CN101012559B - 轻质铁磷化剂 - Google Patents

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Abstract

一种轻质铁磷化剂，由磷酸二氢盐(Na或K盐，20.0～85.0W％)，脂肪醇聚氧乙烯醚(0.5～12.0W％)，焦磷酸盐(Na或K盐，3.0～28.0W％)，钼酸铵(1.5～3.5W％)，柠檬酸(3.0～15.0W％)，硫酸钠(1.0～28.0W％)组成。本发明的优点在于：工作液pH值在4.0～6.0；磷化过程无水解平衡；不需要添加促进剂；无沉渣产生；不需要频繁调整总酸，游离酸等工作液。磷化处理后的式样浸入3％的氯化钠水溶液中，在15℃～25℃环境下保持1h，取出洗净，吹干，目视检查试样表面不出现锈蚀，涂膜耐蚀性符合GB/T10125-1997标准。

Description

轻质铁磷化剂
技术领域
本发明属于金属材料，尤其铁和铁合金表面的化学处理，包括金属表面和含有磷酸盐的水溶液在pH＜6下反应。其中还含有有机化合物。
背景技术：
当前普遍使用的磷化液主要是重金属(如锌系和锰系)磷化体系和铁系磷化体系，存在着如下问题：
1.会产生对环境污染严重的废水；
2.成本较高；
3.需要使用强氧化性促进剂，在磷化过程中常产生有毒气体(如NO2)，危害操作人员身体健康并污染环境；
4.磷化液中有废渣产生，影响磷化液的重复使用。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种偏酸性、非重金属的有效磷化剂。
本发明的技术方案是由碱金属焦磷酸盐、碱金属磷酸二氢盐、钼酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚等组分构成的一种新型的磷化剂。有如下组分和配比(W％)组成：
磷酸二氢盐            20.0～85.0
脂肪醇聚氧乙烯醚      0.5～12.0
焦磷酸盐              3.0～28.0
钼酸铵                1.5～3.5
柠檬酸                3.0～15.0
硫酸钠                1.0～28.0
其中所述磷酸二氢盐为其的钾盐或钠盐；脂肪醇聚氧乙烯醚的醇为8～14个碳的伯醇或仲醇，乙氧基为8～10个；焦磷酸盐为其的钾盐或钠盐。
经过大量试验，如下的配方效果较好：
(一)
磷酸二氢盐        80.0
脂肪醇聚氧乙烯醚  2.0
焦磷酸盐          5.0
钼酸铵            2.0
柠檬酸            5.0
硫酸钠            6.0
(二)
磷酸二氢盐        40.0
脂肪醇聚氧乙烯醚  1.0
焦磷酸盐          20.0
钼酸铵            3.0
柠檬酸            8.0
硫酸钠            28.0
(三)
磷酸二氢盐        69.0
脂肪醇聚氧乙烯醚  8.0
焦磷酸盐          15.0
钼酸铵            3.0
柠檬酸            4.0
硫酸钠            1.0
(四)
磷酸二氢盐        25.0
脂肪醇聚氧乙烯醚  10.0
焦磷酸盐          25.0
钼酸铵            2.5
柠檬酸            15.0
硫酸钠            22.5
本发明所用原料全部是水溶性的，用上述磷化剂配成2～5％的水溶液使用。磷化处理时pH值在4.0～6.0。磷化膜性能：将经过本品磷化处理后的式样在干燥的室内放置48h后，浸入质量分数为3％的氯化钠水溶液中，在15℃～25℃环境下保持1h，取出洗净，吹干，目视检查，试样表面不出现锈蚀。涂膜耐蚀性：磷化膜涂漆后，喷涂25～35μm厚度的白色氨基烘干磁漆，进行中性盐雾实验，结果符合GB/T10125-1997标准。
本发明的这种磷化剂与现在普遍使用的重金属(如锌系磷化)和铁系磷化剂有很大不同。铁系磷化的溶液呈强酸性，pH值小于1；而重金属磷化，pH值一般在1.5～3.5。本发明的工作液pH值在4.0～6.0，重金属磷化和铁系磷化过程中存在多个水解平衡，本发明的磷化过程无水解平蘅，全部是水溶性的。重金属磷化剂的磷化过程需要添加强氧化性、带有强腐蚀性的促进剂，本发明不需要添加促进剂，以大气中的氧气提供。重金属磷化过程中会产生大量沉渣，本发明的磷化过程是在无渣条件下进行，无沉渣产生。整个磷化过程仅需控制工作液的pH值即可，不需要象重金属磷化过程中频繁调整总酸，游离酸，酸比等工作液参数。
具体实施方式
实例1：
按如下配方制备磷化剂：
磷酸二氢钾             80.0
十一碳醇聚(9)氧乙烯醚  2.0
焦磷酸钠               5.0
钼酸铵                 2.0
柠檬酸                 5.0
硫酸钠                 6.0
可用上述磷化剂配成5％的水溶液使用。磷化处理时pH值在4.5～5.5。磷化膜性能：将经过本品磷化处理后的式样在干燥的室内放置48h后，浸入质量分数为3％的氯化钠水溶液中，在15℃～25℃环境下保持1h，取出洗净，吹干，目视检查，试样表面不出现锈蚀。涂膜耐蚀性：磷化膜涂漆后，喷涂25个～35um厚度的白色氨基烘干磁漆，进行中性盐雾实验，结果符合GB/T10125-1997标准。
实例2：
按如下配方制备磷化剂：
磷酸二氢钠                40.0
十二碳醇聚(10)氧乙烯醚    1.0
焦磷酸钠      20.0
钼酸铵        3.0
柠檬酸        8.0
硫酸钠        28.0
配制成4％水溶液，磷化处理时pH值在4.0～5.0，其效果同实例1。
实例3：
按如下配方制备磷化剂：
磷酸二氢钠            69.0
癸醇聚(10)氧乙烯醚    8.0
焦磷酸钠              15.0
钼酸铵                3.0
柠檬酸                4.0
硫酸钠                1.0
配制成3％水溶液，磷化处理时pH值在4.0～5.0，其效果同实例1。
实例4：
按如下配方制备磷化剂：
磷酸二氢钾               25.0
十二碳醇聚(9)氧乙烯醚    10.0
焦磷酸钾                 25.0
钼酸铵                   2.5
柠檬酸                   15.0
硫酸钠                   22.5
配制成5％水溶液，磷化处理时pH值在5.0～6.0，其效果同实例1。

Claims (5)

1.一种轻质铁磷化剂，其特征在于由如下组分和质量百分配比组成：
磷酸二氢盐        20.0～85.0
脂肪醇聚氧乙烯醚  0.5～12.0
焦磷酸盐          3.0～28.0
钼酸铵            1.5～3.5
柠檬酸            3.0～15.0
硫酸钠            1.0～28.0
其中所述磷酸二氢盐为其的钾盐或钠盐；脂肪醇聚氧乙烯醚的醇为8～14个碳的伯醇或仲醇，乙氧基为8～10个；焦磷酸盐为其的钾盐或钠盐。
2.根据权利要求1所述轻质铁磷化剂，其特征在于由如下组分和质量百分配比组成：
磷酸二氢盐        80.0
脂肪醇聚氧乙烯醚  2.0
焦磷酸盐          5.0
钼酸铵            2.0
柠檬酸            5.0
硫酸钠            6.0。
3.根据权利要求1所述轻质铁磷化剂，其特征在于由如下组分和质量百分配比组成：
磷酸二氢盐        40.0
脂肪醇聚氧乙烯醚  1.0
焦磷酸盐          20.0
钼酸铵            3.0
柠檬酸            8.0
硫酸钠            28.0。
4.根据权利要求1所述轻质铁磷化剂，其特征在于由如下组分和质量百分配比组成：
磷酸二氢盐        69.0
脂肪醇聚氧乙烯醚  8.0
焦磷酸盐      15.0
钼酸铵        3.0
柠檬酸        4.0
硫酸钠        1.0。
5.根据权利要求1所述铁磷化剂，其特征在于由如下组分和质量百分配比组成：
磷酸二氢盐        25.0
脂肪醇聚氧乙烯醚  10.0
焦磷酸盐          25.0
钼酸铵            2.5
柠檬酸            15.0
硫酸钠            22.5。
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张圣麟等.常温磷化处理技术的研究现状及展望.材料保护 7.2006,(7),42-48.
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