專利名稱：多功能鋼鐵表面處理液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬表面處理液及其制作方法。
“金屬防腐”一直是世界各國研究、探討的重大課題。早在1906年，英國T．W．Cosiett開發(fā)了磷化處理法，獲得第一個專利。美國軍方在第一次世界大戰(zhàn)后，重視研究鋼鐵防腐技術。我國從30年代開始，鋼鐵防腐工藝以及涂料產(chǎn)品也逐漸得到發(fā)展。但是，無論是國外還是國內(nèi)，這一方面的技術都不完善。自70年代起，美、英、日、德等科技大國，對于“金屬腐蝕”等相關問題的研究作了重大的改革和創(chuàng)新，過去那種只一味研究如何強化和固化“面漆”的傳統(tǒng)觀念，已不符合當前保護鋼鐵，提高防腐質(zhì)量的要求。經(jīng)實踐證明，在整個防腐過程中，漆前鋼鐵表面的預處理不當，將嚴重影響金屬防腐的壽命和成效。現(xiàn)代金屬防腐理論認為，應首先將產(chǎn)生初期胚芽的活性氧化鐵(鐵銹)鈍化，并轉(zhuǎn)化為磷酸鐵，即以磷化作用改變“銹”的本質(zhì)，使其還原并與鐵結(jié)為一體，從而大大增強金屬防腐效能。
現(xiàn)有的金屬表面處理液，如“超低溫快速四合一磷化液”(公開號CN1109514A)、“多功能低溫金屬磷化液”(專利號ZL92102593．9)等，存在一些共同的缺點和不足之處，包括1、在原料的選擇上含有亞硝酸鈉或其它硝酸鹽成分，需要排放污水，對人體有害。
2、在處理金屬表面的過程需要加溫，消耗能源，而且在處理前一般都要有除油、除銹、清洗等多道工序，工藝復雜操作不便。
3、在處理效果上還不夠理想，穩(wěn)定性和耐久性較差。
本發(fā)明的目的即在于針對上述現(xiàn)有技術的不足之處，包括原料選擇上含有對人體有害的物質(zhì)，在處理工藝比較復雜需要加溫以及處理效果還不夠理想等方面的問題，而提供一種原料選擇無三廢污染問題，處理工藝簡單不需加溫，且處理后的表面耐蝕性能極強的多功能鋼鐵表面處理液。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一、配方(％)磷酸(工業(yè)級85％)28～32鋅皮或鋅塊、鋅粒0．25～0．32
酒石酸(工業(yè)級、食用級)0．8～1硫脲(工業(yè)級) 0．5～0．7聚乙二醇(6000～8000分子) 0．11～0．16潔凈劑(十二烷基苯磺酸鈉) 1．5～2．5分析純鉬酸胺 0．08～0．12水余量二、制作工藝1．用中桶一只，將鋅皮或鋅塊碎成小塊，加入上述配方中磷酸重量的4％的磷酸溶解，調(diào)成糊狀溶液。
2．用攪拌機一臺，按上述配方重量加入水，然后加入配方重量的酒石酸、硫脲、聚乙二醇攪拌，待徹底溶解后把中桶中的糊狀溶液加到攪拌機中攪拌，同時把剩余的磷酸全部加入，然后加入預先溶解好的分析純鉬酸胺，最后加入十二烷基苯磺酸鈉，如果要處理的金屬表面油污量太重，還可加入1～1．5kg的聚氧乙烯烷劑酚醚。
3．過濾、包裝成產(chǎn)品。
按上述配方和工藝大致可配制成1噸產(chǎn)品。產(chǎn)量變大或變小均按配方的比例進行。
本發(fā)明的多功能鋼鐵表面處理液由適量的磷酸、有機酸、表面活性劑、催化劑、還原劑、緩蝕劑、鈍化劑等多種化工原料配制而成。它具有以下優(yōu)點和效果1．集除油、除銹、磷化、鈍化為一體，操作方法簡單?？稍诔叵乱越n、噴淋、涂刷等多種方法進行，其效率比機械噴砂、拋丸、敲鏟除銹等高1～3倍，比硫酸、鹽酸等強酸酸洗除銹高2倍以上。本液在除銹過程中對鋼板本身無任何腐蝕。經(jīng)本液處理后的鋼鐵工件不需再作清水沖洗，待干燥后即可直接進行噴漆、烘(烤)漆、靜電噴塑等涂裝，能為企業(yè)減輕勞動強度，節(jié)省大量能源和人工，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。
2．本液去除氧化皮及銹層能力強，生成的磷化膜層薄且耐沖擊、結(jié)晶致密、耐腐蝕性好。經(jīng)處理后鋼鐵表面所形成的鈍化膜呈銀灰色，是一種致密型細晶磷化層，用作油漆底層，可增強漆膜與鋼鐵基體的附著力及防護性，提高鋼鐵工件的涂裝質(zhì)量，有防銹固漆的獨特功能。只要嚴格施工管理、涂層質(zhì)量嚴格把關，防腐壽命可達20年之久。這是目前國內(nèi)采用的“磷化液”等不能相比的。
3．本液為微酸型，無重金屬成分，不含有害物質(zhì)，對人體皮膚無傷害，無“三廢”排放，不污染環(huán)境、不燃燒、不揮發(fā)，是當今理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品，符合政府部門對環(huán)保和勞動保護的要求，解決了當前國內(nèi)在鋼鐵表面處理過程中既損害工人健康，又污染周圍環(huán)境的嚴重問題。
4．本發(fā)明的多功能鋼鐵表面處理液與文獻中的選料中有明顯區(qū)別，本發(fā)明的多功能鋼鐵表面處理液由鋅粒、鋅塊或鋅皮與磷酸反應溶解，其效果較氧化鋅好，在現(xiàn)有技術中沒有這一獨創(chuàng)方法。
本發(fā)明的多功能鋼鐵表面處理液可通用于一切鋼鐵的防腐，并能代替防腐、防銹各類底漆，可廣泛應用于船舶、鐵道、車輛、軍械、橋梁、機械機電設備、石油化工設備、鋼結(jié)構(gòu)件、鋼瓶、鍋爐以及家用電器設備等領域。經(jīng)北京市涂料質(zhì)量監(jiān)督檢驗站進行全項目檢驗，各項指標均符合要求，某些指標已超過GB／T6807-86和GB／T12612-90國家標準以及JISK2246-80日本工業(yè)標準技術條件。目前已在鐵道、車輛、鋼鐵軋制等行業(yè)試用，用戶反映滿意。
理化性能指標
具體檢驗報告見附件1．北京市涂料質(zhì)量監(jiān)督檢驗站出具的“檢驗報告”；附件2．中國腐蝕與防護學會和北京腐蝕與防護咨詢培訓中心出具的“檢驗報告”。
使用方法及注意事項一、浸漬法浸漬法使用一般在車間內(nèi)進行，存放本液的容器需為耐酸槽。
步驟a．為避免降低槽液功能，首先清除鋼鐵組件表面的嚴重油脂、泥灰及堿性雜物。
b．將鋼鐵組件浸入放有本液的槽池內(nèi)，進行除氧化皮、銹層、磷化、鈍化綜合處理。槽液在低溫狀態(tài)下處理需浸漬20～30分鐘；常溫下處理，即35～45℃，浸漬5～15分鐘，浸漬過程中最好用空氣或其它方法使液體流動，較小異型零件采用超聲波振動。
c．經(jīng)處理后的工件須直立放置，通風干燥，待其完全干燥后，方可涂裝面漆或存儲。干燥時間一般為4～8小時，根據(jù)氣候條件變化而變化。
注意事項△使用過程中，浸漬的鐵件數(shù)量多、溶液與酸度相應減少，浸漬時間也逐步增加，這時要添加新液，保持一定酸度。
△槽液溫度不宜過高，如過高會造成處理后鋼鐵工件表面顏色不光亮，也不能長時間空加熱，以免消耗原料過多。
△使用一段時間后，如發(fā)現(xiàn)處理槽內(nèi)沉淀物較多時，可用400#鋼絲布過濾出沉淀物，溶液仍可使用。過濾處理出來的沉淀物加10％的生石灰拌和是種植花木、果樹的高效肥料。
★每公斤本液可處理6毫米以下鋼鐵面積不少于20平方米，即浸漬每平方米鋼板耗本液50～60g。
★銹層和氧化皮脫除率，在規(guī)定操作條件下為99％以上。
★經(jīng)處理后的鋼鐵工件存放在不潮濕的室內(nèi)可保持二年不“第二次生銹”，經(jīng)處理后的鋼鐵工件同時涂裝面漆后可保持十年以上不返銹。
二、噴淋(灑)涂刷法噴淋、涂刷法常用于室外鋼鐵組件的維護維修方面。
步驟a．鋼鐵組件上有嚴重銹斑的油脂以及石灰、水泥等堿性物須用鋼刷刷落或鏟除(一般銹蝕無需處理)。
b．用本劑原液噴淋、涂刷于鋼鐵組件表面，待其干燥后直接涂裝面漆。干燥時間為2～4小時，夏天1小時即可。
注意事項△未干燥之前不能急于涂裝面漆，以免降低漆膜與母材的附著力，影響涂裝質(zhì)量。
△經(jīng)處理后的鋼鐵組件，在未經(jīng)涂裝面漆之前不能接觸水分，防止破壞膜層。因此，在室外操作需盡早地涂裝面漆，確保質(zhì)量。
★在已嚴重銹蝕的鋼鐵組件表面噴、涂本劑后就能使鐵銹轉(zhuǎn)化為黑色絡合物。
★使用本液后形成的磷酸鹽膜層用作油漆底層，不需再涂防銹底漆，并可節(jié)省面漆30～40％。
★本液每公斤可噴涂20～23平方米鋼鐵件。
經(jīng)本液綜合處理后的鋼鐵工件有下列情況出現(xiàn)，均為允許缺陷a．輕微水跡、擦白及掛灰現(xiàn)象；b．除去銹蝕處與整體色澤不一致。
本液為原液使用、不需調(diào)和。
本液必須與面漆配套使用，才能得到防腐效果。
本液不易揮發(fā)變質(zhì)，在常溫下放置于陰涼處，有效期為二年。
權(quán)利要求
1.一種多功能鋼鐵表面處理液，由磷酸、有機酸、表面活性劑、催化劑、還原劑、緩蝕劑、純化劑等原料組成，其特征在于它的具體配比(％)如下磷酸 28～32鋅皮或鋅塊、鋅粒 0．25～0．32酒石酸0．8～1硫脲 0．5～0．7聚乙二醇 0．11～0．16十二烷基苯磺酸鈉 1．5～2．5分析純鉬酸胺 0．08～0．12水余量
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于它的具體制作工藝如下(1)用中桶一只，將上述配方比例的鋅皮或鋅塊碎成小塊，加入上述配方中磷酸重量的4％的磷酸溶解，調(diào)成糊狀溶液；(2)用攪拌機一臺，加入水320kg，然后加入上述配方重量的酒石酸、硫脲、聚乙二醇攪拌，待徹底溶解后把中桶中的糊狀溶液加到攪拌機中攪拌，同時把剩余的磷酸全部加入，然后加入分析純鉬酸胺，最后加入十二烷基苯磺酸鈉；(3)過濾、包裝成產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于在完成上述工藝(1)、(2)后還可加入1～1．5kg的聚氧乙烯烷劑酚醚。
全文摘要
一種多功能鋼鐵表面處理液,其配方的百分比(%)為:磷酸28～32、鋅皮(或鋅塊、鋅粒)0.25～0.32、酒石酸0.8～1、硫脲0.5～0.7、聚乙二醇0.11～0.16、十二烷基苯磺酸鈉1.5～2.5、分析純鉬酸胺0.08～0.12,其余為水。這種處理液的最大特點是集除油、除銹、磷化、鈍化為一體,可以在常溫下以浸漬、噴淋、涂刷等多種方法進行,對金屬表面不需要預先除油、除銹、清洗,也不需要加溫,因此操作十分簡單,而且在配制過程無三廢排放,是一種環(huán)保型的產(chǎn)品,用于鋼鐵表面的防腐、防銹,效果極佳。
文檔編號C23C22/42GK1294204SQ9912219
公開日2001年5月9日 申請日期1999年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月2日
發(fā)明者沈林華, 李連生 申請人:沈林華