一种常温锌系无渣磷化液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及C23C22/00技术领域，具体涉及一种常温锌系无渣磷化液及其制备方法。一种常温锌系无渣磷化液，按重量份计，其制备原料包括：含锌化合物12

【技术实现步骤摘要】
一种常温锌系无渣磷化液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及C23C22/00
，具体涉及一种常温锌系无渣磷化液及其制备方法。

技术介绍

[0002]磷化液用于处理金属工件，在金属工件表面形成磷化膜，特别是金属工件在喷涂涂装前需对其表面进行转化处理，使金属工件表面具有多孔性和一定的粗糙度，并增加喷涂涂层在金属表面的附着力，从而提升金属工件的耐腐蚀性和使用寿命。
[0003]专利申请号为CN202111075499.9的中国专利，公开了一种锌钙锰磷化液及其制备方法，采用了氧化锌、磷酸、碳酸锰、氢氧化钙、硝酸、柠檬酸、EDTA、间硝基苯磺酸钠和水制备锌钙锰磷化液，解决了成膜速度快，磷化膜均匀细腻，耐蚀性好的技术问题，但目前的磷化液中会因原料间的配合作用还会存在稳定性差的问题。
[0004]因此，提供一种能改善磷化液的稳定性，并能减少对环境影响的磷化液是目前需要解决的主要技术问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上面问题，本专利技术第一方面提供了一种常温锌系无渣磷化液，按重量份计，其制备原料包括：含锌化合物12
‑
17份、硝酸30
‑
40份、磷酸10
‑
22份、氟硼酸盐0.5
‑
1份、硝酸盐0.8
‑
2份、络合剂5
‑
9份、增稠剂0.1
‑
1份、水80
‑
100份。
[0006]优选地，所述含锌化合物的粒径为10
‑/>50nm。
[0007]优选地，所述含锌化合物为纳米氧化锌，所述纳米氧化锌的比表面积为20
‑
50m2/g。
[0008]所述纳米氧化锌的粒径为30nm，比表面积为20
‑
50m2/g，购买厂家为杭州恒格纳米科技有限公司，型号为HN
‑
J30。
[0009]为了提升常温锌系无渣磷化液处理金属工件形成磷化膜的抗腐蚀性，特别是铝合金工件后形成磷化膜的抗腐蚀性，专利技术人在实验中发现，通过加入纳米氧化锌，特别是粒径为10
‑
50nm，比表面积为20
‑
50m2/g的纳米氧化锌，可以提升铝合金工件表面磷化膜的抗腐蚀性，可能的原因是粒径小的纳米氧化锌能在其他原料的配合作用下，能在磷化膜上进行附着形成保护膜，从而提升了磷化膜的耐腐蚀性能。
[0010]优选地，所述氟硼酸盐选自氟硼酸钠、氟硼酸钾、氟硼酸铜、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种或多种。
[0011]优选地，所述氟硼酸盐为氟硼酸钠和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐的混合物。
[0012]优选地，所述氟硼酸钠和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐的重量比为1：(1
‑
2)。
[0013]为了提升磷化液处理金属工件的速度，专利技术人在实验中发现，通过将氟硼酸钠和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐进行配合使用后，特别是氟硼酸钠和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐按照1：(1
‑
2)的重量比进行配合使用后，可以提升磷化液处理金属工件的速度，而
且也能改善处理铝合金工件磷化过程中形成的金属络合物进一步沉积到金属工件表面，可能的原因是氟硼酸钠和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐进行配合使用后，与铝合金工件表面具有较好的润湿性能，能在铝合金工件表面形成类膜层的结构，避免金属络合物沉积到铝合金工件表面，影响磷化液处理铝合金工件的速度和处理效果，而且能与纳米氧化锌产生相互作用点，使纳米氧化锌作用在磷化膜层上，进一步提升了磷化膜的厚度；当氟硼酸钠使用量较多时，会影响生成磷化膜的致密程度，可能的原因是氟硼酸钠比1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐的使用量多时，1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐在铝合金工件表面的润湿效果减弱，影响了类膜层结构的形成，影响了磷化膜的致密程度。
[0014]优选地，所述氟硼酸盐和硝酸盐的重量比为1：(1
‑
3)。
[0015]优选地，所述硝酸盐选自硝酸镍、硝酸铜、硝酸钠、硝酸钙中的一种或多种。
[0016]优选地，所述硝酸盐为硝酸钠。
[0017]为了改善常温锌系无渣磷化液对环境的影响及提升磷化膜的附着性，专利技术人在实验中发现，采用氟硼酸盐和硝酸盐进行配合使用，其重量比为1：(1
‑
3)，通过将硝酸钠与氟硼酸钠和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐进行配合使用后，不仅能提升磷化液处理金属工件的速度，而且也能避免磷化液中采用镍离子作为促进剂而影响环境的问题，可能的原因是硝酸钠能与氟硼酸钠和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐产生协同作用，不仅能进一步提升磷化液对金属工件磷化速度，而且能促进磷化液在金属工件表面形成微晶态的磷化膜，进一步提升了磷化膜的附着力，同时也能避免金属络合物沉积到金属工件表面，影响金属工件表面的磷化效果。
[0018]优选地，所述络合剂选自葡萄糖酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸中的一种或多种。
[0019]优选地，所述络合剂为葡萄糖酸和乙二胺四乙酸的组合物，其重量比为1：(1
‑
2)。
[0020]为了改善磷化液处理工件后不存在金属残渣的问题，专利技术人在实验中发现通过将葡萄糖酸和乙二胺四乙酸进行配合使用制备磷化液，能改善存在金属残渣的问题，可能的原因是当葡萄糖酸和乙二胺四乙酸配合使用后能将引入的金属离子进行包裹，并在增稠剂的作用下将络合的金属离子包括到原料形成的作用体系中，避免沉积到金属工件中，并且不会生成磷化渣沉淀。
[0021]优选地，所述增稠剂包括羟乙基纤维素、马来酸丙烯酸共聚物、聚乙二醇、聚丙烯酸钠中的一种或多种。
[0022]优选地，所述增稠剂为聚乙二醇和马来酸丙烯酸共聚物的混合物。
[0023]优选地，所述聚乙二醇和马来酸丙烯酸共聚物的重量比为1：(1
‑
3)。
[0024]优选地，所述聚乙二醇的分子量为400
‑
1000。
[0025]优选地，所述聚乙二醇的分子量为800。
[0026]所述分子量为800的聚乙二醇的购买厂家为济南鸿程化工有限公司，型号为PEG800。
[0027]优选地，所述马来酸丙烯酸共聚物在23℃的粘度为2000
‑
3500mPa.s。
[0028]进一步地，所述马来酸丙烯酸共聚物在23℃的粘度为2800mPa.s，所述马来酸丙烯酸共聚物的购买厂家为广州市拓新化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种常温锌系无渣磷化液，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括：含锌化合物12
‑
17份、硝酸30
‑
40份、磷酸10
‑
22份、氟硼酸盐0.5
‑
1份、硝酸盐0.8
‑
2份、络合剂5
‑
9份、增稠剂0.1
‑
1份、水80
‑
100份。2.如权利要求1所述的常温锌系无渣磷化液，其特征在于，所述含锌化合物的粒径为10
‑
50nm。3.如权利要求2所述的常温锌系无渣磷化液，其特征在于，所述含锌化合物为纳米氧化锌，所述纳米氧化锌的比表面积为20
‑
50m2/g。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的常温锌系无渣磷化液，其特征在于，所述氟硼酸盐和硝酸盐的重量比为1：(1
‑
3)。5.如权利要求4所述的常温锌系无渣磷化液，其特征在于，所述氟硼酸盐选自氟硼酸钠、氟硼酸钾、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李啸春，李春山，李春超，校新克，彭志坤，
申请(专利权)人：宁波际超新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：