一种节能环保型涂装前的锆化处理工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种节能环保型涂装前锆化处理工艺。该工艺依次包括预脱脂、主脱脂、一次水洗、二次水洗、锆化处理、三次水洗、干燥、涂装步骤。本发明专利技术的处理工艺不需要加温和表面调整，解决中温磷化能耗高、环境污染大的问题。相对于传统的涂装前磷化处理工艺，利用本发明专利技术的工艺可使新线建造成本降低，前处理综合能耗大幅下降，避免磷化技术产生的沉渣问题和磷、亚硝类化合物和重金属镍等严重环境污染产物的排放问题，从而大幅降低污染物排放量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属涂装前处理领域节能环保利用技术，涉及一种节能环保型涂装前的锆化处理工艺。
技术介绍
金属材料在使用过程中会受到环境中腐蚀性介质、水分和空气中氧的侵蚀而发生腐蚀。金属腐蚀问题遍及国民经济和国防建设的各个部门，金属腐蚀给国民经济造成了巨大损失。据发达国家统计，每年因腐蚀造成的损失占国民生产总值的1% 4%，据我国权威部门统计，我国每年因腐蚀造成的损失占国民生产总值的4%。因此，金属腐蚀防护技术的应用至关重要。在各类防腐蚀方法中，采用涂装保护是应用最为广泛的腐蚀防护方法。传统方法中，脱脂、表调、磷化和钝化工序称为涂装前处理工序。磷化工序是金属表面处理各工序中技术含量最高的工序之一，也是整个涂装工序中至关重要的工序。所谓磷化，是指把金属工件经含有磷酸二氢盐的酸性溶液处理，发生化学反应而在其表面生成一层稳定的不溶性磷酸盐膜层的方法，所生成的膜称为磷化膜。磷化膜的主要目的是提高漆膜与金属的附着力，使漆膜与板材更牢固的黏附在一起，从而提高涂层的防腐蚀能力。磷化的质量直接影响到金属材料的防腐蚀性能。磷化液的主要问题一是化学试剂的用量大，成本高，二是不仅含磷，而且含有亚硝类化合物和重金属镍等，严重污染环境，三是处理金属过程中有大量污染残渣和废水排出，四是要达到理想效果常常需要加温，需要大量能耗，五是要达到较好防锈效果，常常需要铬酸盐封闭处理，而铬酸盐属于一类限排污染物。为了解决污染问题，磷化替代技术应运而生。我们在磷化替代领域相继申请了CN101033363、CN102051611A、2012103086363、2012103085144 等专利，这些专利没有对锆化工艺进行专门研究阐述。本专利结合应用过程中的工艺情况与中温磷化工艺进行对比。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种节能环保型涂装前的锆化处理工艺，解决中温磷化能耗高、环境污染大的问题。该工艺简单、成本低、环保，且有效提高了涂料与金属件的附着力。为了实现本专利技术的目的，采用如下技术方案。一种涂装前的锆化处理工艺，包括如下步骤:①脱脂:将工件依次在预脱脂槽和主脱脂槽中进行脱脂；②水洗:将脱脂后的工件在水洗槽I进行一次水洗，再放在水洗槽2中进行二次水洗；③锆化处理:将水洗后的工件在锆化剂槽中进行工件表面膜层处理；④三次水洗:将膜层处理后的工件在水洗槽3中进行三次水洗；⑤水洗后的工件经干燥后即可涂装。本专利技术所述工件在预脱脂槽中脱脂时， 脱脂时间为1-3分钟，预脱脂槽液的游离碱度为4-8，pH为11-14。本专利技术所述工件在主脱脂槽中脱脂时，脱脂时间为1.5-5分钟，主脱脂槽液的游离碱度为4-8，pH为11-14。预脱脂主要用于涂装前处理过程中，首先去除大多数油污的作用，也可以对基材进行升温，防止主脱脂液温度降低太快和减少污染。预脱脂应用到一定时间后，槽液中污染物达到一定程度就需要清槽，将主脱脂槽液转移到预脱脂，这样保持主脱脂的油污尽量保持在比较低的程度，保证金属板材经过脱脂工序不会有油污，保证后续的锆化处理效果，并能有效降低方法的成本。用于预脱脂和主脱脂的脱脂液为含氢氧化钠的碱液。碱液优选为大连九合表面技术有限公司的脱脂剂625。本专利技术所述一次水洗时间为0.5-1.5分钟，二次水洗时间为0.5-1.5分钟，三次水洗时间为0.5-1.5min。本专利技术所述工件进行一次水洗和二次水洗时，所用水洗液均为自来水或硬度小于250的低硬度水；所述三次水洗时,所用水洗液为无离子水或硬度小于250的低硬度水。本专利技术所述锆化处理采用喷淋处理或浸泡处理，其中喷淋处理时间为0.5-2min,喷淋压力为0.08-0.1OMPa ;浸泡处理时间为2_5min。上述锆化处理时，槽液的pH控制为4.5-5.4，槽液的pH值可采用大连九合表面技术有限公司的促进剂来调节。本专利技术所述锆化剂为大连九合表面技术有限公司的JH-901或JH-902或JH-901和JH-902的混合物。 所述锆化剂中主要功能成分为氟锆酸，利用氟锆酸的水解反应在金属基材表面形成一种化学性质稳定的无定型氧化物转化膜，转化膜依靠锆化物与金属底材形成强烈的结合力，依靠有机高分子与涂料强烈的结合，从而获得性能良好的金属表面皮膜，达到优异的附着力和防腐能力。本专利技术的方法中，锆化剂在金属表面形成的化学转化膜，不同于磷化反应的金属表面的磷化物结晶析出，因此本专利技术的方法不需要进行磷化处理方法的表面调整步骤，有效降低成本。在本专利技术处理方法的所有步骤均在室温中进行。其中，本专利技术的锆化处理在室温中，对工件表面迅速形成膜层，有效克服了传统的磷化处理方法中加温、长时间处理的缺点。本专利技术的涂装前锆化处理方法包括预脱脂一主脱脂一一次水洗一二次水洗一锆化处理一三次水洗一干燥一涂装步骤，如图1。而一般新建电器线磷化涂装前处理标准方法包括预脱脂一主脱脂一一次水洗一二次水洗一表调一磷化处理一三次水洗一四次水洗一干燥一涂装步骤，如图2。可知，本专利技术的锆化处理技术作为磷化替代技术，与磷化技术有较大差别:(I)本专利技术的方法不需要表面调整，锆化处理后只需水洗一次即可满足涂装前处理要求，有效简化步骤，减少用水量，大幅降低方法成本。(2)金属的铬化处理在常温下即可迅速反应，不需要磷化处理对槽液的加温处理，不需要磷化处理的大量助剂和表调剂，可以节省大量的运行开支，降低成本。(3)本专利技术的方法不产生沉渣、无磷化处理的磷、亚硝类化合物和重金属镍等，严重环境污染产物，是一种安全、环保的涂装前处理方法。(4)本专利技术的方法可以省略表调槽、多步水洗设备、除渣设备，投资少、降低成本。(5)锆化剂在金属表面形成化学转化膜，形成的前处理转化膜不仅与金属底板有较好的结合力，而且还与高分子涂料具有强的结合能力，锆化处理的工件具有良好的防腐性能。附图说明图1为本专利技术的涂装前锆化处理工艺流程2为传统的中温磷化处理工艺流程图具体实施例方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。下述 实施例中，如无特殊说明，所使用的实验方法均为常规方法，所用材料、试剂等均可从生物或化学公司购买。实施例1冷轧钢板涂装前的锆化处理1.材料的准备工件:冷轧钢板预脱脂剂:大连九合表面技术有限公司脱脂剂625主脱脂剂:大连九合表面技术有限公司脱脂剂625锆化剂JH901和JH-902为购自大连九合表面技术有限公司。2.涂装前的锆化处理工艺包括如下步骤:处理方法流程为:预脱脂一主脱脂一一次水洗一二次水洗一锆化处理一三次水洗—干燥一涂装。在上述方法流程中的各步骤的条件见表I。表I涂装前锆化处理工艺各步骤的条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂装前的锆化处理工艺，其特征在于包括如下步骤：①脱脂：将工件依次在预脱脂槽和主脱脂槽中进行脱脂；②水洗：将脱脂后的工件在水洗槽1进行一次水洗，再放在水洗槽2中进行二次水洗；③锆化处理：将水洗后的工件在锆化槽中进行工件表面膜层处理；④三次水洗：将膜层处理后的工件在水洗槽3中进行三次水洗；⑤水洗后的工件经干燥后即可涂装。

【技术特征摘要】
1.一种涂装前的锆化处理工艺，其特征在于包括如下步骤: ①脱脂:将工件依次在预脱脂槽和主脱脂槽中进行脱脂； ②水洗:将脱脂后的工件在水洗槽I进行一次水洗，再放在水洗槽2中进行二次水洗； ③锆化处理:将水洗后的工件在锆化槽中进行工件表面膜层处理； ④三次水洗:将膜层处理后的工件在水洗槽3中进行三次水洗； ⑤水洗后的工件经干燥后即可涂装。2.根据权利要求1所述的涂装前的锆化处理工艺，其特征在于所述工件在预脱脂槽中脱脂时，脱脂时间为l_3min，预脱脂槽液的游离碱度为4-8，pH为11-14。3.根据权利要求1所述的涂装前的锆化处理工艺，其特征在于所述工件在主脱脂槽中脱脂时，脱脂时间为1.5-5min，主脱脂槽液的游离碱度为4_8，pH为11-14。4.根据权利要求1所述的涂装前的锆化处理工艺，其特征在于所述一次水洗时间为0.5-1.5min, 二次水洗时间为0.5-1....

【专利技术属性】
技术研发人员：曲丰作，徐同宽，王大鸷，崔励，张绍印，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：发明
国别省市：