CN110129786A - 免酸洗金属表面原位磷化处理工艺 - Google Patents

免酸洗金属表面原位磷化处理工艺 Download PDF

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于淑媛
王树军
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Abstract

本发明公开了一种免酸洗金属表面原位磷化处理工艺，将庚基甘糖类分散剂和磷酸酯类原位磷化剂加入到水中，边加边搅拌，通过均质机使之分散，之后注入到装有乳化分散机的反应釜中，依次加入水性环氧树脂和成膜助剂，乳化分散机的转速为600‑800转/min，得到原位磷化水性硬膜防锈剂；将颜料、磷酸酯类原位磷化剂和LS‑1050分散剂加入到水中，边加边搅拌，通过均质机使之分散，之后注入到反应釜中，依次加入丙烯酸乳液、DPnB助剂、消泡剂、润湿剂、流平剂和增稠剂，用乳化分散机进行分散，得到自干水性金属涂料。本发明采用一步性涂装，涂装后涂层附着力、抗冲击性、耐盐雾性超过多步法传统处理工艺，处理成本低于多步处理工艺。

Description

免酸洗金属表面原位磷化处理工艺
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其是涉及一种免酸洗金属表面原位磷化处理工艺。
背景技术
随着我国经济持续高速发展，节能和环保问题备显突出。轧钢和金属制品(钢和钢木家具，汽车配件、电动车等)已成为重点发展的主导产业之一。所有的金属制品都需进行表面处理，以提高防护性和装饰性。目前，大部分制品采取镀锌和涂料涂装的表面处理方法。
镀锌及电镀工艺因污染严重，政府早已不再受理，该方面项目的审批逐渐被淘汰，涂料涂装工艺仍采取酸洗除锈—水洗—水洗—碱性除油—水洗——水洗—表面调整—磷化—水洗—钝化—涂装—烘烤—成品多步处理的程序，该工艺不仅操作繁杂，效率低，成本高，而且废液和大量废水(中间的每道水洗均一次性流动活水)的排放造成严重的水资源污染现象。虽然废液酸液可以回收处理，但废水的排放因量太大一直没有得到治理。所以，研发新工艺，缓解污染，降低能耗，刻不容缓，另外，传统工艺中除油，磷化涂层热固化(如静电喷涂需180-220℃烘烤20分钟)耗费大量能源。
发明内容
本发明的目的是提供一种免酸洗金属表面原位磷化处理工艺，采用一步性涂装，涂装后的涂层附着力、抗冲击性、耐盐雾性超过多步法传统处理工艺，处理成本低于多步处理工艺。
为实现上述目的，本发明提供了一种免酸洗金属表面原位磷化处理工艺，包括以下步骤：
(1)制备原位磷化水性硬膜防锈剂
将12.5％-25％的庚基甘糖类分散剂和25％-37.5％的磷酸酯类原位磷化剂加入到水中，边加边搅拌，通过均质机使之分散，之后注入到装有乳化分散机的反应釜中，依次加入37.5％-50％的水性环氧树脂和2.5％-5％的成膜助剂进行乳化分散，乳化分散机的转速为600-800转/min，得到原位磷化水性硬膜防锈剂；
(2)制备自干水性金属涂料
将25％的颜料、25％-37.5％的磷酸酯类原位磷化剂和7.5％-12.5％的LS-1050分散剂加入到水中，边加边搅拌，通过均质机使之分散，之后注入到反应釜中，依次加入75％-100％的丙烯酸乳液、7.5％-12.5％的DPnB助剂、适量的消泡剂、适量的润湿剂、1％的流平剂和2.5％的增稠剂，用乳化分散机进行分散，运转30-40分钟得到自干水性金属涂料；
(3)涂覆
将原位磷化水性硬膜防锈剂和自干水性金属涂料分别涂覆在金属件上，室温固化72小时；
(4)测试
对涂覆后固化的金属件进行附着力、抗冲击性和耐盐雾性测试。
优选的，所述步骤(1)和所述步骤(2)中均质机的压力均为50MPa，流量为30L/h。
优选的，所述步骤(1)中的成膜助剂为二丙二醇丁醚。
优选的，所述步骤(2)中的乳化分散机的转速为800转/min。
因此，本发明采用上述结构的免酸洗金属表面原位磷化处理工艺，采用一步性涂装，涂装后的涂层附着力、抗冲击性、耐盐雾性超过多步法传统处理工艺，处理成本低于多步处理工艺。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明一种免酸洗金属表面原位磷化处理工艺实施例的工艺流程图。
具体实施方式
实施例
本发明提供了一种免酸洗金属表面原位磷化处理工艺，包括以下步骤：
(1)制备原位磷化水性硬膜防锈剂
将12.5％-25％的庚基甘糖类分散剂和25％-37.5％的磷酸酯类原位磷化剂加入到水中，边加边搅拌，通过均质机使之分散，压力均为50MPa，流量为30L/h，之后注入到装有乳化分散机的反应釜中，依次加入37.5％-50％的水性环氧树脂和2.5％-5％的成膜助剂进行乳化分散，成膜助剂为二丙二醇丁醚，乳化分散机的转速为600-800转/min，得到原位磷化水性硬膜防锈剂。
(2)制备自干水性金属涂料
将25％的颜料、25％-37.5％的磷酸酯类原位磷化剂和7.5％-12.5％的LS-1050分散剂加入到水中，边加边搅拌，通过均质机使之分散，压力均为50MPa，流量为30L/h，之后注入到反应釜中，依次加入75％-100％的丙烯酸乳液、7.5％-12.5％的DPnB助剂、适量的消泡剂、适量的润湿剂、1％的流平剂和2.5％的增稠剂，用乳化分散机进行分散，乳化分散机的转速为800转/min，运转30-40分钟得到自干水性金属涂料。
(3)涂覆
将原位磷化水性硬膜防锈剂和自干水性金属涂料分别涂覆在金属件上，室温固化72小时。
(4)测试
对涂覆后固化的金属件进行附着力、抗冲击性和耐盐雾性测试。将原位磷化水性硬膜防锈剂涂在金属件上固化72h后，耐盐雾试验可达100小时，涂层附着力和抗冲击性超过多步法传统处理工艺，处理成本低于多步处理工艺。将自干水性金属涂料涂在金属件上固化72h后，耐盐雾试验可达500小时，自干水性金属涂料涂层附着力达到0级，抗冲击性达到50Kg.cm。通过扫描技术对有机涂层和金属表面形成的化学键进行分析，确定原位磷化水性硬膜防锈剂和金属表面形成一种P-O-M键，同时和有机树脂生成了P-O-C共价键，从而使涂层和金属紧密结合起来，电化学阻抗谱也显示该涂层对金属具非寻常防护作用，3％NaCI溶液中浸渍达20天的涂层很完好。
因此，本发明采用上述结构的免酸洗金属表面原位磷化处理工艺，采用一步性涂装，涂装后的涂层附着力、抗冲击性、耐盐雾性超过多步法传统处理工艺，处理成本低于多步处理工艺，实现了产品制备和金属制品涂装过程废酸废水废气废渣0排放。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种免酸洗金属表面原位磷化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备原位磷化水性硬膜防锈剂
将12.5％-25％的庚基甘糖类分散剂和25％-37.5％的磷酸酯类原位磷化剂加入到水中，边加边搅拌，通过均质机使之分散，之后注入到装有乳化分散机的反应釜中，依次加入37.5％-50％的水性环氧树脂和2.5％-5％的成膜助剂进行乳化分散，乳化分散机的转速为600-800转/min，得到原位磷化水性硬膜防锈剂；
(2)制备自干水性金属涂料
将25％的颜料、25％-37.5％的磷酸酯类原位磷化剂和7.5％-12.5％的LS-1050分散剂加入到水中，边加边搅拌，通过均质机使之分散，之后注入到反应釜中，依次加入75％-100％的丙烯酸乳液、7.5％-12.5％的DPnB助剂、适量的消泡剂、适量的润湿剂、1％的流平剂和2.5％的增稠剂，用乳化分散机进行分散，运转30-40分钟得到自干水性金属涂料；
(3)涂覆
将原位磷化水性硬膜防锈剂和自干水性金属涂料分别涂覆在金属件上，室温固化72小时；
(4)测试
对涂覆后固化的金属件进行附着力、抗冲击性和耐盐雾性测试。
2.根据权利要求1所述的免酸洗金属表面原位磷化处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)和所述步骤(2)中均质机的压力均为50MPa，流量为30L/h。
3.根据权利要求2所述的免酸洗金属表面原位磷化处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的成膜助剂为二丙二醇丁醚。
4.根据权利要求3所述的免酸洗金属表面原位磷化处理工艺，其特征在于：所述步骤(2)中的乳化分散机的转速为800转/min。
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