CN103074622A - 环保双功能化学转化液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属表面化学转化处理的化学转化液，包括如下重量百分数的组分：去离子水30～80，甲醚化氨基树脂2～10，磷酸1～5，乙醇10～30，五硼酸钠0.5～2，三乙胺0.5～3，水性树脂5～25。本发明的化学转化液以水、醇为基，可在常温下使用，双功能（磷化、封闭），反应时间短、附着力强、抗腐蚀性强，基本属中性的环保型化学转化液。

Description

环保双功能化学转化液
技术领域:
本发明涉及金属表面处理防护涂层领域，尤其涉及一种用于金属表面化学转化处理的化学转化液及其制备方法。
技术背景：
金属构件涂装前的氧化、磷化、钝化统称化学转化处理。金属的氧化处理是金属表面与氧或氧化剂作用而形成保护性的氧化膜，防止金属腐蚀。金属的磷化处理是将金属构件与磷化液接触（某些酸式磷酸盐为主的溶液），通过化学与电化学反应在金属表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程。金属的钝化处理是金属与氧化性介质发生作用，在金属表面生成一种非常薄的（约5-15μm），致密的，覆盖性能良好的，能坚固地附在金属表面上的钝化膜的过程。三种方式根据构件大小选用规格不同的槽子，处理分为加热与常温两种方式。加热方式处理获得的转化膜一般质量较好，但耗能大，工艺及设备比较复杂。常温方式处理获得的转化膜一般质量较差，但无能耗，工艺及设备比较简单。加热与常温处理的共同之处是：这些含酸、碱、盐的处理液，在使用过程中有排放或使用一段时间需要更换，对环境都不利。
发明内容：
   本发明提供一种以水、醇为基，可在常温下使用，双功能（磷化、封闭），反应时间短、附着力强、抗腐蚀性强，基本属中性的环保型化学转化液。本发明所使用的技术方案如下：
一种具有环保双功能的化学转化液，其特征在于，包括如下重量百分数的组分：
去离子水              30～80
甲醚化氨基树脂        2～10
磷酸                  1～5
乙醇                  10～30
五硼酸钠               0.5～2
                          三乙胺                0.5～3
  水性树脂                5～25。
本发明的双功能的化学转化液也可以由上述重量百分数的组分组成。
上述技术方案中，水性树脂可以选自：水性丙烯酸树脂，水性醇酸树脂，水性环氧树脂，水性饱和聚酯树脂中的一种或几种。
本发明还提供一种制备上述环保双功能的化学转化液的方法，包括如下步骤：
A、按重量配比称取各组分备用；
B、制备去离子水，五硼酸钠及磷酸混合液
（1）、浸泡：向离子水中加入五硼酸钠，略加搅拌，在常温下浸泡24小时；
（2）、加热搅拌：浸泡后，加热至80～85℃，停止加热，搅拌1小时；搅拌转速优选800转/min；
（3）、加入磷酸：向去离子水与五硼酸钠的混合液中，加入磷酸，在常温搅拌30分钟；搅拌转速优选500转/min；
（4）、过滤：用过滤器滤去渣滓；
C、制备乙醇、甲醚化氨基树脂、三乙胺及水性树脂混合液
（1）、备料搅拌：在乙醇中加入甲醚化氨基树脂，在常温搅拌30分钟；搅拌转速优选300转/min；
（2）、加入三乙胺：在乙醇与甲醚化氨基树脂混合液中，加入三乙胺，在常温搅拌1小时；搅拌转速优选500转/min；
（3）、加入水性树脂：在乙醇、甲醚化氨基树脂与三乙胺的混合液中，加入水性树脂，常温搅拌1小时；搅拌转速优选1500转/min；
D、混合：在去离子水、五硼酸钠及磷酸的混合液中，加入乙醇，甲醚化氨基树脂，三乙胺与水性树脂的混合液，用常温搅拌30分钟，制得环保双功能化学转化液。搅拌转速优选300转/min。
 具体实施方案：
为了更好的对本发明技术方案进行说明，列举三个具体实施方式如下，需要说明的是，实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对本发明的限定。对于所属领域的普通技术人员而言，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
实施例1
按如下重量称取各组分（单位g）：
去离子水              541
甲醚化氨基树脂        30
磷酸                  12
乙醇                  150
五硼酸钠              6
三乙胺                11
水性丙烯酸树脂        250
1、制备去离子水，五硼酸钠及磷酸混合液
（1）浸泡：向去离子水中加入五硼酸钠，略加搅拌，在常温下浸泡24小时；
（2）加热搅拌：浸泡后，加热至80～85℃，停止加热，在常温搅拌机中，以800转/分钟的转速搅拌1小时；
（3）加入磷酸：向去离子水与五硼酸钠的混合液中，加入磷酸，在常温搅拌机中以500转/分钟的转速搅拌30分钟；
（4）、过滤：以过滤器滤去渣滓。
2、制备乙醇、甲醚化氨基树脂、三乙胺及水性树脂混合液
（1）备料搅拌：向乙醇中加入甲醚化氨基树脂，在常温搅拌机中以300转/分钟的转速搅拌30分钟；
（2）加入三乙胺：向乙醇与甲醚化氨基树脂混合液中，加入三乙胺，在常温搅拌机中以500转/分钟的转速搅拌1小时；
（3）加入水性树脂：向乙醇、甲醚化氨基树脂与三乙胺的混合液中，加入水性树脂，在常温搅拌机中以1500转/分钟的转速搅拌1小时。
3、混合：向去离子水、五硼酸钠及磷酸的混合液中，加入乙醇、甲醚化氨基树脂、三乙胺与水性树脂的混合液。用常温搅拌机以300转/分钟的转速搅拌30分钟，制得环保双功能化学转化液。
实施例2
按如下重量称取各组分（单位g）：
去离子水              505
甲醚化氨基树脂        70
磷酸                  10
乙醇                  150
五硼酸钠              5
三乙胺                10
水性醇酸树脂          250
1、制备去离子水，五硼酸钠及磷酸混合液
（1）浸泡：向去离子水中加入五硼酸钠，略加搅拌，在常温下浸泡24小时；
（2）加热搅拌：浸泡后，加热至80～85℃，停止加热，在常温搅拌机中，以800转/分钟的转速搅拌1小时；
（3）加入磷酸：向去离子水与五硼酸钠的混合液中，加入磷酸，在常温搅拌机中以500转/分钟的转速搅拌30分钟；
（4）、过滤：以过滤器滤去渣滓。
2、制备乙醇、甲醚化氨基树脂、三乙胺及水性树脂混合液
（1）备料搅拌：向乙醇中加入甲醚化氨基树脂，在常温搅拌机中以300转/分钟的转速搅拌30分钟；
（2）加入三乙胺：向乙醇与甲醚化氨基树脂混合液中，加入三乙胺，在常温搅拌机中以500转/分钟的转速搅拌1小时；
（3）加入水性树脂：向乙醇、甲醚化氨基树脂与三乙胺的混合液中，加入水性树脂，在常温搅拌机中以1500转/分钟的转速搅拌1小时。
3、混合：向去离子水、五硼酸钠及磷酸的混合液中，加入乙醇、甲醚化氨基树脂、三乙胺与水性树脂的混合液。用常温搅拌机以300转/分钟的转速搅拌30分钟，制得环保双功能化学转化液。      
实施例3
按如下重量称取各组分（单位g）：
去离子水              456
甲醚化氨基树脂        100
磷酸                  17
乙醇                  150
五硼酸钠               8
三乙胺                19
水性饱和聚酯树脂      250
1、制备去离子水，五硼酸钠及磷酸混合液
（1）浸泡：向去离子水中加入五硼酸钠，略加搅拌，在常温下浸泡24小时；
（2）加热搅拌：浸泡后，加热至80～85℃，停止加热，在常温搅拌机中，以800转/分钟的转速搅拌1小时；
（3）加入磷酸：向去离子水与五硼酸钠的混合液中，加入磷酸，在常温搅拌机中以500转/分钟的转速搅拌30分钟；
（4）、过滤：以过滤器滤去渣滓。
2、制备乙醇、甲醚化氨基树脂、三乙胺及水性树脂混合液
（1）备料搅拌：向乙醇中加入甲醚化氨基树脂，在常温搅拌机中以300转/分钟的转速搅拌30分钟；
（2）加入三乙胺：向乙醇与甲醚化氨基树脂混合液中，加入三乙胺，在常温搅拌机中以500转/分钟的转速搅拌1小时；
（3）加入水性树脂：向乙醇、甲醚化氨基树脂与三乙胺的混合液中，加入水性树脂，在常温搅拌机中以1500转/分钟的转速搅拌1小时。
3、混合：向去离子水、五硼酸钠及磷酸的混合液中，加入乙醇、甲醚化氨基树脂、三乙胺与水性树脂的混合液。用常温搅拌机以300转/分钟的转速搅拌30分钟，制得环保双功能化学转化液。
效果例
将实施例1-3中制备得到的任一环保双功能化学转化液喷涂或辊涂到金属构件表面。
A、附着力测试：使用标准百格刀将转化膜划透，用放大镜观察是否每格都划透，再用3M专用测试胶带粘拉至少3遍，最后使用放大镜观察，未见一格转化膜脱落，附着力完全达到0级标准。
B、硬度测试：使用H,2H,3H的中华牌标准铅笔，铅笔头为1mm大小各划三道，用纸巾擦拭，最后显示硬度在2H～3H。
C、盐水浸泡：使用浓度为10%的盐水在常温下浸泡，一个月时间未见转化膜起泡、脱落。
本发明环保双功能化学转化液喷涂或辊涂到金属构件表面后，在很短时间内，转化液中磷酸即与金属发生反应，生成磷酸盐膜，转化液基本成为中性液，紧跟着无机硼酸盐与磷酸盐这些小分子活性物，在三乙胺有机活性物的促进下与水性树脂形成AB嵌段立体网状化合物，构成无机成分的转化膜孔中渗透着高分子封闭膜。
本发明的良好效果是，与已有技术相比，不需加热即可在常温下使用。转化时间短，可在20秒内完成化学转化过程。化学转化质量高，化学转化过程中所形成的嵌段立体网络结构膜，具有分散性好，附着力强，抗腐蚀性强等特性。可一次完成替代现有现有磷化、钝化及封闭技术。本化学转化液不含有害的挥发性溶剂，也不需要在使用过程中排放废料，属于环保型的化学转化液。使用本化学转化液，不只对操作工人身体健康有利，对周围环境也有利，还可以简化涂装工序，缩短处理时间，提高工作效率降低成本。本发明用于黑色金属与有色金属构件的化学转化处理。

Claims (4)

1.一种具有环保双功能的化学转化液，其特征在于，包括如下重量百分数的组分：
去离子水              30～80
甲醚化氨基树脂        2～10
磷酸                  1～5
 乙醇                  10～30
五硼酸钠               0.5～2
 三乙胺                0.5～3
  水性树脂                5～25。
2.一种具有环保双功能的化学转化液，其特征在于，由如下重量百分数的组分组成：
去离子水              30～80
甲醚化氨基树脂        2～10
磷酸                  1～5
 乙醇                  10～30
五硼酸钠               0.5～2
三乙胺                0.5～3
水性树脂                5～25。
3.如权利要求1或2所述的化学转化液，其特征在于，所述水性树脂可以选自水性丙烯酸树脂、水性醇酸树脂、水性环氧树脂树脂或水性饱和聚酯树脂中的一种或几种。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的环保双功能的化学转化液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、按重量配比称取各组分备用；
B、制备去离子水，五硼酸钠及磷酸混合液
（1）、浸泡：向离子水中加入五硼酸钠，略加搅拌，在常温下浸泡24小时；
（2）、加热搅拌：浸泡后，加热至80～85℃，停止加热，搅拌1小时；
（3）、加入磷酸：向去离子水与五硼酸钠的混合液中，加入磷酸，在常温搅拌30分钟；
（4）、过滤：用过滤器滤去渣滓；
C、制备乙醇、甲醚化氨基树脂、三乙胺及水性树脂混合液
（1） 备料搅拌：在乙醇中加入甲醚化氨基树脂，在常温搅拌30分钟；
（2） 加入三乙胺：在乙醇与甲醚化氨基树脂混合液中，加入三乙胺，在常温搅拌1小时；
（3） 加入水性树脂：在乙醇、甲醚化氨基树脂与三乙胺的混合液中，加入水性树脂，常温搅拌1小时；
D、混合：在去离子水、五硼酸钠及磷酸的混合液中，加入乙醇，甲醚化氨基树脂，三乙胺与水性树脂的混合液，用常温搅拌30分钟，制得环保双功能化学转化液。
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