CN107937901A - 可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂，各组分的重量百分比为：硝酸锌3～9％，硝酸钙1～5％，磷酸氢二钠8～15％，聚乙烯醇2～4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3～7％，焦磷酸三钠2～5％，去离子水55％～81％。本发明还公开了可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂的制备方法。该液体表面调整剂特别适用于锌钙系磷化处理前的钢、铝和锌的表面预处理，通用性高；可增加磷化处理时的结晶活性点，显著改善磷化膜的晶粒度和结合力，有利于磷化膜均匀成长，同时可以降低磷化温度，缩短磷化时间，提高磷化膜的外观质量，改善磷化处理后的耐蚀性和耐磨性；制备条件温和，可重复性强。
Description
技术领域
本发明属于表面处理技术领域，适用于锌钙系磷化处理的钢铁、镀锌及镀锌合金、铝合金的磷酸盐皮膜处理前的表面调整，具体地指一种可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂及其制备方法。
背景技术
表面调整技术是指在磷化之前，用一种特殊的溶液处理工件表面，使工件表面获得有利于磷化的条件，以加速磷化，改善膜质的一种处理方法。其胶体在金属表面作为磷化膜增长的晶核，使磷化膜细致均匀，提高磷化处理的效率和成功率。
现有的表面调整大多采用含钛胶体，需严格控制总碱度、温度、pH值、钛含量、总碱度，若pH值太大，易使磷化槽下降过快；若温度过高，易产生工序间表干；钛含量过低表调效果不好；钛含量太高，磷化膜不易生成，膜重不达标；另外，钛胶体不易存放。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂及其制备方法，可用于锌钙系磷化处理前的钢、铝和锌，增加磷化结晶活性点，改善磷化膜的晶粒度和结合力，提高磷化膜的外观质量。
为实现上述目的，本发明所设计的一种可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂，各组分的重量百分比为：硝酸锌3～9％，硝酸钙1～5％，磷酸氢二钠8～15％，聚乙烯醇2～4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3～7％，焦磷酸三钠2～5％，去离子水55％～81％。
优选地，该液体表面调整剂，各组分的重量百分比为：硝酸锌5～7％，硝酸钙2～4％，磷酸氢二钠10～12％，聚乙烯醇3～4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4～6％，焦磷酸三钠3～4％，去离子水67～70％。
优选地，该液体表面调整剂，各组分的重量百分比为：硝酸锌5～6％，硝酸钙3～4％，磷酸氢二钠10～12％，聚乙烯醇3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5～6％，焦磷酸三钠3～4％，去离子水67～69％。
更优选地，该液体表面调整剂，各组分的重量百分比为：硝酸锌5％，硝酸钙4％，磷酸氢二钠10％，聚乙烯醇3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠6％，焦磷酸三钠3％，去离子水69％。
更优选地，该液体表面调整剂，各组分的重量百分比为：硝酸锌6％，硝酸钙3％，磷酸氢二钠12％，聚乙烯醇3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5％，焦磷酸三钠4％，去离子水67％。
本发明一种基于上述可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂的制备方法，包括如下步骤：
1)备料：按配比称取各组分，各组分的重量百分比为：硝酸锌3～9％，硝酸钙1～5％，磷酸氢二钠8～15％，聚乙烯醇2～4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3～7％，焦磷酸三钠2～5％，去离子水55％～81％；
2)活性成分的制备：将步骤1)中称取的重量百分比3～9％的硝酸锌，1～5％的硝酸钙溶解于步骤1)中所称取的一部分去离子水中形成A溶液；将步骤1)中称取的重量百分比为8～15％的磷酸氢二钠溶解于步骤1)中所称取的另一部分去离子水中形成B溶液；将A溶液与B溶液混合，并加入步骤1)中称取的重量百分比为2～4％的聚乙烯醇，混匀得到C混合液；
3)液体表面调整剂的制备：将步骤1)中称取的重量百分比为3～7％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和2～5％的焦磷酸三钠加入步骤2)中的C混合液中，并加入剩下的去离子水，搅拌混匀得到均匀的混合物，即为可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂。
进一步地，所述步骤1)、步骤2)、步骤3)在常温下进行，步骤1)和步骤2)中的各操作中需持续搅拌。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，特别适用于锌钙系磷化处理前的钢、铝和锌的表面预处理，通用性高。
其二，能够增加磷化处理时的结晶活性点，显著改善磷化膜的晶粒度和结合力，有利于磷化膜均匀成长，同时可以降低磷化温度，缩短磷化时间，提高磷化膜的外观质量，膜重更低，改善磷化处理后的耐蚀性和耐磨性。
其三、在制备液体表面调整剂时无需进行干燥，且在常温下进行制备，制备条件温和，可重复性强。
附图说明
图1为经过本发明的液体表面调整剂进行表调后的磷化处理形成的磷化膜的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地理解本发明，但本发明的保护范围不局限于下述实施例。
本发明可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂的组分选择及限定原理如下：
1、硝酸锌、硝酸钙、磷酸氢二钠、聚乙烯醇作为活性成分，锌离子、钙离子与磷酸二氢根都具有很强的络合能力，可形成钝化膜不溶于水，提供吸附的晶核，同时聚乙烯醇的存在，可进一步填充皮膜可能存在的空隙，使皮膜更加致密。
2、焦磷酸三钠作为分散剂，其作用为获得细小、致密、均匀的磷化膜。
3、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠作为表面活性剂，其作用为润湿，且可降低表面张力，因而能使磷化膜均匀。
实施例1
本发明可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂的制备方法，先将3％的硝酸锌和1％硝酸钙溶于25％的水中，再将8％的磷酸氢二钠溶于15％的水中，然后将两种溶液混合，再加入2％的聚乙烯醇，搅拌均匀后得到胶体活性成分，再在胶体盐中加入3％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和2％的焦磷酸三钠，最后加入41％的水，形成均匀的混合物，即为本发明的液体表面调整剂；合成过程中，所有操作均在常温下，且需不断搅拌。
上述液体表面调整剂各组分的重量百分比为：硝酸锌3％，硝酸钙1％，磷酸氢二钠8％，聚乙烯醇2％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3％，焦磷酸三钠2％，去离子水81％。
实施例2
本发明可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂的制备方法，先将9％的硝酸锌和5％硝酸钙溶于15％的水中，再将15％的磷酸氢二钠溶于10％的水中，然后将两种溶液混合，再加入4％的聚乙烯醇，搅拌均匀后得到胶体活性成分，再在胶体盐中加入7％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和5％的焦磷酸三钠，最后加入30％的水，形成均匀的混合物，即为本发明的液体表面调整剂；合成过程中，所有操作均在常温下，且需不断搅拌。
上述液体表面调整剂各组分的重量百分比为：硝酸锌9％，硝酸钙5％，磷酸氢二钠15％，聚乙烯醇4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠7％，焦磷酸三钠5％，去离子水55％。
实施例3
本发明可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂的制备方法，先将6％的硝酸锌和3％硝酸钙溶于10％的水中，再将12％的磷酸氢二钠溶于20％的水中，然后将两种溶液混合，再加入3％的聚乙烯醇，搅拌均匀后得到胶体活性成分，再在胶体盐中加入5％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和4％的焦磷酸三钠，最后加入37％的水，形成均匀的混合物，即为本发明的液体表面调整剂；合成过程中，所有操作均在常温下，且需不断搅拌。
上述液体表面调整剂各组分的重量百分比为：硝酸锌6％，硝酸钙3％，磷酸氢二钠12％，聚乙烯醇3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5％，焦磷酸三钠4％，去离子水67％。
实施例4
本发明可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂的制备方法，先将5％的硝酸锌和4％硝酸钙溶于20％的水中，再将10％的磷酸氢二钠溶于10％的水中，然后将两种溶液混合，再加入3％的聚乙烯醇，搅拌均匀后得到胶体活性成分，再在胶体盐中加入6％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和3％的焦磷酸三钠，最后加入39％的水，形成均匀的混合物，即为本发明的液体表面调整剂；合成过程中，所有操作均在常温下，且需不断搅拌。
上述液体表面调整剂各组分的重量百分比为：硝酸锌5％，硝酸钙4％，磷酸氢二钠10％，聚乙烯醇3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠6％，焦磷酸三钠3％，去离子水69％。
实施例5
本发明可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂的制备方法，先将7％的硝酸锌和2％硝酸钙溶于20％的水中，再将10％的磷酸氢二钠溶于25％的水中，然后将两种溶液混合，再加入4％的聚乙烯醇，搅拌均匀后得到胶体活性成分，再在胶体盐中加入4％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和3％的焦磷酸三钠，最后加入25％的水，形成均匀的混合物，即为本发明的液体表面调整剂；合成过程中，所有操作均在常温下，且需不断搅拌。
上述液体表面调整剂各组分的重量百分比为：硝酸锌7％，硝酸钙2％，磷酸氢二钠10％，聚乙烯醇4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4％，焦磷酸三钠3％，去离子水70％。
经过上述各实施例所制的液体表面调整剂，对钢、铝或锌的表面预处理后，再进行磷化处理形成的磷化膜成条状，大小均匀；由图1中所示的磷化膜SEM图可看出，尺寸为5～10μm，形成的磷化膜膜层细密、微孔均匀，整体覆盖度致密完整，具有好于普通磷化膜的耐蚀性、耐磨性。
其它未经详细说明的部分均为现有技术。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂，其特征在于：各组分的重量百分比为：硝酸锌3～9％，硝酸钙1～5％，磷酸氢二钠8～15％，聚乙烯醇2～4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3～7％，焦磷酸三钠2～5％，去离子水55％～81％。
2.根据权利要求1所述的可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂，其特征在于：该液体表面调整剂，各组分的重量百分比为：硝酸锌5～7％，硝酸钙2～4％，磷酸氢二钠10～12％，聚乙烯醇3～4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4～6％，焦磷酸三钠3～4％，去离子水67～70％。
3.根据权利要求1所述的可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂，其特征在于：该液体表面调整剂，各组分的重量百分比为：硝酸锌5～6％，硝酸钙3～4％，磷酸氢二钠10～12％，聚乙烯醇3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5～6％，焦磷酸三钠3～4％，去离子水67～69％。
4.根据权利要求1所述的可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂，其特征在于：该液体表面调整剂，各组分的重量百分比为：硝酸锌5％，硝酸钙4％，磷酸氢二钠10％，聚乙烯醇3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠6％，焦磷酸三钠3％，去离子水69％。
5.根据权利要求1所述的可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂，其特征在于：该液体表面调整剂，各组分的重量百分比为：硝酸锌6％，硝酸钙3％，磷酸氢二钠12％，聚乙烯醇3％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5％，焦磷酸三钠4％，去离子水67％。
6.一种如权利要求1所述的可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)备料：按配比称取各组分，各组分的重量百分比为：硝酸锌3～9％，硝酸钙1～5％，磷酸氢二钠8～15％，聚乙烯醇2～4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3～7％，焦磷酸三钠2～5％，去离子水55％～81％；
2)活性成分的制备：将步骤1)中称取的重量百分比3～9％的硝酸锌，1～5％的硝酸钙溶解于步骤1)中所称取的一部分去离子水中形成A溶液；将步骤1)中称取的重量百分比为8～15％的磷酸氢二钠溶解于步骤1)中所称取的另一部分去离子水中形成B溶液；将A溶液与B溶液混合，并加入步骤1)中称取的重量百分比为2～4％的聚乙烯醇，混匀得到C混合液；
3)液体表面调整剂的制备：将步骤1)中称取的重量百分比为3～7％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和2～5％的焦磷酸三钠加入步骤2)中的C混合液中，并加入剩下的去离子水，搅拌混匀得到均匀的混合物，即为可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂。
7.根据权利要求6所述的可改善磷化膜成膜性能的液体表面调整剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1)、步骤2)、步骤3)在常温下进行，步骤1)和步骤2)中的各操作中需持续搅拌。
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