CN108411293A

CN108411293A - 金属表面环化液及其使用方法

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Publication number: CN108411293A
Application number: CN201810394427.2A
Authority: CN
Inventors: 陈波
Original assignee: CHOGNQING CHANGYU METAL SURFACE TREATMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHOGNQING CHANGYU METAL SURFACE TREATMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2018-08-17
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: CN108411293B

Abstract

一种金属表面环化液及其使用方法，金属表面环化液包括如下质量百分比的物质：硼酸酯20～80%，缓冲剂2～8%，EDTA 1～5%，余量为水；表观为清澈浅蓝色液体，无悬浮物，pH值为9～10，比重为1.02±0.005；还提供了其使用方法：脱脂‑水洗‑环化（喷淋或浸泡）和脱脂‑水洗‑酸洗‑水洗‑中和‑水洗‑环化（喷淋或浸泡）。本发明的有益效果是：金属表面环化液无毒、无腐蚀性，化学性质稳定，单位质量的金属表面环化液处理面积相对于陶化剂提升达200%，综合成本显著降低，且使用方便，重金属含量为0，符合国家三级排放标准；还提供了其使用方法，其流程更加简化，操作便利，无渣产生，达到了完全环保要求。

Description

金属表面环化液及其使用方法

技术领域

本发明涉及表面处理技术，具体涉及一种金属表面环化液及其使用方法。

背景技术

为保证或提高金属表面的防腐蚀能力和涂装或喷塑效果，常常需要对金属板，如：铸铁、钢板、锌板或铝板的表面进行化学处理，去除金属板表面的油污或氧化层，并在金属表面形成抗腐蚀层，且与涂装材料或喷塑材料具有良好的附着力。

现有金属表面化学处理技术中最常见的是表面磷化处理技术，采用磷化液对金属表面进行处理，使其表面形成一层磷化膜，其主要成分是磷酸盐晶体，其磷酸盐晶体均匀细致，灰色多孔且附着力强的结晶在金属表面物理堆积成膜。尽管金属表面磷化处理技术有着成膜性较强、耐腐蚀性较强和附着力较强等优点，但同样存在着含有磷、锌、钙、镍、锰、铬、硝酸盐和亚硝酸盐等危害环境的物质，不论是处理过程，还是处理后的废水排放等都可能对环境造成污染等问题。

为解决上述问题，提出了专利申请号CN201210263316.0所述的金属表面陶化剂及其使用方法，其存在以下不足：1、在操作过程中需要测试和控制陶化点和pH值两个参数，较为复杂，从而加大了操作难度；2、每千克实际处理面积为100～150m²，处理面积较低，成本高；3、虽无磷、锌、镍、锰、铬等元素，无硝酸盐和亚硝酸盐等物质，但仍会产生微渣，属于半环保产品，并没有达到完全环保要求。

因而，表面磷化处理技术存在环境污染问题，而现有技术操作复杂、利用率低、成本高，且仍会产生微渣，未达到完全环保要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属表面环化液，它无毒、无腐蚀性，化学性质稳定，单位质量的金属表面环化液处理面积相对于陶化剂提升达200％，综合成本显著降低，且使用方便，重金属含量为0，且符合国家三级排放标准。

本发明的另一目的是提供金属表面环化液的使用方法，其流程更加简化，操作便利，无渣产生，达到了完全环保要求。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种金属表面环化液，包括如下质量百分比的物质：硼酸酯20～80％，缓冲剂2～8％，EDTA 1～5％，余量为水；表观为清澈浅蓝色液体，无悬浮物，pH值为9～10，比重为1.02±0.005。

进一步地，硼酸酯20％，缓冲剂2％，EDTA 1％，余量为水。

进一步地，硼酸酯80％，缓冲剂8％，EDTA 3％，余量为水。

进一步地，硼酸酯50％，缓冲剂5％，EDTA 5％，余量为水。

进一步地，硼酸酯为低分子量硼酸酯。

进一步地，低分子量硼酸酯为三乙醇胺硼酸酯、乙醇胺硼酸酯、2-羟基乙胺硼酸酯或N,N-二乙基乙醇胺硼酸酯。

进一步地，缓冲剂为醇胺类化合物。

进一步地，醇胺类化合物为三乙醇胺、乙醇胺、2-羟基乙胺或N,N-二乙基乙醇胺。

本发明一种金属表面环化液，本发明中所述的金属表面环化液为金属表面环保化学剂的简称。其成分中的硼酸酯具有无毒、无腐蚀性、沸点高等特点；硼酸酯中B原子的电子结构中，B原子为SP²杂化，存在一个空的P轨道，使其具有独特的键合性能；硼酸酯水解产生的H⁺与金属发生反应，产生的金属离子与硼酸酯、络合剂反应形成环化膜。环化膜与电泳漆、粉末涂料、油漆中的树酯有优异的化学结合，且环化膜的厚度在400-500nm。因而，它无毒、无腐蚀性，化学性质稳定，无任何重金属，符合国家三级排放标准。此外，环化膜在涂装后漆膜附着力、耐蚀性、抗冲击力上都有优异的表现。

本发明的另一目的是通过这样的技术方案实现的，一种金属表面环化液的使用方法，包括以下步骤：

S1，对金属表面进行脱脂处理；

S2，水洗金属表面；

S3，采用喷淋或浸泡方式进行环化处理；其中：

喷淋环化液的主要工艺参数为：质量百分比为3～5％的金属表面环化液，温度5～80℃，喷淋时间0.5～5分钟，pH值8～9；与自来水配制使用；

浸泡环化液的主要工艺参数为：质量百分比为3～5％的金属表面环化液，温度5～80℃，浸泡时间3～15分钟，pH值8～9；与自来水配制使用。

进一步地，S2中，在水洗金属表面后使用酸洗之后进行水洗、中和和水洗操作。

本发明金属表面环化液的使用方法中，步骤S1和S2是为了对金属表面进行清洗，使得表面金属环化液能够更好的反应在金属表面；在与水配制使用时，省去了陶化工艺中的加碱性进行调整，直接按比例配比使用即可，操作更简便；在测试操作时，仅需要测试pH，省去了陶化工艺中测试和控制陶化点和pH值的操作，测试方法简单；在环保要求上无渣、无任何重金属，符合国家三级排放标准，符合国际、国内环保发展趋势，可节约大量废水处理费用。在温度控制方面，磷化工艺需加热30-40℃，而环化工艺无需加热设备；且环化无需表调，简化工艺。因而，本发明金属表面环化液的使用方法流程更加简化，操作便利，无渣产生，达到了完全环保要求。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：金属表面环化液无毒、无腐蚀性，化学性质稳定，单位质量的金属表面环化液处理面积相对于陶化剂提升达200％，综合成本显著降低，且使用方便，重金属含量为0，且符合国家三级排放标准；还提供了金属表面环化液的使用方法，其流程更加简化，操作便利，无渣产生，达到了完全环保要求。

附图说明

图1为本发明中金属表面环化液的使用方法的一种步骤示意图。

图2为本发明中金属表面环化液的使用方法的第二种步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本发明中一种金属表面环化液，包括如下质量百分比的物质：硼酸酯20～80％，缓冲剂2～8％，EDTA 1～5％，余量为水；表观为清澈浅蓝色液体，无悬浮物，pH值为9～10，比重为1.02±0.005。

进一步地，硼酸酯20％，缓冲剂2％，EDTA 1％，余量为水。

进一步地，硼酸酯80％，缓冲剂8％，EDTA 3％，余量为水。

进一步地，硼酸酯50％，缓冲剂5％，EDTA 5％，余量为水。

进一步地，硼酸酯为低分子量硼酸酯。

进一步地，缓冲剂为醇胺类化合物。

本发明还提供一种金属表面环化液的使用方法，包括以下步骤：

S1，对金属表面进行脱脂处理；

S2，水洗金属表面；

S3，采用喷淋或浸泡方式进行环化处理；其中：

喷淋环化液的主要工艺参数为：质量百分比为3～5％的金属表面环化液，温度5～80℃，喷淋时间0.5～5分钟，pH值8～9；

浸泡环化液的主要工艺参数为：质量百分比为3～5％的金属表面环化液，温度5～80℃，浸泡时间3～15分钟，pH值8～9。

针对本发明中的金属表面环化液及其使用方法，有实施例如下：

实施例1

一种金属表面环化液，包括如下质量百分比的物质：三乙醇胺硼酸酯20％，三乙醇胺2％，EDTA 1％，余量为水；表观为清澈浅蓝色液体，无悬浮物，pH值为9～10，比重为1.02±0.005。

实施例2

一种金属表面环化液，包括如下质量百分比的物质：乙醇胺硼酸酯80％，2-羟基乙胺8％，EDTA 3％，余量为水；表观为清澈浅蓝色液体，无悬浮物，pH值为9～10，比重为1.02±0.005。

实施例3

一种金属表面环化液，包括如下质量百分比的物质：N,N-二乙基乙醇胺硼酸酯50％，N,N-二乙基乙醇胺5％，EDTA 5％，余量为水；表观为清澈浅蓝色液体，无悬浮物，pH值为9～10，比重为1.02±0.005。

实施例4

一种金属表面环化液，包括如下质量百分比的物质：2-羟基乙胺硼酸酯40％，乙醇胺4％，EDTA 2％，余量为水；表观为清澈浅蓝色液体，无悬浮物，pH值为9～10，比重为1.02±0.005。

实施例5

一种金属表面环化液的使用方法，包括以下步骤：

S1，对金属表面进行脱脂处理；

S2，水洗金属表面或使用酸洗之后进行水洗和中和、水洗操作；

S3，采用喷淋或浸泡方式进行环化处理；其中：

实施例6

一种金属表面环化液的使用方法，包括以下步骤：

S1，对金属表面进行脱脂处理；

S2，水洗金属表面后使用酸洗之后进行水洗和中和、水洗操作；

S3，采用喷淋或浸泡方式进行环化处理；其中：

进一步地，如图1和图2所示，本发明中金属表面环化液的使用方法的步骤示意图，图中步骤环化后，便可以进行干燥，之后进行喷涂(油漆、粉末)；此外，图1所示的步骤完成环化后，在使用自来水和纯水水洗后，直接电泳。

需要特别说明的是本发明金属表面环化液通过重庆计量质量检测研究院检测，其锌、锰、镍、铬、氟化物、硝酸盐和亚硝酸盐镉的含量均符合污水综合排放标准GB8978-1996(强制性、现行)，如下表：

污染物	一级标准	二级标准	三级标准	CSH-806
					总锌	2.0	5.0	5.0	3.27
总锰	2.0	2.0	5.0	0.27
					总镍(一类污染物)	1.0			0.11
氟化物	10	10	20	0.34
					磷酸盐(以P计)	0.5	1.0	-	0.84
氨氮	15	25	-
					化学需氧量	100	150	500
硝酸盐(以N计)				3.21
					亚硝酸盐(以NO₂计)				0.006

此外，经通标标准技术服务有限公司SGS测试，本发明中金属表面环化液中镉、铅、汞、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚的含量均符合欧盟相关标准的限值要求。按照本发明金属表面环化液使用方法环化处理的环化板，经格力电器重庆有限公司STA质量外检部依据《钣金喷塑件检验规范》(QJ/JD41.02.011)检验，判定为合格。

经运行三年的市场反馈，本发明中的金属表面环化液与陶化、磷化技术上，在成本优势如下表：

环化与陶化产品综合成本对比

假设贵单位最大产量：5000套/月，每套产品30m²，年处理面积在1800km²进行计算：

环化与磷化产品综合成本对比

由上表可见，在假设贵单位最大产量：5000套/月，每套产品30m²，年处理面积在1800km²的条件下进行计算，使用本发明中金属表面环化液，在成本上与磷化产品对比每年可节约617352元，与陶化产品对比每年可节约259452元。

此外，针对本发明中的金属表面环化液与磷化、陶化的技术优势归纳对比如下表：

金属表面环化液与磷化优势对比表：

金属表面环化液与陶化优势对比表：

显然，本发明中金属表面环化液无毒、无腐蚀性，化学性质稳定，单位质量的金属表面环化液处理面积相对于陶化剂提升达200％，综合成本大大降低，且使用方便，无任何重金属，符合国家三级排放标准；还提供了金属表面环化液的使用方法，其流程更加简化，操作便利，无渣产生，达到了完全环保要求。

应理解实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作任何各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限制。

Claims

1.一种金属表面环化液，其特征在于，包括如下质量百分比的物质：硼酸酯20～80%，缓冲剂2～8%，EDTA 1～5%，余量为水；表观为清澈浅蓝色液体，无悬浮物，pH值为9～10，比重为1.02±0.005。

2.根据权利要求1所述的金属表面环化液，其特征在于，包括如下质量百分比的物质：硼酸酯20%，缓冲剂2%，EDTA 1%，余量为水。

3.根据权利要求1所述的金属表面环化液，其特征在于，包括如下质量百分比的物质：硼酸酯80%，缓冲剂8%，EDTA 3%，余量为水。

4.根据权利要求1所述的金属表面环化液，其特征在于，包括如下质量百分比的物质：硼酸酯50%，缓冲剂5%，EDTA 5%，余量为水。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的金属表面环化液，其特征在于，硼酸酯为低分子量硼酸酯。

6.根据权利要求5所述的金属表面环化液，其特征在于，低分子量硼酸酯为三乙醇胺硼酸酯、乙醇胺硼酸酯、2-羟基乙胺硼酸酯或N,N-二乙基乙醇胺硼酸酯。

7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的金属表面环化液，其特征在于，缓冲剂为醇胺类化合物。

8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的金属表面环化液，其特征在于，醇胺类化合物为三乙醇胺、乙醇胺、2-羟基乙胺或N,N-二乙基乙醇胺。

9.基于权利要求1至8所述的一种金属表面环化液的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，对金属表面进行脱脂处理；

S2，水洗金属表面；

S3，采用喷淋或浸泡方式进行环化处理；其中：

喷淋环化液的主要工艺参数为：质量百分比为3～5%的金属表面环化液，温度5～80℃，喷淋时间0.5～5分钟，pH值8～9；

浸泡环化液的主要工艺参数为：质量百分比为3～5%的金属表面环化液，温度5～80℃，浸泡时间3～15分钟，pH值8～9。

10.根据权利要求9所述的金属表面环化液的使用方法，其特征在于，S2中，在水洗金属表面后使用酸洗之后进行水洗、中和和水洗操作。