CN104131277B - 金属表面处理剂及金属表面处理工艺 - Google Patents

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Abstract

金属表面处理剂，由新型有机酸、硝酸锌、钼酸钠、硝酸镍、氟化氢钠、植酸、非离子表面活性剂、水组成；新型有机酸是由乙二胺或二乙烯三胺或三乙烯四胺或四乙烯五胺分别和柠檬酸反应所得的有机酸。金属表面处理工艺步骤如下：制备新型有机酸，利用新型有机酸与硝酸锌、钼酸钠、硝酸镍、氟化氢钠、植酸、非离子表面活性剂、水复配，得金属表面处理剂。具体处理流程是：除油、水洗、水洗、酸洗、中和、表调、表面处理、表面后处理或水洗、风干。本发明可以取代现有的磷化工艺，其技术优势：环保，操作简单，从技术指标上看优于磷化工艺。

Description

金属表面处理剂及金属表面处理工艺
技术领域
本发明涉及一种取代现有的磷化工艺，不含无机磷酸盐的新型环保金属表面处理剂及金属表面处理工艺。
背景技术
目前在金属表面处理领域以磷化工艺为主，磷化工艺操作简单成本较低，经磷化处理后的金属表面形成一层均匀密实的反应膜。因此在工业领域被广泛使用，尤其在金属表面涂装领域，涂装前的磷化对涂装的质量起到了决定性的作用。
磷化工艺有着明显的缺陷：磷化工艺主要使用的是以磷酸盐为主的成膜剂，产生的磷化渣对环境，特别是对土壤和水源污染非常严重。为了解决污染问题，有考虑用硅烷皮膜处理工艺取代磷化工艺，皮膜处理工艺主要是在金属表面形成一层吸附膜，其工艺简单，但是达不到磷化工艺的要求，效果并不理想。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种工艺简单、不对环境造成污染、可在金属表面形成有机酸锌膜、且膜附着力和防腐能力相当于磷酸锌膜、处理过程中废渣少的金属表面处理剂及金属表面处理工艺，克服现有技术的不足。
本发明的金属表面处理剂，由新型有机酸、硝酸锌、钼酸钠、硝酸镍、氟化氢钠、植酸、非离子表面活性剂、水组成；
所述各成份以质量份数计，每百份所述的金属表面处理剂中各成份的含量如下：新型有机酸20-40份；硝酸锌10-20份；钼酸钠0.5-1份；硝酸镍0.5-1份；氟化氢钠0.5-2份；植酸1-2份；非离子表面活性剂0.2-1份；余量水；
所述的新型有机酸是由乙二胺或二乙烯三胺或三乙烯四胺或四乙烯五胺分别和柠檬酸反应所得的有机酸，总量以百份计，其中乙二胺5-9份，柠檬酸91-95份，或二乙烯三胺8-11份，柠檬酸89-92份，或三乙烯四胺10-13份，柠檬酸87-90份，或四乙烯五胺11-14份，柠檬酸86-89份，反应温度均控制在120℃-140℃，反应时间均为6小时。
本发明的金属表面处理工艺，步骤如下：
⑴、制备新型有机酸
总量以百份计，取乙二胺5-9份，柠檬酸91-95份，反应温度控制在120℃-140℃，反应时间6小时；
或总量以百份计，取二乙烯三胺8-11份，柠檬酸89-92份，反应温度控制在120℃-140℃，反应时间6小时；
或总量以百份计，取三乙烯四胺10-13份，柠檬酸87-90份，反应温度控制在120℃-140℃，反应时间6小时；
或总量以百份计，取四乙烯五胺11-14份，柠檬酸86-89份，反应温度控制在120℃-140℃，反应时间6小时；
⑵、复配
将第⑴步所得的新型有机酸之一与硝酸锌、钼酸钠、硝酸镍、氟化氢钠、植酸、非离子表面活性剂、水混合均匀，制得所述的金属表面处理剂，总量以百份计，其中新型有机酸20-40份；硝酸锌10-20份；钼酸钠0.5-1份；硝酸镍0.5-1份；氟化氢钠0.5-2份；植酸1-2份；非离子表面活性剂0.2-1份；余量水；
⑶、将第⑵步所得的金属表面处理剂与水混合，形成表面处理工作液，金属表面处理剂占工作液总质量的10%，配比后对金属表面进行处理，具体处理流程是：除油-----水洗-----水洗------酸洗----中和------表调-----利用含10%的金属表面处理剂的工作液表面处理-----表面后处理或水洗-----风干；
其中表面处理环节中检测工作液的pH值，当pH值大于5时，往工作液中补加工作液，保持工作液的pH值小于3，工艺条件为：温度控制在60℃-70℃之间，时间控制在5--20分钟。
本发明是以新型有机酸取代磷酸与金属表面发生化学反应，形成一层有机酸锌的膜，其漆膜层的附着力与防腐蚀能力与磷酸锌膜相当，产生的废渣少，可完全取代传统的磷化工艺，具有不污染环境，操作简单的优点。利用本发明的金属表面处理剂处理的金属表面检测结果如下表：
结论
本发明可以取代现有的磷化工艺，其技术优势：环保，操作简单，从技术指标上看优于磷化工艺。
具体实施方式
本发明的金属表面处理剂，由新型有机酸、硝酸锌、钼酸钠、硝酸镍、氟化氢钠、植酸、非离子表面活性剂、水组成；
各成份以质量份数计，每百份金属表面处理剂中各成份的含量如下：新型有机酸20-40份；硝酸锌10-20份；钼酸钠0.5-1份；硝酸镍0.5-1份；氟化氢钠0.5-2份；植酸1-2份；非离子表面活性剂0.2-1份；余量水。
具体实施例1：新型有机酸20kg；硝酸锌10kg；钼酸钠0.5kg；硝酸镍0.5kg；氟化氢钠0.5kg；植酸1kg；非离子表面活性剂0.2kg；水67.3kg。
具体实施例2：新型有机酸40kg；硝酸锌20kg；钼酸钠1kg；硝酸镍1kg；氟化氢钠2kg；植酸2kg；非离子表面活性剂1kg；水33kg。
具体实施例3：新型有机酸30kg；硝酸锌15kg；钼酸钠0.75kg；硝酸镍0.75kg；氟化氢钠1.25kg；植酸1.5kg；非离子表面活性剂0.6kg；水50.15kg。
具体实施例4：新型有机酸22kg；硝酸锌18kg；钼酸钠0.85kg；硝酸镍0.6kg；氟化氢钠1kg；植酸1.3kg；非离子表面活性剂0.7kg；水55.55kg。
上述具体实施例1-4中新型有机酸是由乙二胺和柠檬酸反应所得，以总质量百份计，取乙二胺5或6或7或8或9kg，取柠檬酸95或94或93或92或91kg，反应温度控制在120℃或130℃或140℃，反应时间6小时。
新型有机酸也可以是由二乙烯三胺和柠檬酸反应所得，以总质量百份计，取二乙烯三胺8或9或10或11kg，取柠檬酸92或91或90或89kg，反应温度控制在120℃或130℃或140℃，反应时间6小时。
新型有机酸也可以是由三乙烯四胺和柠檬酸反应所得，以总质量百份计，取三乙烯四胺10或11或12或13kg，取柠檬酸90或89或88或87kg，反应温度控制在120℃或130℃或140℃，反应时间6小时。
新型有机酸也可以是由四乙烯五胺和柠檬酸反应所得，以总质量百份计，取四乙烯五胺11或12或13或14kg，取柠檬酸89或88或87或86kg，反应温度控制在120℃或130℃或140℃，反应时间6小时。
本发明的金属表面处理工艺，步骤如下：
1、按前述的方式和各成份的用量先制得新型有机酸，然后将新型有机酸与硝酸锌、钼酸钠、硝酸镍、氟化氢钠、植酸、非离子表面活性剂、水按前述的用量进行复配，得金属表面处理剂；
2、将上步所得的金属表面处理剂与水混合，形成表面处理工作液，金属表面处理剂占工作液总质量的10%，配比后对金属表面进行处理，具体处理流程是：除油-----水洗-----水洗------酸洗----中和-------表调-----利用含10%的金属表面处理剂的工作液进行表面处理-----表面后处理或水洗-----风干；
其中表面处理环节中检测工作液的pH值，当pH值大于5时，往工作液中补加工作液，保持工作液的pH值小于3，工艺条件为：温度控制在60℃-70℃之间，时间控制在5--20分钟。

Claims (2)

1.一种金属表面处理剂，其特征在于：所述的金属表面处理剂由新型有机酸、硝酸锌、钼酸钠、硝酸镍、氟化氢钠、植酸、非离子表面活性剂、水组成；
所述各成份以质量份数计，每百份所述的金属表面处理剂中各成份的含量如下：新型有机酸20-40份；硝酸锌10-20份；钼酸钠0.5-1份；硝酸镍0.5-1份；氟化氢钠0.5-2份；植酸1-2份；非离子表面活性剂0.2-1份；余量水；
所述的新型有机酸是由乙二胺或二乙烯三胺或三乙烯四胺或四乙烯五胺分别和柠檬酸反应所得的有机酸，总量以百份计，其中乙二胺5-9份，柠檬酸91-95份，或二乙烯三胺8-11份，柠檬酸89-92份，或三乙烯四胺10-13份，柠檬酸87-90份，或四乙烯五胺11-14份，柠檬酸86-89份，反应温度均控制在120℃-140℃，反应时间均为6小时。
2.一种金属表面处理工艺，其特征在于：步骤如下：
⑴、制备新型有机酸
总量以百份计，取乙二胺5-9份，柠檬酸91-95份，反应温度控制在120℃-140℃，反应时间6小时；
或总量以百份计，取二乙烯三胺8-11份，柠檬酸89-92份，反应温度控制在120℃-140℃，反应时间6小时；
或总量以百份计，取三乙烯四胺10-13份，柠檬酸87-90份，反应温度控制在120℃-140℃，反应时间6小时；
或总量以百份计，取四乙烯五胺11-14份，柠檬酸86-89份，反应温度控制在120℃-140℃，反应时间6小时；
⑵、复配
将第⑴步所得的新型有机酸之一与硝酸锌、钼酸钠、硝酸镍、氟化氢钠、植酸、非离子表面活性剂、水混合均匀，制得所述的金属表面处理剂，总量以百份计，其中新型有机酸20-40份；硝酸锌10-20份；钼酸钠0.5-1份；硝酸镍0.5-1份；氟化氢钠0.5-2份；植酸1-2份；非离子表面活性剂0.2-1份；余量水；
⑶、将第⑵步所得的金属表面处理剂与水混合，形成表面处理工作液，金属表面处理剂占工作液总质量的10%，配比后对金属表面进行处理，具体处理流程是：除油-----水洗-----水洗------酸洗----中和-------表调-----利用含10%的金属表面处理剂的工作液表面处理-----表面后处理或水洗-----风干；
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