CN103409741B - 一种多功能钢铁表面处理液及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能钢铁表面处理液及其制备方法和应用，主要由以下原料及其重量百分比组成：磷酸25-35%、磷酸二氢锌1-5%、酒石酸0.8-1.2%、硫脲0.5-0.8%、聚乙二醇0.1-0.2%、十二烷基苯磺酸钠1.0-3.0%、钼酸胺0.08-0.15%和水54.65-71.52%，其制备方法如下：将磷酸二氢锌碎成小块，加入磷酸溶解调成糊状溶液；将酒石酸、硫脲和聚乙二醇加入到水中溶解后，再与糊状溶液混合搅拌，然后依次加入磷酸、钼酸胺和十二烷基苯磺酸钠，混合均匀充分溶解后，过滤包装得到产品，优点是该处理液环保、集除油、除锈、磷化、钝化为一体，可以在常温下以浸渍、喷淋、涂刷等多种方法进行。

Description

一种多功能钢铁表面处理液及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种钢铁表面处理液，尤其是涉及一种多功能钢铁表面处理液及其制备方法和应用。

背景技术

“金属防腐”一直是世界各国研究、探讨的重大课题。早在1906年，英国T.W.Cosiett开发了磷化处理法，获得第一个专利。我国从30年代开始，钢铁防腐工艺以及涂料产品也逐渐得到发展。但是，无论是国外还是国内，这一方面的技术都不完善。自70年代起，美、英、日、德等科技大国，对于“金属腐蚀”等相关问题的研究作了重大的改革和创新，过去那种只一味研究如何强化和固化“面漆”的传统观念，已不符合当前保护钢铁，提高防腐质量的要求。经实践证明，在整个防腐过程中，漆前钢铁表面的预处理不当，将严重影响金属防腐的寿命和成效。现代金属防腐理论认为．应首先将产生初期胚芽的活性氧化铁(铁锈)钝化，并转化为磷酸铁，即以磷化作用改变“锈”的本质，使其还原并与铁结为一体，从而大大增强金属防腐效能。

现有的钢铁表面处理液，如“超低温快速四合一磷化液”(公开号CN1109514A)、“多功能低温金属磷化液”(专利号ZL92102593.9)等，存在一些共同的缺点和不足之处，包括：

（1）在原料的选择上含有亚硝酸钠或其它硝酸盐成分，需要排放污水，对人体有害；

（2）在处理金属表面的过程需要加温，消耗能源，而且在处理前一般都要有除油、除锈、清洗等多道工序，工艺复杂操作不便；

（3）在处理效果上还不够理想，稳定性和耐久性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型、处理工艺简单不需加温，且处理后提高了金属表面耐蚀性能的多功能钢铁表面处理液及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

1、一种多功能钢铁表面处理液，主要由以下原料及其重量百分比组成：

磷酸25-35%

磷酸二氢锌1-5%

酒石酸0.8-1.2%

硫脲0.5-0.8%

聚乙二醇0.1-0.2%

十二烷基苯磺酸钠1.0-3.0%

钼酸胺0.08-0.15%

水54.65-71.52%。

上述多功能钢铁表面处理液，优选主要由以下原料及其重量百分比组成：

磷酸30%、

磷酸二氢锌3%、

酒石酸1%、

硫脲0.65%、

聚乙二醇0.15%、

十二烷基苯磺酸钠2.0%、

钼酸胺0.12%

水63.08%。

所述的钢铁表面处理液还包括钢铁表面处理液重量0.17-0.34%的聚氧乙烯烷剂酚醚。进一步去除钢铁表面的油污。

2、一种多功能钢铁表面处理液的制备方法，包括以下步骤：将磷酸二氢锌碎成小块，加入磷酸溶解调成糊状溶液；将酒石酸、硫脲和聚乙二醇加入到水中溶解后，再与糊状溶液混合搅拌，然后依次加入磷酸、钼酸胺和十二烷基苯磺酸钠，混合均匀充分溶解后，过滤、包装得到多功能钢铁表面处理液，其中上述各原料及其重量百分比如下：磷酸25-35%、磷酸二氢锌1-5%、酒石酸0.8-1.2%、硫脲0.5-0.8%、聚乙二醇0.1-0.2%、十二烷基苯磺酸钠1.0-3.0%、钼酸胺0.08-0.15%和水54.65-71.52%。

上述多功能钢铁表面处理液，优选主要由以下原料及其重量百分比如下组成：磷酸30%、磷酸二氢锌3%、酒石酸1%、硫脲0.65%、聚乙二醇0.15%、十二烷基苯磺酸钠2.0%、钼酸胺0.12%和水63.08%。

所述的钢铁表面处理液还包括钢铁表面处理液重量0.17-0.34%的聚氧乙烯烷剂酚醚。

3、一种多功能钢铁表面处理液的应用，使用方法如下：将钢铁组件表面的严重油脂、泥灰及碱性杂物清除后，将钢铁组件浸泡在上述多功能钢铁表面处理液中，于10-45℃，浸泡5～30min，然后将钢铁组件取出，通风干燥，待其完全干燥后，涂装面漆，其中每平方米钢板需50～60g所述的多功能钢铁表面处理液浸泡处理。

4、一种多功能钢铁表面处理液的应用，使用方法如下：将钢铁组件表面的严重油脂、泥灰及碱性杂物清除后，将上述多功能钢铁表面处理液喷淋或涂刷于钢铁组件表面，待其干燥后直接涂装面漆，其中干燥时间为1～4小时，每公斤所述的多功能钢铁表面处理液喷涂20-23平方米钢铁组件。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种多功能钢铁表面处理液及其制备方法和应用，该处理液集除油、除锈、磷化、钝化为一体，可以在常温下以浸渍、喷淋、涂刷等多种方法进行，对钢铁组件表面不需要预先除油、除锈、清洗，也不需要加温，因此操作十分简单，而且在配制过程无三废排放，是一种环保型的产品，用于钢铁表面的防腐、防锈，效果极佳。具体优点和效果如下：

1、本发明钢铁表面处理液集除油、除锈、磷化、钝化为一体，操作方法简单，可在常温下以浸渍、喷淋、涂刷等多种方法进行，其效率比机械喷砂、抛丸、敲铲除锈等高l～3倍，比硫酸、盐酸等强酸酸洗除锈高2倍以上。本处理液在除锈过程中对钢板本身无任何腐蚀，经本处理液处理后的钢铁工件不需再作清水冲洗，待干燥后即可直接进行喷漆、烘(烤)漆、静电喷塑等涂装，能为企业减轻劳动强度，节省大量能源和人工，降低生产成本，提高经济效益。

2、本发明钢铁表面处理液去除氧化皮及锈层能力强，生成的磷化膜层薄且耐冲击、结晶致密、耐腐蚀性好。经处理后钢铁表面所形成的钝化膜呈银灰色，是一种致密型细晶磷化层，用作油漆底层，可增强漆膜与钢铁基体的附着力及防护性，提高钢铁工件的涂装质量，有防锈固漆的独特功能。只要严格施工管理、涂层质量严格把关，防腐寿命可达20年之久。这是目前国内采用的“磷化液”等不能相比的。

3．本钢铁表面处理液为微酸型，无重金属成分，不含有害物质，对人体皮肤无伤害，无“三废”排放，不污染环境、不燃烧、不挥发，是当今理想的绿色环保产品，符合政府部门对环保和劳动保护的要求，解决了当前国内在钢铁表面处理过程中既损害工人健康，又污染周围环境的严重问题。

4．本发明的多功能钢铁表面处理液由磷酸二氢锌与磷酸混合，其效果较背景技术中提及的“超低温快速四合一磷化液”(公开号CN1109514A)、“多功能低温金属磷化液”(专利号ZL92102593.9)等涉及的氧化锌好。

综上所述，本发明的多功能钢铁表面处理液可通用于一切钢铁的防腐，并能代替防腐、防锈各类底漆，可广泛应用于船舶、铁道、车辆、军械、桥梁、机械机电设备、石油化工设备、钢结构件、钢瓶、锅炉以及家用电器设备等领域。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

一、具体实施例

实施例1

一种多功能钢铁表面处理液，主要由以下原料及其重量百分比（%）组成：磷酸(工业级85％)30%、磷酸二氢锌3%、酒石酸1%、硫脲(工业级)0.65%、聚乙二醇(6000～8000分子)0.15%、十二烷基苯磺酸钠（洁净剂）2.0%、分析纯钼酸胺0.12%和水63.08%，其具体制备过程如下：将磷酸二氢锌碎成小块，加入磷酸溶解调成糊状溶液；将酒石酸、硫脲和聚乙二醇加入到水中溶解后，再与糊状溶液混合搅拌，然后依次加入磷酸、钼酸胺和十二烷基苯磺酸钠，混合均匀充分溶解后，过滤、包装得到多功能钢铁表面处理液，其中上述各原料的混合比例如上所述，上述磷酸的质量百分比为30%，即为总的磷酸含量。

实施例2

同上述实施例1，其区别在于：钢铁表面处理液由以下原料及其重量百分比组成：磷酸28%、磷酸二氢锌5%、酒石酸1.2%、硫脲0.5%、聚乙二醇0.1%、十二烷基苯磺酸钠3.0%、钼酸胺0.15%和水62.05%。

实施例3

同上述实施例1，其区别在于：钢铁表面处理液由以下原料及其重量百分比组成：磷酸32%、磷酸二氢锌1%、酒石酸0.8%、硫脲0.8%、聚乙二醇0.2%、十二烷基苯磺酸钠1.0%、钼酸胺0.08%和水64.12%。

实施例4

同上述实施例1，其区别在于：钢铁表面处理液由以下原料及其重量百分比组成：磷酸25%、磷酸二氢锌1%、酒石酸0.8%、硫脲0.5%、聚乙二醇0.1%、十二烷基苯磺酸钠1.0%、钼酸胺0.08%和水71.52%。

实施例5

同上述实施例1，其区别在于：钢铁表面处理液由以下原料及其重量百分比组成：磷酸35%、磷酸二氢锌5%、酒石酸1.2%、硫脲0.8%、聚乙二醇0.2%、十二烷基苯磺酸钠3.0%、钼酸胺0.15%和水54.65%。

实施例6

同上述实施例1，其区别在于：该钢铁表面处理液还包括钢铁表面处理液重量0.17或者0.25%或者0.34%的聚氧乙烯烷剂酚醚。

上述各实施例中的钢铁表面处理液性能如下述表1所示，

表1钢铁表面处理液理化性能指标

上述钢铁表面处理液不易挥发变质，在常温下放置于阴凉处，有效期为二年。

二、应用实施例

1、浸渍法：

浸渍法使用一般在车间内进行，存放本发明钢铁表面处理液的容器需为耐酸槽

（1）使用方法步骤如下：

a.为避免降低槽内钢铁表面处理液功能，首先清除钢铁组件表面的严重油脂、泥灰及碱性杂物；

b.将钢铁组件浸入放有本处理液的槽池内，进行除氧化皮、锈层、磷化、钝化综合处理。槽液在10-25℃低温状态下处理需浸渍20～30分钟；常温下处理，即35—45℃，浸渍5-15分钟，浸渍过程中最好用空气或其它方法使液体流动，较小异型零件采用超声波振动；

c．经处理后的工件须直立放置，通风干燥，待其完全干燥后，方可涂装面漆或存储。干燥时间一般为4-8小时，根据气候条件变化而变化。

（2）注意事项如下

a.使用过程中，浸渍的钢铁件数量多、溶液与酸度相应减少，浸渍时间也逐步增加，这时要添加新液，保持一定酸度；

b.槽液温度不宜过高，如过高会造成处理后钢铁工件表面颜色不光亮，也不能长时间空加热，以免消耗原料过多；

c.使用一段时间后，如发现处理槽内沉淀物较多时，可用400带钢丝布过滤出沉淀物，溶液仍可使用。过滤处理出来的沉淀物加10％的生石灰拌和是种植花木、果树的高效肥料；

d.每公斤本液可处理6毫米以下钢铁面积不少于20平方米，即浸渍每平方米钢板耗本液50～60g；

e.锈层和氧化皮脱除率，在规定操作条件下为99％以上；

f.经处理后的钢铁工件存放在不潮湿的室内可保持二年不“第二次生锈”，经处理后的钢铁工件同时涂装面漆后可保持十年以上不返锈。

2、喷淋(洒)涂刷法

喷淋、涂刷法常用于室外钢铁组件的维护维修方面。

（1）使用方法具体如下

a．钢铁组件上有严重锈斑的油脂以及石灰、水泥等碱性物须用钢刷刷落或铲除(一般锈蚀无需处理)；

b．用本剂原液喷淋、涂刷于钢铁组件表面，待其干燥后直接涂装面漆，干燥时间为2～4小时，夏天1小时即可。

（2）注意事项

a.未干燥之前不能急于涂装面漆，以免降低漆膜与母材的附着力，影响涂装质量；

b.经处理后的钢铁组件，在未经涂装面漆之前不能接触水分，防止破坏膜层。因此，在室外操作需尽早地涂装面漆，确保质量；

c.在已严重锈蚀的钢铁组件表面喷、涂本剂后就能使铁锈转化为黑色络合物；

d.使用本液后形成的磷酸盐膜层用作油漆底层，不需再涂防锈底漆，并可节省面漆30-40％；

e.本液每公斤可喷涂20-23平方米钢铁件。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种多功能钢铁表面处理液，其特征在于主要由以下原料及其重量百分比组成：磷酸30％、磷酸二氢锌3％、酒石酸1％、硫脲0.65％、聚乙二醇0.15％、十二烷基苯磺酸钠2.0％、钼酸胺0.12％和水63.08％，所述的钢铁表面处理液还包括钢铁表面处理液重量0.17-0.34％的聚氧乙烯烷剂酚醚。

2.一种根据权利要求1所述的多功能钢铁表面处理液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将磷酸二氢锌碎成小块，加入磷酸溶解调成糊状溶液；将酒石酸、硫脲和聚乙二醇加入到水中溶解后，再与糊状溶液混合搅拌，然后依次加入磷酸、钼酸胺和十二烷基苯磺酸钠，混合均匀充分溶解后，过滤、包装得到多功能钢铁表面处理液，其中上述各原料及其重量百分比如下：磷酸30％、磷酸二氢锌3％、酒石酸1％、硫脲0.65％、聚乙二醇0.15％、十二烷基苯磺酸钠2.0％、钼酸胺0.12％和水63.08％，所述的钢铁表面处理液还包括钢铁表面处理液重量0.17-0.34％的聚氧乙烯烷剂酚醚。

3.一种多功能钢铁表面处理液的应用，其特征在于使用方法如下：将钢铁组件表面的严重油脂、泥灰及碱性杂物清除后，将钢铁组件浸泡在权利要求1-2中任一项所述的多功能钢铁表面处理液中，于10-45℃，浸泡5～30min，然后将钢铁组件取出，通风干燥，待其完全干燥后，涂装面漆，其中每平方米钢板需50～60g所述的多功能钢铁表面处理液浸泡处理。

4.一种多功能钢铁表面处理液的应用，其特征在于使用方法如下：将钢铁组件表面的严重油脂、泥灰及碱性杂物清除后，将权利要求1-2中任一项所述的多功能钢铁表面处理液喷淋或涂刷于钢铁组件表面，待其干燥后直接涂装面漆，其中干燥时间为1～4小时，每公斤所述的多功能钢铁表面处理液喷涂20-23平方米钢铁组件。