一种环保型磷化液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业磷化液领域，具体涉及一种环保型磷化液。
【背景技术】
[0002] 磷化是指金属零件在磷酸盐溶液中发生化学反应、电化学反应等，在金属表面形 成一层难溶的磷化膜的过程。磷化膜作为涂层的底层或金属表面保护层可明显提高涂层的 附着力、耐蚀性及防护性能，广泛应用于汽车、家电、机械、军工等行业。
[0003] 目前国内磷化技术普遍存在的问题是：磷化温度高、磷化液使用寿命短、水洗难度 大以及造成水体污染等问题，不仅给环境治理带来负担而且消耗大量的水、磷酸盐等资源。 因此磷化技术的发展方向，主要是提高质量和降低污染、节能、无毒环保，进一步是清洁磷 化，磷化液应该具有节约材料与能源、功能合理，产品在使用过程中及使用后不危害人体健 康和破坏生态环境的特点。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种稳定性好、成膜速度快的 环保型磷化液，其具有耐蚀性强、节能环保等优点。
[0005] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保型磷化液，所述的磷化液 各组分及含量为：
[0006] Zn2+ 5~16g/L Mn2 2 ~7g/L Ca2 1 ~5_5g/L 硝酸及硝酸盐，以N031+ 10~30g/L 磷酸及磷酸盐，以？〇43_计5~40g/L乙二胺四乙酸 0.5~1.2g/L 梓檬酸 0.3~3.6g/L 酒石酸 0.3~3.6g/L 聚丙烯酰胺 0.4~1.2g/L 聚合氯化铝 0.1~0.3g/L
[0007] 肌醇六磷酸 0.1-1.2g/L 多羟基羧酸化合物 1~7g/L 其余为水；
[0008] 其中，所述的硝酸盐为硝酸锌、硝酸锰或硝酸钙中的一种以上；
[0009] 所述的磷酸盐为磷酸锌、磷酸二氢锌、磷酸锰、磷酸二氢锰、磷酸钙或磷酸二氢钙 中的一种以上。
[0010] 进一步的，所述的磷化液各组分及含量为：
[0011] Zn2 7.2 ~13.0g/L Mn2 4.5 ~6.0g/L Ca2 1.5 ~4.0g/L 硝酸及硝酸盐，以N03_计 15~28g/L 磷酸及磷酸盐，以卩〇43_计 15~25g/L 乙二胺四乙酸 1~1.2g./L 柠檬酸 0.5~3.0g/L 酒石酸 0.5~3.0g/L 聚丙烯酰胺 0.5~1.0g/L 聚合氯化铝 0.1~0.2g/L 肌醇六磷酸 0.5~1.0g/L 多羟基竣酸化合物 2~5g/L 其余为水；
[0012] 其中，所述的硝酸盐为硝酸锌、硝酸锰或硝酸钙中的一种以上；
[0013] 所述的磷酸盐为磷酸二氢锌、磷酸二氢锰或磷酸二氢钙中的一种以上。
[0014] 进一步的，所述的多羟基羧酸化合物的组成为HEDP20~25wt%，聚丙烯酸2~ 5wt%，余量为水。
[0015] 进一步的，所述的多羟基羧酸化合物的组成为HEDP22wt%，聚丙稀酸4wt%，水 74wt% 〇
[0016] 本发明磷化液的制作方法是：先将水加至磷化槽体积的40%，将磷酸、硝酸、乙二 胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸及肌醇六磷酸依次加入，并搅拌均匀，再加入适量的硝酸盐和磷 酸盐，搅拌溶解后再加入剩余试剂，最后加水定容至规定的体积量，搅拌均匀，调整酸度后 即可使用。
[0017] 本发明磷酸是促进成膜剂，其添加量直接影响磷化膜质量的好坏，用量过高，磷化 液中的游离酸度增加，磷化膜易泛黄，用量过低，磷化液有沉渣产生。加入的乙二胺四乙酸 其作用是分散物质，有助于磷化膜的均匀性。肌醇六磷酸和酒石酸共同与金属离子形成螯 合物，可使磷化膜形成稳定结构，在微量酸存在下起到良好的缓蚀作用，避免磷化膜被氧化 破坏。磷化液组分中的多羟基羧酸化合物是将质量百分数为20~25%HEDP和2~5%聚 丙烯酸进行复配，该化合物可以改变垢在水中的性状，使垢不易在金属表面生长、粘附，使 垢样容易在水相中悬浮而随水流走，达到显著的阻垢效果。聚丙烯酰胺和聚合氯化铝作为 助剂加入，可以起到良好的絮凝作用，无机聚合氯化铝絮凝剂的主要作用是凝聚，而聚丙烯 酰胺高分子絮凝剂的主要作用是絮凝，混合物具有很好的协同作用，可大大提高絮凝效果。
[0018] 与现有技术相比，本发明方法制备的磷化液稳定性好，工艺操作简单、控制技术难 度小、成膜速度快、膜层均匀细腻，具有较好的耐蚀性，增强各金属部件与涂层的附着力，而 且该磷化液的应用范围广范，成本低，使用方便，有利于工业化生产。
【具体实施方式】
[0019] 下面通过实施例对本发明的内容做详细描述。
[0020] 实施例1
[0021] 根据需要磷化液的体积量，计算各组分的量，以1000L磷化液计，先将水加至磷化 槽体积的40%，将质量浓度为85%的磷酸6.lkg、质量浓度为75%的硝酸8kg、乙二胺四乙 酸0. 7kg、柠檬酸1.lkg、酒石酸0. 8kg及肌醇六磷酸0. 75kg依次加入，并搅拌均匀，再加入 磷酸二氢锌20. 3kg、磷酸二氢锰10. 6kg、磷酸二氢钙8. 8kg、硝酸锌7kg，搅拌溶解后再依 次加入聚合氯化铝0.lkg、聚丙烯酰胺0. 5kg及多羟基羧酸化合物4kg，多羟基羧酸化合物 的组成为HEDP20wt%，聚丙稀酸4wt%，水76wt%，最后加水定容至规定的体积量，搅拌均 匀，调整磷化液pH范围为3. 5~5. 5。
[0022] 实施例2
[0023] 根据需要磷化液的体积量，计算各组分的量，以1000L磷化液计，先将水加至磷化 槽体积的40%，将质量浓度为75%的硝酸15kg、质量浓度为85%的磷酸17kg、乙二胺四乙 酸1. 2kg、柠檬酸3. 6kg、酒石酸3. 0kg及肌醇六磷酸1. 0kg依次加入，并搅拌均匀，再加入 硝酸钙4. 72kg、硝酸锰5. 12kg、磷酸二氢锌7. 5kg、磷酸锌17kg、磷酸二氢锰3. 96kg及磷酸 钙0. 51kg，搅拌溶解后再依次加入聚合氯化铝0.lkg、聚丙烯酰胺0. 5kg及多羟基羧酸化合 物4kg，多羟基羧酸化合物的组成为HEDP22wt%，聚丙稀酸4wt%，水74wt%，最后加水定 容至规定的体积量，搅拌均匀，调整磷化液pH范围为3. 5~5. 5。
[0024] 实施例3
[0025] 根据需要磷化液的体积量，计算各组分的量，以1000L磷化液计，先将水加至磷化 槽体积的40%，将质量浓度为75%的硝酸7kg、质量浓度为85%的磷酸7kg、乙二胺四乙酸 1. 0kg、朽1檬酸0. 6kg、酒石酸2. 5kg及肌醇六磷酸0. 5kg依次加入，并搅拌均勾，再加入硝 酸锌30kg、磷酸二氢钙20. 5kg、磷酸二氢锌6. 8kg及磷酸二氢锰20. 25kg，搅拌溶解后再依 次加入聚合氯化铝0. 2kg、聚丙烯酰胺1. 0kg及多羟基羧酸化合物5kg，多羟基羧酸化合物 的组成为HEDP25wt%，聚丙烯酸4wt%，水73wt%，最后加水定容至规定的体积量，搅拌均 匀，调整磷化液pH范围为3. 5~5. 5。
[0026] 实施例4
[0027] 根据需要磷化液的体积量，计算各组分的量，以1000L磷化液计，先将水加至磷化 槽体积的40 %，将质量浓度为75 %的硝酸10kg、质量浓度为85 %的磷酸6kg、乙二胺四乙 酸1.lkg、柠檬酸2. 5kg、酒石酸0. 6kg及肌醇六磷酸0. 8kg依次加入，并搅拌均匀，再加入 硝酸锌25kg、磷酸二氢妈8. 8kg、磷酸二氢锌26. 5kg及磷酸二氢猛11. 25kg，搅拌溶解后再 依次加入聚合氯化铝0. 2kg、聚丙烯酰胺1. 0kg及多羟基羧酸化合物5kg，多羟基羧酸化合 物的组成为HEDP25wt%，聚丙烯酸4wt%，水73wt%，最后加水定容至规定的体积量，搅拌 均匀，调整磷化液pH范围为3. 5~5. 5。
[0028] 将金属零件浸于实施例1~4磷化液中，于10~15min后取出自然烘干，耐蚀性 按照GB/T6807-2001的规定标准进行检测，附着力按照GB1720-79的规定进行测定。
[0029] 将磷化试样降至室温立即浸入3%氯化钠水溶液中，在15~25°C下，保持规定的 时间，取出试样洗净、吹干，目视检查磷化表面是否出现锈蚀
[0030] 表1实施例1-4的处理结果
[0032]经检测，采用本发明实施例1、3、4所得磷化液的磷化效果最佳，使用本发明所得 环保磷化液的零件具有优秀的涂层附着力，磷化膜均匀细密，综合性能优异。
【主权项】
1. 一种环保型磷化液，其特征在于，所述的磷化液各组分及含量为：其中，所述的硝酸盐为硝酸锌、硝酸锰或硝酸钙中的一种以上； 所述的磷酸盐为磷酸锌、磷酸二氢锌、磷酸锰、磷酸二氢锰、磷酸钙或磷酸二氢钙中的 一种以上。2. 根据权利要求1所述的一种环保型磷化液，其特征在于，所述的磷化液各组分及含 量为：其中，所述的硝酸盐为硝酸锌、硝酸锰或硝酸钙中的一种以上；所述的磷酸盐为磷酸二 氢锌、磷酸二氢锰或磷酸二氢钙中的一种以上。3. 根据权利要求1所述的一种环保型磷化液，其特征在于，所述的多羟基羧酸化合物 的组成为JEDP20~25wt%，聚丙烯酸2~5wt%，余量为水。4. 根据权利要求3所述的一种环保型磷化液，其特征在于，所述的多羟基羧酸化合物 的组成为ffiDP22wt%，聚丙烯酸4wt%，水74wt%。
【专利摘要】本发明提供一种环保型磷化液，属于工业磷化液领域。该磷化液包括Zn2+、Mn2+、Ca2+还包括硝酸盐、磷酸盐、乙二胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸、肌醇六磷酸、多羟基羧酸化合物、聚合氯化铝及聚丙烯酰胺。本发明方法制备的磷化液稳定性好，工艺操作简单、控制技术难度小、成膜速度快、膜层均匀细腻，具有较好的耐蚀性，增强各金属部件与涂层的附着力，而且该磷化液的应用范围广范，成本低，使用方便，有利于工业化生产。
【IPC分类】C23C22/07
【公开号】CN104962893
【申请号】CN201510387182
【发明人】邓金玲
【申请人】大连碧城环保科技股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月30日