汽车离合器表面无磷磷化处理液及其处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车离合器表面无磷磷化处理液及其处理工艺，原料按如下重量配比制成：硅烷偶联剂8~12%，环氧树脂5~10%，反应促进剂1~2%，其余为去离子水。硅烷偶联剂成分中含有：KH-560——3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷：64~96g/L，KH-570——γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：16~24g/L；硅烷偶联剂中KH560和KH570的质量比为4:（0.95~1.05），并用质量分数为9~11%HNO3溶液调节有机硅烷水溶液pH至3~4之间；环氧树脂由市场所售，固含量在57~63%之间；所述处理液中环氧树脂的固含量控制在3~10%之间。本发明用以替代目前离合器表面磷化处理的处理液，在保证离合器表面膜涂装质量的情况下，工艺步骤简单，减少原来磷化处理产生的废渣废气。
【专利说明】汽车离合器表面无磷磷化处理液及其处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无磷磷化处理液及处理工艺，尤其涉及一种汽车离合器表面无磷磷化处理液及该处理液的使用方法。
【背景技术】
[0002]磷化处理技术广泛应用于汽车工业、机械工业、造船工业、航空工业、家用电器、装备制造等领域，经过一百多年的发展，磷化技术在近代已取得了很多新的成果，在许多化学表面转化处理工艺中，磷化处理占有重要地位。但磷化液对环境副作用较大，因而寻找磷化的替代技术，是研究的热点。
[0003]硅烷处理是以硅烷偶联剂为主体对金属表面进行处理。硅烷偶联剂R' (CH2),Si (OR) 3分子的一端是硅酸酯(S1-OR)，在使用前经过水解变成硅醇，通过S1-OH与金属表面的金属离子形成化学键而成膜。硅烷偶联剂的另一端为有机官能团，它能与有机相分、涂料或油漆相兼容，剩余的硅烷分子 则通过S1-OH基团之间的凝聚反应在金属表面形成具有S1-O-Si三维网状结构的硅烷膜，这就使金属与有机相分间的结合强度得到明显地提高即附着力增强，钢板表面耐蚀性也得到明显改善。
[0004]分子结构中含有环氣某闭的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物化性能，它对金垦和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，因而广泛应用于工业生产中。
[0005]近几年，国内有很多关于无磷磷化和磷化替代技术的报道，如中国专利CN201210429685.2公开了一种用于镀锌板的自修复无磷陶化处理液，能在镀锌板表面通过模板剂自组装形成一层致密的无定型膜。中国专利CN201210376052.X公开了一种钢铁表面无磷无铬钝化成膜液及其使用方法，钢铁金属浸泡在钢铁表面无磷无铬钝化成膜液中反应10-360分钟，即在钢铁金属表面形成无磷无铬转化膜层。中国专利CN201210371981.1公开了一种镁合金表面无磷无铬环保型转化膜的制备方法，温度1(T99°C的条件下处理I~45分钟，在镁合金表面形成的一层无磷无铬转化膜层。中国专利CN201080048852.8公开了一种表面处理液，该表面处理液含有水溶性锆化合物、四烷氧基硅烷、具有环氧基的化合物、螯合剂、硅烷偶联剂、钒酸和金属化合物等。但上述专利均未涉及关于汽车离合器表面的无磷磷化处理，并且汽车离合器是具有一定形状的工件，一般处理液很难在工件内腔、拐角等地方形成转化膜，专利涉及处理工艺或时间长，或配方成分复杂不利于实际生产。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是针对现有技术存在的上述不足，而提供一种汽车离合器表面无磷磷化处理液，用以替代目前离合器表面磷化处理的处理液，在保证离合器表面膜涂装质量的情况下，工艺步骤简单、操作方便，减少原来磷化处理产生的废渣废气，提高企业生产过程的绿色环保程度。
[0007]本发明的另一目的是提供一种汽车离合器表面无磷磷化处理液的处理工艺。[0008]为实现本发明的上述目的，本发明一种汽车离合器表面无磷磷化处理液采用以下技术方案:
本发明一种汽车离合器表面无磷磷化处理液包括由下列原料按如下重量配比制成:硅烷偶联剂8~12%，环氧树脂5~10%，反应促进剂广2%，其余为去离子水；所述的硅烷偶联剂成分中含有:
KH-560——3- (2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷:64~96g/L，
KH-570——Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:16~24g/L ；
所述硅烷偶联剂中KH560和KH570的质量比为4: (0.95~1.05)，并用质量分数为9~11%HNO3溶液调节有机硅烷水溶液pH至3~4之间；
所述环氧树脂由市场所售，固含量在57飞3%之间；所述处理液中环氧树脂的固含量控制在3~10%之间。
[0009]所述硅烷偶联剂质量比应严格控制在4:1为最佳，并用质量分数为10% HNO3溶液调节有机硅烷水溶液PH至3~4之间，当KH560和KH570的质量比在4:1形成的转化膜耐蚀性最好。所述硅烷偶联剂主要提供基体和膜层的粘结力，硅烷偶联剂分子中所含有的环氧基在固化后具有优异的理化性能，能够提高基体的耐蚀性。所述硅烷偶联剂重量比控制在10%左右时不仅可以保证形成转化膜的质量而且有利于降低生产成本。
[0010]所述环氧树脂由市场所售，固含量在60%左右。所述处理液中环氧树脂的固含量需控制在10%以下。固含量过高，溶液粘稠度变大，在工艺过程中易造成工件表面粘稠度过高，影响离合器的使用性能。
[0011]上述处理液的制备方法，其特征在于:在反应釜中加入一定量的去离子水，在搅拌状态下加入硅烷偶联剂，用质量分数为10%硝酸调节处理液pH。搅拌I小时后，加入环氧树月旨，搅拌2小时待环氧树脂充分溶解后，静置I天使用。
[0012]本发明汽车离合器表面无磷磷化处理液的处理工艺用于离合器表面形成无磷转化膜的工艺条件为:处理液pH3~4，处理温度25~35°C，处理时间60-80秒，固化温度8(Tl00°C，固化时间3~5分钟。
[0013]本发明汽车离合器表面无磷磷化处理液的处理工艺包括:脱脂一水洗一烘干一无磷磷化一固化。具体采用以下步骤:
(1)对工件进行脱脂；
(2)常温下进行喷淋水洗，时间为4飞分钟；
(3)60±5°C左右对工件进行烘干；
(4)进行无磷磷化处理；
(5)对无磷转化膜进行固化。
[0014]评价本发明汽车离合器表面无磷磷化处理液用于离合器表面形成无磷转化膜的性能，主要是对涂装后无磷转化膜的质量进行评价。评价结果通过以下实验内容得到:
(1)处理液的稳定性
将处理液置于室温条件下，密闭保存三个月，观察处理液的状态。
[0015](2)中性盐雾试验
参照GB10125-1997对无磷转化膜进行中性盐雾实验。本实验所用的腐蚀溶液为5%氯化钠溶液，溶液pH=7(±0.5)，喷箱内温度为35( + 2) °C，沉降量为2mL/(80cm2*h),试样与盐雾架垂直方向成30°放置，连续喷雾200小时后，观察工件表面画叉处的锈蚀宽度。
[0016](3)附着力试验
附着力的试验使用专门的测定仪在漆膜表面画出一串互相部分重叠交叉的圆观察这些重叠交叉的圆所围成的面积内漆膜脱落的情况，评定时分为7级。
[0017]本发明汽车离合器表面无磷磷化处理液及其处理工艺的优点在于:(I)硅烷偶联剂作为主成膜物质，产生废气废渣少，排放的工业废水中污染物少、对环境危害小，并且硅烷偶联剂成膜后表面均匀光滑，摩擦性能良好；(2)环氧树脂具有较高热稳定性、耐磨损，在高温环境使膜层保持良好的摩擦性能，提高离合器的使用寿命；(3)由于环氧树脂本身具有一定粘度，工件经过表面处理后可以直接与离合器油纸粘附在一起，降低企业的生产成本；(4)汽车离合器表面无磷磷化处理工艺步骤简单，环保安全，无需定期清理沉渣和测定处理液的总酸等参数；(5)有机硅烷和环氧树脂具有一定黏度，可以在汽车离合器的内腔以及拐角处形成一定厚度转化膜，提高汽车离合器整体的耐蚀性。
【具体实施方式】
[0018]为进一步描述本发明，下面通过实施例对本发明汽车离合器表面无磷磷化处理液及其处理工 艺做详细说明。
[0019]实施例1
本实施例的处理液按重量计，包括以下组分:KH570 1.6%,KH560 6.4%，环氧树脂5%，促进剂1%，余量为水。控制处理液的PH范围为31。
[0020]实施例2
本实施例的处理液按重量计，包括以下组分:KH570 2%，KH560 8%，环氧树脂7.5%，促进剂1.5%，余量为水。控制处理液的pH范围为31。
[0021]实施例3
本实施例的处理液按重量计，包括以下组分:KH570 2.4%, KH560 9.6%，环氧树脂10%，促进剂2%，余量为水。控制处理液的pH范围为31。
[0022]实施例4
本实施例的处理液按重量计，包括以下组分:KH570 1.6%,KH560 6.4%，环氧树脂7%，促进剂1%，余量为水。控制处理液的PH范围为31。
[0023]实施例5
本实施例的处理液按重量计，包括以下组分:KH570 2%，KH560 8%，环氧树脂9%，促进剂2%，余量为水。控制处理液的pH范围为31。
[0024]实施例6
本实施例的处理液按重量计，包括以下组分:KH570 2.4%，KH560 9.6%，环氧树脂5%，促进剂2%，余量为水。控制处理液的pH范围为31。
[0025]以上每一个的具体实例中无磷磷化的处理工艺包括以下步骤:
(1)对工件进行脱脂；
(2)常温下进行喷淋水洗，时间为5分钟；
(3)60°C左右对工件进行烘干；
(4)进行无磷磷化处理；(5)对无磷转化膜进行固化。
[0026]表1无磷转化膜性能测试结果
【权利要求】
1.一种汽车离合器表面无磷磷化处理液，其特征在于包括由下列原料按如下重量配比制成:硅烷偶联剂8~12%，环氧树脂5~10%，反应促进剂广2%，其余为去离子水；所述的硅烷偶联剂成分中含有: KH-560——3- (2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷:64~96g/L， KH-570——Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:16~24g/L ； 所述硅烷偶联剂中KH560和KH570的质量比为4: (0.95~1.05)，并用质量分数为9~11%HNO3溶液调节有机硅烷水溶液pH至3~4之间； 所述环氧树脂由市场所售，固含量在57飞3%之间；所述处理液中环氧树脂的固含量控制在3~10%之间。
2.如权利要求1所述的汽车离合器表面无磷磷化处理液，其特征在于:所述硅烷偶联剂中KH560和KH570的质量比为4:1，并用质量分数为10% HNO3溶液调节有机硅烷水溶液pH至3~4之间。
3.如权利要求1或2所述的汽车离合器表面无磷磷化处理液的处理工艺，其特征在于用于离合器表面形成无磷转化膜的工艺条件为:处理液pH3~4，处理温度25~35°C，处理时间60~80秒，固化温度8(Tl00°C，固化时间3~5分钟。
4.如权利要求3所述的汽车离合器表面无磷磷化处理液的处理工艺，其特征在于处理过程包括以下步骤: (1)对工件进行脱脂； (2)常温下进行喷淋水洗，时间为4飞分钟； (3)60±5°C左右对工件进行烘干； (4)进行无磷磷化处理； (5)对无磷转化膜进行固化。
【文档编号】C23C22/50GK103540923SQ201310454516
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】张千峰, 孙晨阳, 张振海, 彭仕柱, 陈育军 申请人:安徽奥尔民汽车零部件制造有限公司