CN115537791A - 一种油箱磷化涂装的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油箱磷化涂装的工艺方法，本发明属于磷化涂装技术领域，面处理为磷化层具有优异的抗汽油劣化液、良好耐盐雾腐蚀性能和优良的加工性，适合于用作燃油油箱壳体，不含铬及铬离子。磷化邦定涂装减弱了挤出工艺中锌片表面的氧化现象，锌片表面黏附少量基料，锌片搭接效果较好，工艺简单，锌片表面得到有效抑制，不易氧化，阴极保护作用强，涂层的附着力高，磷化膜结晶细致，粉末涂料固化时涂料分子能渗入到磷化膜中，增加涂层与基体的结合力，将磷化膜的防腐功能与粉末涂料的防腐性能联合起来，大大促进粉末涂层的防腐功能，不需要有机溶剂稀释剂对人体和环境无害，涂层质量好，耐腐蚀，耐老化，机械强度高。
Description
技术领域
本发明属于磷化涂装技术领域，具体涉及一种油箱磷化涂装的工艺方法。
背景技术
油箱常外受沙石撞击，内受燃油腐蚀即使采用新燃料腐蚀也未能减轻，因为一些新燃料含有少量水、氯离子和硫酸根等加速腐蚀的物质。粉末涂料的邦定技术也叫金属粉末涂料的热粘接技术。含锌涂料的电化学保护机理与镀锌、热浸锌、锌基涂层、锌铬涂层一样，都是采用牺牲锌来达到保护钢铁基体的目的。环氧富锌底漆与环氧锌黄底漆都含有溶剂，施工过程中会产生大量的VOC，对防腐蚀现场施工人员的身体会产生危害，挥发性气体也会造成火灾等安全隐患。溶剂型环氧富锌底漆也承受着巨大的环保和安全压力，市场占有率也逐渐被水性环氧富锌漆和水性无机富锌涂料占有，例如CN106366843A 一种水性环氧富锌漆及其涂装方法等，但水性环氧富锌漆耐化学品性能、使用寿命短。例如CN107858025A用于钢结构防腐的水性无机富锌底漆及其制备方法等，水性无机富锌涂料在干膜中含有大量锌粉，造成了涂层的多孔性；对基材的处理要求较高且漆膜较脆；施工与固化受环境温度、湿度影响较大。而涂层中的锌粉发生氧化，生成的氧化锌等氧化产物会阻碍微原电池的形成，涂层会丧失阴极保护作用。此时，涂层中仍有较多的锌粉存在，锌粉的利用率不高，易造成锌资源的浪费与环境污染等问题，且高锌含量会使得涂料的流平性与涂层的致密性、附着力、柔韧性等性能不佳。本领域技术人员亟待开发出一种油箱磷化涂装的工艺方法以满足现有的应用市场和性能需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种油箱磷化涂装的工艺方法。
一种油箱磷化涂装的工艺方法，包括常规的油箱脱脂、除锈、水洗步骤之后，所述脱脂：使用干净、不掉毛的棉布和脱脂液进行除油、除尘处理；除锈：参照喷砂工艺规范进行除锈处理；水洗：使用清水对工件进行清洗但必须马上磷化处理。
还包括以下步骤：一、表调；表面调整，简称表调，是一种常用加速磷化的活化预处理方式，包括机械活化和化学活化。
二、磷化；涂刷法磷化处理，使用干净、不掉毛的棉布和磷化液对油箱进行磷化处理，确保工件表面无遗漏，磷化后的工件需要放在无尘处晾干20~30分钟；三、冲洗干燥：对磷化后的邮箱冲洗干燥；四、磷化后邦定涂层；邦定：热混缸内环氧树脂混合粉末升温直至邦定温度后，金属粉放料阀打开，金属粉进入到热混缸内后密闭，然后进行邦定放料口自动打开进入到冷混缸内降温后放料，即得一批次邦定粉末，采用邦定粉末喷涂油箱，得磷化邦定后的油箱。
进一步的，所述第四步的升温时间5~8min、邦定时间3~8min、一批次时间15~20min，放料口自动打开的时间与一批次时间相同，热混缸底控制温度45℃、邦定温度60~65℃，升温转速700~1400r/min、邦定转速700~1400r/min、出料转速700~1400r/min、加热器中热水温度45~50℃，金属粉放料阀打开的时间为5~8s。
金属粉末涂料的邦定工艺是一种可控的热粘结技术。其原理是利用底粉受热升温后，有一定的高黏软化阶段，此时，金属颜料粒子在高速搅拌混合的作用下，粘附或者嵌入到底粉颗粒中。
进一步的，所述第四步中金属粉为鳞片锌粉，所述金属粉占聚合物粉末质量的1~5wt%。
进一步的，所述步第二步的表调液为磷酸氧钛、三聚磷酸钠、碳酸钠、六偏磷酸钠按224.75∶60∶120∶96配比要求配料，配制1.5~1.8g/L，pH=8~9的表调液，温度为25~30℃，表调时间为50~70s。
进一步的，所述第二步的磷化液为氧化钙10~12g/L、氧化锌40~48g/L、碳酸锰9.5~23.5g/L、硝酸10~16g/L、磷酸18~20g/L、硝酸镍0.5~1g/L、氟硼酸铵1~1.5g/L，磷化温度92~98℃、磷化时间10~15min。
进一步的，所述环氧树脂混合粉末按重量份数计的酚醛环氧树脂87~91份、环氧树脂147~151份、硫酸钡23~25份、钛白粉21~23份、GLP588流平剂2~4份、PW-188消泡剂4~5.3份、Texaquat 9000增电剂2~2.7份、固化剂16~17份、3-甲基咪唑1~1.5份的混合物。
本发明的有益效果：
本发明公开的方法，磷化时间短，生产效率高，表面处理为磷化层具有优异的抗汽油劣化液、良好耐盐雾腐蚀性能和优良的加工性，适合于用作燃油油箱壳体，不含铬及铬离子。磷化邦定涂装减弱了挤出工艺中锌片表面的氧化现象，锌片表面黏附少量基料，锌片搭接效果较好，工艺简单，锌片表面得到有效抑制，不易氧化，阴极保护作用强，涂层的附着力高。磷化的结晶孔隙率适中，膜结晶细致，粉末涂料固化时涂料分子能渗入到磷化膜中，增加涂层与基体的结合力，油箱外表面无油、无锈，以及所形成的转化磷化膜能使粉末涂料大分子极性基团与基体充分靠近，不仅增强了粉末涂料与基体的结合力，而且还将磷化膜的防腐功能与粉末涂料的防腐性能联合起来，大大促进粉末涂层的防腐功能。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明工公开的油箱磷化邦定涂装处理方法，将环氧树脂混合粉末均匀地吸入油箱表面，形成塑料涂层；经高温烘烤抛光后，塑料颗粒熔化成致密的保护层，紧紧地黏在工件表面，具有防腐效果，此过程不需要稀释剂或底漆；其结构对人体和环境无害，涂层质量好，耐腐蚀，耐老化，机械强度高。与传统涂装技法相比，施工干燥时间短，涂层耐腐蚀性强，无渗漏现象，施工简单，技术要求低，成本也低。耐腐蚀性能好使用寿命长，不含有机溶剂，避免了有机溶剂带来的火灾、中毒和运输中的不安全问题，涂膜厚度可以控制，易实行自动化流水线生产，涂料的利用率高。
具体实施方式
实施例1
一种油箱磷化涂装的工艺方法，包括以下步骤：油箱所用材料为DC06-GB/T5213-2019冷轧低碳钢板及钢带规定，其厚度1mm；第一步、脱脂剂混配：①配比备料：按氢氧化钠20g/L、无水偏硅酸钠30g/L、碳酸钠15g/L、磷酸三钠18g/L、三聚磷酸钠5g/L的混合水溶液，ACS-300A电子秤按配比要求配料；②上料：将配比完成的原辅料通过上料机计入混合器；③混合：将原辅料通过混合器进行搅拌、混匀半小时，即得脱脂剂；80℃浸式脱脂3min；喷砂达到GB/T8923.1规定的Sa2½级；第二步、制备表调剂：①配比备料：磷酸氧钛、三聚磷酸钠、碳酸钠、六偏磷酸钠按224.75∶60∶120∶96配比要求配料，配制1.5g/L，pH=9的表调液，温度为30℃，表调时间为50s；②上料：将配比完成的原辅料通过上料机计入混合器；③混合：将原辅料通过混合器进行搅拌、混匀半小时；④研磨：将混合均匀的物料送到球磨机，研磨半个小时，即得表调剂；第三步、磷化剂工艺流程简述：①计量、配比备料：氧化钙12g/L、氧化锌48g/L、碳酸锰23.5g/L、硝酸16g/L、磷酸20g/L、硝酸镍0.5g/L、氟硼酸铵1g/L；称取Zn0加入总量10%的水润透，用搅成氧化锌糊；②反应釜一：首先将磷酸与硝酸加入第一反应釜，在600r/min不断搅拌情况下加入氧化锌糊让其反应30分钟，液体澄清后加入氧化钙，继续反应30分钟，待液体澄清后再加入碳酸锰，继续反应30分钟；③反应釜二：先往第二反应釜内加入剩余的水，再将硝酸镍、氟硼酸铵等粉末状经反应器加料口依次加入到反应器二中，开启电加热、搅拌升温至100℃保温反应30分钟；④搅拌反应：待反应釜一、二中的物料保温反应结束后，将反应釜一中的物料泵反应器二中进行搅拌混合一小时；⑤冷却：打开反应器二的循环水，将混合后的物料降温至30℃后泵入磷化槽，即得，其中游离酸度5、总酸度60、温度92℃、时间10min。第四步、磷化后邦定涂层：邦定：HM200/CM800邦定混料机-江苏维而特科技有限公司，邦定采用的是高速搅拌摩擦加热的原理，热混缸内环氧树脂混合粉末升温直至邦定温度后，江苏科成有色金属新材料有限公司KCZP-3鳞片锌粉放料阀打开，鳞片锌粉进入到热混缸内后密闭，然后进行邦定放料口自动打开进入到冷混缸内降温后放料，其中升温时间5min、邦定时间3min、一批次时间15min，放料口自动打开的时间与一批次时间相同，热混缸底控制温度45℃、邦定温度60℃，升温转速700r/min、邦定转速1400r/min、出料转速1400r/min、加热器中热水温度50℃，金属粉放料阀打开的时间为8s，即得一批次邦定粉末，采用邦定粉末喷涂有箱体外表面，得磷化邦定后的油箱，中静电喷涂工艺为静电高压70kV、静电电流20μA、流速压力0.55MPa、雾化压力0.30MPa、清枪压力0.5MPa、供粉桶流化压力0.04MPa、喷涂距离200mm，输送速度5m／min，130℃固化0.5h，涂层厚50μm。所述环氧树脂混合粉末按重量份数计的F-51酚醛环氧树脂91份、武汉有机E51环氧树脂147份、中泰NB-95硫酸钡23份、R902钛白粉23份、GLP588流平剂4份、PW-188消泡剂5.3份、Texaquat 9000增电剂2.7份、706#固化剂17份、3-甲基咪唑1.5份的混合物，在PHJ-200B混合机充分混合均匀然后在SHJ-60螺杆挤出机进行挤出，挤出机1区温度100℃，2区温度90℃，转速900r/min。挤出后的片状物在烟台凌宇YPJ-305风冷压片机在立式磨粉机组ACM-20D中进行磨粉，然后进行离心筛粉机XFS-100筛分180目其中磨粉分级器（副磨）转速2900r/min、引风量2100和主磨转速6500r/min。
产品：油箱箱体面喷漆牢固，光亮均匀，无起泡、脱落现象，先将出油口密封，油箱清洁，后向油箱体注入92#汽油，晃动数次，将汽油倒在400目的滤网，使箱体内杂质吸附在滤网上，待滤网干燥后，称其重量，滤网的质量增加量应小于30mg。
实施例2
一种油箱磷化涂装的工艺方法，包括以下步骤：油箱所用材料为DC06-GB/T5213-2019冷轧低碳钢板及钢带规定，其厚度1mm，净重1.2kg，容积5.8L；第一步、脱脂剂混配：①配比备料：按氢氧化钠20g/L、无水偏硅酸钠30g/L、碳酸钠15g/L、磷酸三钠18g/L、三聚磷酸钠5g/L的混合水溶液，ACS-300A电子秤按配比要求配料；②上料：将配比完成的原辅料通过上料机计入混合器；③混合：将原辅料通过混合器进行搅拌、混匀半小时，即得脱脂剂；70℃浸式脱脂10min；喷砂达到GB/T8923.1规定的Sa2½级；第二步、制备表调剂：①配比备料：磷酸氧钛、三聚磷酸钠、碳酸钠、六偏磷酸钠按224.75∶60∶120∶96配比要求配料，配制1.8g/L，pH=8的表调液；②上料：将配比完成的原辅料通过上料机计入混合器；③混合：将原辅料通过混合器进行搅拌、混匀半小时；④研磨：将混合均匀的物料送到球磨机，研磨半个小时，即得表调剂；；第三步、磷化剂工艺流程简述：①计量、配比备料：氧化钙10g/L、氧化锌40g/L、碳酸锰9.5g/L、硝酸16g/L、磷酸20g/L、硝酸镍1g/L、氟硼酸铵1.5g/L；称取Zn0加入总量10%的水润透，用搅成氧化锌糊；②反应釜一：首先将磷酸与硝酸加入第一反应釜，在600r/min不断搅拌情况下加入氧化锌糊让其反应30分钟，液体澄清后加入氧化钙，继续反应30分钟，待液体澄清后再加入碳酸锰，继续反应30分钟；③反应釜二：先往第二反应釜内加入剩余的水，再将硝酸镍、氟硼酸铵等粉末状经反应器加料口依次加入到反应器二中，开启电加热、搅拌升温至100℃保温反应30分钟；④搅拌反应：待反应釜一、二中的物料保温反应结束后，将反应釜一中的物料泵反应器二中进行搅拌混合一小时；⑤冷却：打开反应器二的循环水，将混合后的物料降温至30℃后泵入磷化槽，即得，其中游离酸度5、总酸度80、温度98℃、时间10min。第四步、磷化后邦定涂层：邦定：HM200/CM800邦定混料机-江苏维而特科技有限公司，邦定采用的是高速搅拌摩擦加热的原理，热混缸内环氧树脂混合粉末升温直至邦定温度后，江苏科成有色金属新材料有限公司KCZP-3鳞片锌粉放料阀打开，鳞片锌粉进入到热混缸内后密闭，然后进行邦定放料口自动打开进入到冷混缸内降温后放料，其中升温时间5min、邦定时间8min、一批次时间20min，放料口自动打开的时间与一批次时间相同，热混缸底控制温度45℃、邦定温度65℃，升温转速1400r/min、邦定转速1400r/min、出料转速1400r/min、加热器中热水温度50℃，金属粉放料阀打开的时间为8s，即得一批次邦定粉末，采用邦定粉末喷涂有箱体外表面，得磷化邦定后的油箱，中静电喷涂工艺为静电高压60kV、静电电流10μA、流速压力0.55MPa、雾化压力0.4MPa、清枪压力0.5MPa、供粉桶流化压力0.06MPa、喷涂距离150mm，输送速度4.5m／min，涂层厚45μm。所述环氧树脂混合粉末按重量份数计的DYF48酚醛环氧树脂87份、三木化工SM618环氧树脂147份、800目沪江汇硫酸钡23份、石原A-100钛白粉21份、GLP588流平剂2份、PW-188消泡剂4份、Texaquat 9000增电剂2份、706#固化剂16份、3-甲基咪唑1.5份的混合物，在PHJ-200B混合机充分混合均匀然后在SHJ-60螺杆挤出机进行挤出，挤出机1区温度100℃，2区温度90℃，转速900r/min。挤出后的片状物在烟台凌宇YPJ-305风冷压片机在立式磨粉机组ACM-20D中进行磨粉，然后进行离心筛粉机XFS-100筛分180目其中磨粉分级器（副磨）转速2900r/min、引风量2100和主磨转速6500r/min。
产品：油箱箱体面喷漆牢固，光亮均匀，无起泡、脱落现象，先将出油口密封，油箱清洁，后向油箱体注入92#汽油，晃动数次，将汽油倒在400目的滤网，使箱体内杂质吸附在滤网上，待滤网干燥后，称其重量，滤网的质量增加量应小于30mg。
对实施例1~2及空白例1~2的涂层性能进行性能检测，检测结果见表1
表1实施例1~2的油箱涂层性能检测结果
Claims (6)
1.一种油箱磷化涂装的工艺方法，包括常规的油箱脱脂、除锈、水洗步骤之后，其特征在于，还包括以下步骤：一、表调；二、磷化；涂刷法磷化处理，使用干净、不掉毛的棉布和磷化液对油箱进行磷化处理，确保工件表面无遗漏，磷化后的工件需要放在无尘处晾干20~30分钟；三、冲洗；四、磷化后邦定涂层；邦定：热混缸内环氧树脂混合粉末升温直至邦定温度后，金属粉放料阀打开，金属粉进入到热混缸内后密闭，然后进行邦定放料口自动打开进入到冷混缸内降温后放料，即得一批次邦定粉末，采用邦定粉末喷涂油箱，得磷化邦定后的油箱。
2.根据权利要求1所述的一种油箱磷化涂装的工艺方法，其特征在于，所述第四步中升温时间5~8min、邦定时间3~8min、一批次时间15~20min，放料口自动打开的时间与一批次时间相同，热混缸底控制温度45℃、邦定温度60~65℃，升温转速700~1400r/min、邦定转速700~1400r/min、出料转速700~1400r/min、加热器中热水温度45~50℃，金属粉放料阀打开的时间为5~8s。
3.根据权利要求1所述的一种油箱磷化涂装的工艺方法，其特征在于，所述第四步中金属粉为鳞片锌粉，所述金属粉占聚合物粉末质量的1~5wt%。
4.根据权利要求1所述的一种油箱磷化涂装的工艺方法，其特征在于，所述步第二步的表调液为磷酸氧钛、三聚磷酸钠、碳酸钠、六偏磷酸钠按224.75∶60∶120∶96配比要求配料，配制1.5~1.8g/L，pH=8~9的表调液，温度为25~30℃，表调时间为50~70s。
5.根据权利要求1所述的一种油箱磷化涂装的工艺方法，其特征在于，所述第二步的磷化液为氧化钙10~12g/L、氧化锌40~48g/L、碳酸锰9.5~23.5g/L、硝酸10~16g/L、磷酸18~20g/L、硝酸镍0.5~1g/L、氟硼酸铵1~1.5g/L，磷化温度92~98℃、磷化时间10~15min。
6.根据权利要求1所述的一种油箱磷化涂装的工艺方法，其特征在于，所述环氧树脂混合粉末为按重量份数计的酚醛环氧树脂87~91份、环氧树脂147~151份、硫酸钡23~25份、钛白粉21~23份、GLP588流平剂2~4份、PW-188消泡剂4~5.3份、Texaquat 9000增电剂2~2.7份、706#固化剂16~17份、3-甲基咪唑1~1.5份的混合物。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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