。2.根据权利要求1所述的一种新型高效的锰系表调剂，其特征在于：所述锰盐包括磷酸锰和硫酸锰中的一种或二种之混合。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟飞，
申请(专利权)人：东莞市精诚环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：