CN107604417B - 一种电泳用磷化液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电泳用磷化液，按重量份数计，其原料包括：锌盐30‑40份、锰盐30‑40份、磷酸210‑240份、络合剂9‑21份、稳定剂13‑19份、促进剂20‑26份、分散剂12‑18份；所述分散剂为聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯或硬脂酸‑1,2‑乙二醇酯。该种磷化剂可以在基体金属表面形成均一、致密的磷化膜，从而提高基体金属的耐碱性，进而提高涂膜层的防腐蚀能力。

Description

一种电泳用磷化液及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属表面化学处理领域，更具体的说，它涉及一种电泳用磷化液及其制备方法。

背景技术

汽车涂层必须具有良好的耐腐蚀性、耐水性、耐油性、耐酸碱性、耐候性以及一定的机械强度，从而保证基体金属能够长时间使用。目前电泳涂装是一种常见的金属表面涂膜方式，其方法是将具有导电性的基体金属浸渍在水中稀释的、浓度比较低的电泳涂料槽中作为阳极或阴极，在槽中另外设置相对应的阴极或阳极，两极之间通入一定时间的直流电，使金属基体上析出均一的不溶涂膜。

为了保证涂膜均一、致密地附着于基体金属表面，因此基体金属在涂装前需要对其表面进行前处理，从而保证车身具有良好的防腐能力。电泳的前处理过程包括脱脂、酸洗、表调、磷化，其中，磷化是前处理过程中重要步骤，由于电泳液碱性较大，pH值通常可达12以上，需要金属表面形成的磷化膜给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属在电泳过程中被腐蚀，进而保证涂膜层均一、致密。

但是磷化液在喷淋基体金属的过程中，经常出现磷化层厚度大，耐碱性差，且不致密的情况，在后续的电泳过程中，基体金属不仅会在电泳液中出现腐蚀的情况，同时会导致涂膜层不均一、不致密，从而降低车身的防腐能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电泳用磷化液及其制备方法，其通过磷化液在合成磷化液的过程中加入分散剂，基体金属表面形成均一、致密的磷化膜，从而提高基体金属的耐碱性，进而提高涂膜层的防腐蚀能力。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种电泳用磷化液，按重量份数计，其原料包括：锌盐30-40份、锰盐30-40份、磷酸210-240份、络合剂9-21份、稳定剂13-19份、促进剂20-26份、分散剂12-18份；

所述分散剂为聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯或硬脂酸-1,2-乙二醇酯。

优选的，所述锌盐为氧化锌、磷酸二氢锌或二硫代磷酸锌。

优选的，所述锰盐为磷酸二氢锰、次磷酸锰或碳酸锰。

优选的，所述络合剂为酒石酸与盐酸的混合物。

优选的，所述酒石酸与盐酸的质量比为1:2。

优选的，所述促进剂为亚硝酸钠或亚硝酸钾。

优选的，所述稳定剂为硬脂酸镁或硬脂酸铝。

本发明的另一目的在于提供上述所述电泳用磷化液的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的，一种电泳用磷化液的制备方法，包括以下步骤：

预混：取锌盐、磷酸、稳定剂、分散剂、水充分搅拌至溶解，得到预混液；

混合：向预混液中添加锰盐、络合剂、促进剂，均匀搅拌至反应完全，得到磷化液。

优选的，所述预混温度为42-48℃，所述混合温度为35-39℃。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、利用本发明制备得到的磷化液进行电泳前处理步骤，基体金属表面在形成磷化膜的过程中，由锌盐和锰盐生成的磷酸盐在附着基体金属时，磷化膜中添加的分散剂聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯和/或硬脂酸-1,2-乙二醇酯，使基体金属表面不会堆积过多的磷酸盐，同时聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯和/或硬脂酸-1,2-乙二醇酯的分子网状结构在磷酸盐附着于基体金属表面的过程中，使基体金属表面形成致密的磷化膜层。同时聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯以及硬脂酸-1,2-乙二醇酯还促使了磷化膜离子的细化，防止磷化膜杂晶的形成，使附着于基体金属表面的磷化膜层均匀。

2、利用本发明制备得到的磷化液进行电泳前处理步骤后，基体金属的耐碱性提高，电泳涂装后，基体金属的耐腐蚀性明显提高40％。

具体实施方式

本发明实施例中所涉及的所有物质均为市售。

一、制作实施例

实施例1

预混：取氧化锌35kg、磷酸225kg、硬脂酸镁16kg、聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯15kg、水380kg充分搅拌至溶解，得到预混液，其中预混温度为45℃，搅拌时间为15min；

混合：向预混液中添加磷酸二氢锰35kg、酒石酸5kg、盐酸10kg、亚硝酸钠23kg，均匀搅拌至反应完全，得到磷化液，其中混合温度为37℃，搅拌时间为25min；

其中，磷酸的浓度为0.8g/L，酒石酸的浓度为0.2g/L，盐酸的浓度为0.3g/L。

实施例2

预混：取磷酸二氢锌30kg、磷酸210kg、硬脂酸铝13kg、聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯15kg、硬脂酸-1,2-乙二醇酯12kg、水400kg充分搅拌至溶解，得到预混液，其中预混温度为48℃，搅拌时间为10min；

混合：向预混液中添加次磷酸锰35kg、酒石酸7kg、盐酸6kg、亚硝酸钾20kg，均匀搅拌至反应完全，得到磷化液，其中混合温度为35℃，搅拌时间为20min；

其中，磷酸的浓度为0.8g/L，酒石酸的浓度为0.2g/L，盐酸的浓度为0.3g/L。

实施例3

预混：取二硫代磷酸锌30kg、磷酸240kg、硬脂酸镁13kg、聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯12kg、水400kg充分搅拌至溶解，得到预混液，其中预混温度为42℃，搅拌时间为20min；

混合：向预混液中添加碳酸锰40kg、酒石酸7kg、盐酸6kg、亚硝酸钾26kg，均匀搅拌至反应完全，得到磷化液，其中混合温度为35℃，搅拌时间为20min；

其中，磷酸的浓度为0.8g/L，酒石酸的浓度为0.2g/L，盐酸的浓度为0.3g/L。

实施例4

预混：取氧化锌30kg、磷酸210kg、硬脂酸镁13kg、硬脂酸-1,2-乙二醇酯18kg、水360kg充分搅拌至溶解，得到预混液，其中预混温度为48℃，搅拌时间为15min；

混合：向预混液中添加磷酸二氢锰30kg、酒石酸5kg、盐酸14kg、亚硝酸钾20kg，均匀搅拌至反应完全，得到磷化液，其中混合温度为35℃，搅拌时间为30min；

其中，磷酸的浓度为0.8g/L，酒石酸的浓度为0.2g/L，盐酸的浓度为0.3g/L。

实施例5

预混：取磷酸二氢锌40kg、磷酸210kg、硬脂酸镁19kg、聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯18kg、水360kg充分搅拌至溶解，得到预混液，其中预混温度为42℃，搅拌时间为10min；

混合：向预混液中添加次磷酸锰35kg、酒石酸5kg、盐酸14kg、亚硝酸钠26kg，均匀搅拌至反应完全，得到磷化液，其中混合温度为39℃，搅拌时间为30min；

其中，磷酸的浓度为0.8g/L，酒石酸的浓度为0.2g/L，盐酸的浓度为0.3g/L。

实施例6

预混：取二硫代磷酸锌30kg、磷酸240kg、硬脂酸铝19kg、聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯12kg、水360kg充分搅拌至溶解，得到预混液，其中预混温度48为℃，搅拌时间为20min；

混合：向预混液中添加碳酸锰40kg、酒石酸3kg、盐酸14kg、亚硝酸钾20kg，均匀搅拌至反应完全，得到磷化液，其中混合温度为39℃，搅拌时间为20min；

其中，磷酸的浓度为0.8g/L，酒石酸的浓度为0.2g/L，盐酸的浓度为0.3g/L。

二、制作对比例

对比例1

预混：取氧化锌35kg、磷酸225kg、硬脂酸镁16kg、水380kg充分搅拌至溶解，得到预混液，其中预混温度为45℃，搅拌时间为15min；

混合：向预混液中添加磷酸二氢锰35kg、酒石酸5kg、盐酸10kg、亚硝酸钠23kg，均匀搅拌至反应完全，得到磷化液，其中混合温度为37℃，搅拌时间为25min；

其中，磷酸的浓度为0.8g/L，酒石酸的浓度为0.2g/L，盐酸的浓度为0.3g/L。

对比例2

混合：取氧化锌35kg、磷酸225kg、硬脂酸镁16kg、聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯15kg、磷酸二氢锰35kg、酒石酸5kg、盐酸10kg、亚硝酸钠23kg、水380kg充分搅拌至溶解，其中混合温度为45℃，搅拌时间为40min，得到磷化液；

其中，磷酸的浓度为0.8g/L，酒石酸的浓度为0.2g/L，盐酸的浓度为0.3g/L。

对比例3

预混：取氧化锌35kg、磷酸225kg、硬脂酸镁16kg、聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯15kg、水380kg充分搅拌至溶解，得到预混液，其中预混温度为40℃，搅拌时间为15min；

混合：向预混液中添加磷酸二氢锰35kg、酒石酸5kg、盐酸10kg、亚硝酸钠23kg，均匀搅拌至反应完全，得到磷化液，其中混合温度为37℃，搅拌时间为25min；

其中，磷酸的浓度为0.8g/L，酒石酸的浓度为0.3g/L，盐酸的浓度为0.3g/L。

三、将以上实施例以及对比例制得的磷化液按30％的比例加入水中，配制成磷化工作液，将磷化样板放置于磷化工作液中磷化4min，磷化温度为60℃，磷化样板表面附着磷化膜后，对所得到的磷化膜的性能进行测定，其测定项目如下。

外观：按照GB/T6807标准进行检测。

磷化膜厚度差：随机取磷化样板上的两处位置，测定磷化膜的厚度差。

耐碱性及浸泡后磷化膜厚度差：在25℃下条件下将磷化膜浸于pH值为13的NaOH溶液8min，取出试片后用水冲净、干燥，准确地称取碱蚀前后磷化样板的质量，以碱蚀失重的质量进行耐碱性评定，同时在相同位置测定磷化膜的厚度差。

测试结果如表1所示。

表1各实施例以及对比例制备的磷化样条的性能测试结果

从上述表中可以看出，本发明利用制备得到的磷化工作液在基体金属表面形成磷化膜，磷化膜均匀地附着于基体表面，同时，形成的磷化膜致密，使磷化膜具有较高的耐碱性。

其中，对比例1中不加入聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯以及硬脂酸-1,2-乙二醇酯，磷酸锌、磷酸锰在附着基体金属的过程中，因为没有聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯以及硬脂酸-1,2-乙二醇酯的作用下，磷酸锌以及磷酸锰在基体金属表面聚集的过程中，不能均匀致密地将其附着于基体金属表面，导致生成的磷化膜的耐碱性较差，且不均匀。同时，由于磷化膜性能较差，磷化膜在经过碱溶液浸泡后，磷化膜的不均匀程度增加。

对比例2中原料同时进行共混制备磷化液，锌盐与锰盐提前进行混合，锌盐与锰盐生成的磷酸盐在没有充分分散的前提下会发生沉积，导致制备得到的磷化液不均一，磷化液在附着基体金属时，磷化膜不能均匀地在基体金属表面沉积，导致生成的磷化膜不均一，且致密性较差，进而导致生成的磷化膜的耐碱性较差。

对比例3中降低了预混温度，提高了酒石酸的浓度，虽然反应体系中的络合剂的浓度提高，但是预混温度的降低导致了磷化液不能充分进行分散，磷化膜不能均匀地在基体金属表面沉积，导致生成的磷化膜不均一，且致密性较差，进而导致生成的磷化膜的耐碱性较差，但是耐碱性高于对比例2。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种电泳用磷化液，其特征是，按重量份数计，其原料包括：锌盐30-40份、锰盐30-40份、磷酸210-240份、络合剂9-21份、稳定剂13-19份、促进剂20-26份、分散剂12-18份；所述分散剂为聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯和/或硬脂酸-1,2-乙二醇酯；所述锌盐为氧化锌、磷酸二氢锌或二硫代磷酸锌；所述锰盐为磷酸二氢锰、次磷酸锰或碳酸锰；所述络合剂为酒石酸与盐酸的混合物；所述促进剂为亚硝酸钠或亚硝酸钾；所述稳定剂为硬脂酸镁或硬脂酸铝。

2.根据权利要求1所述的一种电泳用磷化液，其特征是，所述酒石酸与盐酸的质量比为1:2。

3.一种制备如权利要求1所述的一种电泳用磷化液的方法，其特征是，包括以下步骤：

预混：取锌盐、磷酸、稳定剂、分散剂、水充分搅拌至溶解，得到预混液；

混合：向预混液中添加锰盐、络合剂、促进剂，均匀搅拌至反应完全，得到磷化液。

4.根据权利要求3所述的一种电泳用磷化液的制备方法，其特征是，所述预混温度为42-48℃，所述混合温度为35-39℃。