專利名稱：雜多酸體系磷化技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雜多酸體系磷化技術(shù)。
目前金屬表面漆前磷化處理工業(yè)上大都采用以亞硝酸鹽為促進劑的磷化工藝。這種磷化工藝是借助于亞硝酸鹽的氧化還原性將磷化過程于表面腐蝕反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣氧化而促進磷化反應(yīng)的進行。這樣在進行磷化時會產(chǎn)生氮氧化物廢氣造成工作環(huán)境的大氣污染。此外，這一磷化工藝還會產(chǎn)生大量廢渣而影響磷化質(zhì)量，增加了磷化液的消耗，而且采用這種促進劑要隨時補加。除促進劑消耗大外，還會造成磷化工藝參數(shù)的波動而難于控制。這是當前磷化工藝技術(shù)急待改革的關(guān)鍵。為此，這項研究引起人們廣泛的關(guān)注。但大都有局限于選擇有機酸、羥基胺、硫脲、胍類化合物、咪唑啉衍生物等為促進劑或是做為減少沉渣助劑。中國專利CN90103728.1題為“新磷化組合物和方法”，公開了用羥基氨作促進劑，CN97198243.0公開了題為“用于磷化金屬表面水溶液和方法”用硝基胍作促進劑，目的是減少沉渣促進磷化進行。但這些工藝均未從根本上改變磷化沉渣的生成、工藝參數(shù)調(diào)整困難、產(chǎn)生廢氣污染等缺陷而難以在工業(yè)上選用。更主要的是這些方法均較現(xiàn)行亞硝酸鹽法的成本有很大幅度的提高，使其經(jīng)濟上不具有合理性，難于工業(yè)化。
本發(fā)明的目的是提供一種雜多酸體系磷化技術(shù)，該技術(shù)采用多種雜多酸為促進劑，利用具有氧化還原催化活性和在金屬表面活化功能的Keygin型雜多酸或其鹽類諸如磷鎢酸、磷鉬酸、硅鎢酸、硅鉬酸、鍺鎢酸及銅、鉻、鎳、鋅過渡金屬取代的雜多酸為磷化促進劑加入到現(xiàn)行各種磷化配伍的磷化液中快速促進磷化反應(yīng)。
本發(fā)明利用雜多酸的表面催化反應(yīng)原理，借助雜多酸催化劑具有的氧化還原催化活性和對金屬表面的活化功能。雜多酸會使被活化的金屬表面與磷化液中的酸進行反應(yīng)生成磷酸鹽膜，同時由于金屬表面的磷化液膜中的酸度降低會同時使鋅、鎳、鈣等磷酸鹽析出沉積于金屬表面，形成多組份復(fù)合磷酸鹽膜，使金屬表面復(fù)蓋一層防銹的保護膜。尤以雜多酸的氧化還原作用會使反應(yīng)釋放出新鮮的氫氣被雜多酸氧化溶于液中不會溢出。而雜多酸的強氧化還原作用會使這一系列反應(yīng)快速局限于金屬表面液膜中進行，同時界面液膜又由于雜多酸的作用而快速更新，這樣就杜絕了在磷化液中的付反應(yīng)的進行，減少了沉渣的生成，因之可實現(xiàn)對環(huán)境無污染的磷化工藝。
本發(fā)明用通常的合成方法合成雜多酸合成制備了磷鎢鉬雜多酸、磷鉬鉻雜多酸、磷鎢鋅雜多酸、硅鉬雜多酸用作磷化促進劑；其磷化工作液的配伍為磷酸1-10克/升，磷酸二氫鋅3-20克/升、硝酸鋅1-5克/升、硝酸鈉1-18克/升、磷酸氫二鈉3-5克/升、硝酸鈣2-5克/升、硝酸鎳0.02-0.2克/升、硝酸鐵0.02-0.5克/升、酒石酸0.03-0.5克/升，雜多酸或其鉀鹽、鈉鹽0.05-0.5克/升，在此條件下，其總酸13-22“點”，游離酸0.2-2.0“點”，PH=2.5-3.5，將加有這種促進劑的磷化液對普通碳鋼冷、熱、軋板，在20-50℃溫度范圍，浸片4-10分鐘或噴淋進行磷化。
本發(fā)明制備的磷化劑可達到上膜快，沒有或少有沉渣生成，生成的磷化膜均勻細膩，極類似于金屬的界面變性，其磷化反應(yīng)近于表面反應(yīng)過程。因之形成的磷化膜結(jié)合牢度好，與油漆親和力好，具有很強的防銹性能。于惡劣條件下存放一年又三個月未見銹斑。又經(jīng)陰極電泳涂漆，漆膜光亮均勻，無疵點，附著力數(shù)據(jù)超過現(xiàn)行磷化結(jié)果。所加入的雜多酸促進劑實際上起的催化作用本身不消耗不參與反應(yīng)。經(jīng)光電子能譜檢定膜中無雜多酸組份出現(xiàn)。經(jīng)實驗證實此催化劑連續(xù)運行三個月未見失效，故其耗量很少，較現(xiàn)行磷化工藝有明顯優(yōu)點。
本發(fā)明提供的實施例如實施例1配制磷化工作液磷酸2克/升，磷酸二氫鋅7.5克/升，硝酸鋅5.5克/升，硝酸鈉8.0克/升，磷酸氫二鈉3.7克/升，硝酸鐵0.1克/升，磷鉬鉻雜多酸0.2克/升，總酸18.5，游離酸1.0，PH=3.0，于20℃浸片10分鐘，生成黑灰色磷化膜，無沉渣出現(xiàn)，膜厚1.5μm。
實施例2配制磷化工作液磷酸6.5克/升，磷酸二氫鋅3.0克/升，硝酸鋅5克/升，硝酸鈣2.0克/升，硝酸鈉5.0克/升，硝酸鎳0.5克/升，磷鎢鉬雜多酸1.5克/升，總酸20.5，游離酸1.2，PH=2.5，于35℃浸片7分鐘，生成蘭灰色磷化膜，少有沉渣，膜厚1.0μm。
實施例3配制磷化工作液磷酸5.0克/升，磷酸二氫鋅8.5克/升，硝酸鋅7.5克/升，硝酸鐵0.5克/升，磷酸氫二鈉3.0克/升，酒石酸0.1克/升，磷鎢鎳酸鉀0.1克/升，總酸19.5，游離酸1.0,PH=3.0,40℃浸片1分鐘，生成黑灰色磷化膜，少有沉渣，膜厚1.2μm。
實施例4配制磷化工作液磷酸3.0克/升，磷酸二氫鋅5.0克/升，硝酸鋅2.5克/升，硝酸鐵0.5克/升，硝酸鎳0.2克/升，酒石酸0.1克/升，磷鎢鉻酸鈉0.2克/升，總酸17.0，游離酸0.5,PH=3.0，50℃浸片5分鐘，生成灰色磷化膜，無沉渣，膜厚2.0μm。
實施例5配制磷化工作液磷酸1.5克/升，磷酸二氫鋅5.0克/升，硝酸鋅5.0克/升，硝酸鈉4.0克/升，硝酸鈣1.5克/升，硝酸鐵0.2克/升，硅鉬雜多酸0.3克/升，總酸15，游離酸0.3，PH=3.5，在洗衣機殼體表面上進行噴淋，生成深灰色磷化膜，少有沉渣，膜厚1.5μm。
實施例6配制磷化工作液磷酸3.0克/升，磷酸二氫鋅5.0克/升，硝酸鋅2.0克/升，硝酸鈉2.0克/升，硝酸鐵0.1克/升，磷酸氫二鈉3.0克/升，硅鉬鉻雜多酸0.5克/升，總酸18.0，游離酸0.5，PH=3.0，在轎車車體表面進行噴淋，生成黑灰色磷化膜，少有沉渣，膜厚1.8μm。
權(quán)利要求
1．一種雜多酸體系磷化技術(shù)，其特征在于選擇磷鎢鉬雜多酸、磷鉬鉻雜多酸、磷鎢鋅雜多酸、硅鉬雜多酸用作磷化促進劑，其磷化工作液的配伍為磷酸1-10克/升，磷酸二氫鋅3-20克/升，硝酸鋅1-5克/升，硝酸鈉1-18克/升，磷酸氫二鈉3.5克/升，硝酸鈣2-5克/升，硝酸鎳0.02-0.2克/升，硝酸鐵0.02-0.5克/升，酒石酸0.03-0.5克/升，雜多酸或其鉀鹽、鈉鹽0.05-0.5克/升，其總酸13-22“點”，游離酸0.2-2.0“點”，PH=2.5-3.5，將加有這種促進劑的磷化液對普通碳鋼冷、熱、軋板，在20-50℃溫度范圍，浸1-10分鐘或噴淋進行磷化。
2．如權(quán)利要求1所述的雜多酸體系磷化技術(shù)，其特征在于所述雜多酸鹽為磷鎢鎳酸鉀。
3．如權(quán)利要求1所述的雜多酸體系磷化技術(shù)，其特征在于所述雜多酸鹽為磷鎢鉻酸鈉。
4．如權(quán)利要求1所述的雜多酸體系磷化技術(shù)，其特征在于所述磷化促進劑在普通碳鋼冷、熱、軋板，在20-50℃溫度范圍，浸4-10分鐘。
5．如權(quán)利要求1所述的雜多酸體系磷化技術(shù)，其特征在于所述磷化促進劑在普通碳鋼冷、熱、軋板，在20-50℃溫度范圍，噴淋進行磷化。
全文摘要
本發(fā)明提供的技術(shù)是利用具有氧化還原催化活性和在金屬表面活化功能的Keygin型雜多酸或其鹽類諸如磷鎢酸、磷鉬酸、硅鎢酸、硅鉬酸、鍺鎢酸及銅、鉻、鎳、鋅過渡金屬取代的雜多酸為磷化促進劑加入到現(xiàn)行各種磷化配伍的磷化液中快速促進磷化反應(yīng)。加有這種促進劑的磷化液對普通碳鋼、冷、熱、軋板,在20－50℃溫度范圍用浸或噴淋進行磷化,可達到上膜快,沒有或少有沉渣生成,生成的磷化膜均勻細膩,具有很強的防銹性能。
文檔編號C23C22/05GK1306100SQ0013334
公開日2001年8月1日 申請日期2000年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月16日
發(fā)明者華萱 申請人:華萱