专利名称：纳米无磷无铬皮膜剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属表面涂装前处理剂，尤其是一种可有效降低涂装前处理成 本、节能环保的纳米无磷无铬皮膜剂。
背景技术：
金属表面涂装是国内外金属加工过程中一个首选工艺，而在涂装前需要对金属表 面进行处理。目前所用的处理剂(皮膜剂)大多是磷化液和铬酸盐两种，磷化液是冷扎板、 热扎板、镀锌板等金属表面涂装前的主流处理剂，铬酸盐主要用于铝制品的表面处理。但 是，磷化液和铬化剂存在着如下弊病1.金属涂装前的处理成本高。铬化液中含有铬、镍等严重危害环境的有害重金属， 其中铬属于国家一类禁排物，镍属于国家二类禁排物，其废水处理费用高；磷化液主要成分 是磷酸和氧化锌，其废水中含有大量磷化物和锌，废水排放需要进行环保处理，同时磷化液 属于反应性皮膜剂，在成膜过程中产生大量残渣，因残渣中含大量有害重金属和大量磷化 物，也都需要进行环保处理；2.使用时均需要加热(68°C左右)，加热不仅浪费能源而且还需要配套锅炉等设 备，同时还要支出燃料、工资及设备维修费等，加大使用成本；3.每周需要停产清槽一次，既造成能耗的浪费、增大排污量(COD超标)，同时还影 响生产进度；4.处理单位面积少且每公斤处理单位面积10 13平方米，处理成本过高。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可有效降低涂装前 处理成本、节能环保的纳米无磷无铬皮膜剂。本发明的技术解决方案是一种纳米无磷无铬皮膜剂，其特征在于将原料混合后 用PH调节剂调pH值至7. 0 7. 5，各原料的质量百分比为硅酸盐20 --30%
氟硅酸盐10 --20%
水分散纳米态硅胶5 10%
酚醛树脂0. 5
稳定剂0. 2 0.5%
增稠剂0. 1 1.5%
流平剂0. 1 2.5%
成膜助剂0. 3 0.4%
润湿剂0. 1 0.2%
抗氧剂0. 1 0.2%
水余里ο
本发明所形成的膜层厚度仅相当于磷化过程所产生膜层的1/100，但其杂化反应 所产生的分子键结构，使膜层的附着力比磷化膜更牢固，能够显著提高涂料与金属的附着 力，延长金属的耐腐蚀时间，耐腐蚀性能指标明显优于铁系磷化O7e-Phos)。本发明不含铬、 镍及其他有毒重金属、无亚硝酸盐、无磷酸盐和挥发性有机成份、无沉渣及废水处理问题， 有效降低涂装前处理成本；常温操作，不需要加热，大幅降低能耗、节能环保；可缩短工艺 流程时间(只需要30秒 5分钟)，使金属涂装前处理操作更加简单。
图1是本发明实施例处理冷轧板时膜重与处理时间的关系曲线图。图2是本发明实施例处理冷轧板时达到恒定膜重所需时间与处理温度关系曲线 图。
具体实施例方式取下列原料及质量百分比硅酸盐20 30%、氟硅酸盐10 20%、水分散纳米 态硅胶5 10%、酚醛树脂0.5 1%、稳定剂0.2 0.5%、增稠剂0. 1 1.5%、流平剂 0. 1 2. 5%、成膜助剂0. 3 0. 4%、润湿剂0. 1 0. 2%、抗氧剂0. 1 0. 2%及水余量。各原料具体质量可在上述范围内选择，总质量为100%。将各组分混合后用pH调节剂调pH值至7. 0 7. 5。使用时不需要对原有设备做任何的工艺改造，只把原有的磷化液池槽刷洗干净， 倒入本产品即可。可适用于冷轧板、热轧板、镀锌板、铝及铝合金的表面处理，尤其适合于粉 末涂装前处理，涉及机车制造、轮船、汽车、家电、电子、石油、发电、钢铁、航空航天、家电、铝 材、车床、医疗器械、体育用品、军工、电子金属加工等诸多行业，应用领域广阔，市场空间巨 大。应用本发明实施例进行金属涂装前处理时间与膜重的关系曲线(20°C 士 1°C )如 图1所示，图1曲线说明金属氧化物纳米粒子沉淀物(皮膜)在20到30秒内即达到稳定 水平。随后，金属氧化物粒子持续维持相对恒量并进入自我沉淀限制机制；随着时间推移， 硅在先期形成的金属氧化物矩阵中沉淀下来以密封离子间空隙。应用本发明实施例进行金属涂装前处理的温度与皮膜达到恒定膜重(57士aiig/ m2)所需时间的关系曲线如图2所示由于HF与金属的反应速度随温度变化较小，因此随着 温度的升高成膜速度增加的并不显著，皮膜达到恒定膜重所需的时间随着温度的升高并未 明显缩短，而在5 35°C之间，成膜的时间由55秒缩短至20秒。
权利要求
1. 一种纳米无磷无铬皮膜剂，其特征在于将原料混合后用pH调节剂调pH值至7. 0 7. 5，各原料的质量百分比为硅酸盐20 --30%氟硅酸盐10 --20%水分散纳米态硅胶5 10%酚醛树脂0. 5 稳定剂0. 2 0. 5%增稠剂0. 1 1. 5%流平剂0. 1 2. 5%成膜助剂0. 3 0. 4%润湿剂0. 1 0. 2%抗氧剂0. 1 0. 2%水余里ο
全文摘要
本发明公开一种可有效降低涂装前处理成本、节能环保的纳米无磷无铬皮膜剂，是将原料混合后用pH调节剂调pH值至7.0～7.5，各原料的质量百分比为硅酸盐20～30％、氟硅酸盐10～20％、水分散纳米态硅胶5～10％、酚醛树脂0.5～1％、稳定剂0.2～0.5％、增稠剂0.1～1.5％、流平剂0.1～2.5％、成膜助剂0.3～0.4％、润湿剂0.1～0.2％、抗氧剂0.1～0.2％及水余量，各原料具体质量可在上述范围内选择，总质量为100％。
文档编号C23C22/68GK102102202SQ20091024850
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者李兰媛 申请人:大连羽兰化工工贸有限公司