专利名称：一种多功能金属表面前处理液及其制备方法
技术领域：
本发明属于化工领域，涉及一种多功能金属表面前处理液及其制作方法。
背景技术：
金属材料的防腐蚀是一世界难题，每年因腐蚀造成的损失是所有自然灾害的总 和，因腐蚀造成的工程结构失效与灾难更是难以估算。因此对金属材料和构件进行防腐蚀 处理不但刻不容缓，而且相当浩繁。而传统的金属表面处理基本都分为酸洗、钝化、磷化等 工艺步骤，不能够一次到位；而且整个工艺过程都离不开盐酸、硫酸、硝酸处理，对操作人员 有毒害作用；而处理完成后的污水中含有很多有毒物质，不进行处理对环境的污染十分严 重，且生产成本大。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供一种多功能金属表面前处理液及其制备方法，其集 除油、除锈、钝化、磷化四大功能于一体，而且环保卫生，可循环使用。为实现上述目的，本发明的技术方案为一种多功能金属表面前处理液，按重量百 分比计算，由下述组分配制组成氧化锌0. 2 0. 6%，磷酸10 30%，脂肪醇聚氧乙烯醚 0. 2 1. 5%，季胺盐0. 5 2%，双氧水0. 5 2%，羟甲基咪唑啉2 6%，乙二醇2 3%， 酒石酸8 15%，三聚磷酸钠1 3%，RH促进剂0. 1 0. 3%，苯并三氮唑0. 1 0. 5%， OP系列乳化剂1 6%，渗透剂0. 5 1. 5%，葡萄糖酸钠0. 5 1%，水30. 6 70%。作为本发明的优选实施例按重量百分比计算，由下述组分按比例配制组成氧 化锌0. 5%，磷酸18. 0%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%，季胺盐1.0%，双氧水0. 8%，羟甲基咪 唑啉4.0%，乙二醇2.5%，酒石酸10%，三聚磷酸钠1.4%，RH促进剂0.2%，苯并三氮唑 0. 3%，OP系列乳化剂5%，渗透剂1.0%，葡萄糖酸钠0.8%，水54%。作为本发明的进一步改进在于所述磷酸浓度为85%。所述乳化剂选用乳化剂0P-10，具有优良的勻染、乳化、润湿、扩散，抗静电性能，在 金属表面技术行业，用作镀锡光亮剂的载体，帮助主光亮剂的溶解并提高阴极极化。所述RH促进剂选用植酸，而植酸对绝大多数金属离子有极强络合能力；每个植酸 分子可提供六对氢原子使自由基的电子形成稳定结构，避免被保鲜物氧化变质；植酸有良 好导电性；且植酸基本无毒性。本发明中，各成分的主要功能为脂肪醇聚氧乙烯醚用于隔离稀酸和碱的中和反 应；季胺盐提供溶液电介质，除油；双氧水增强除锈功能；羟甲基咪唑啉用于除油、增白；乙 二醇作为助溶剂使用；氧化锌为成膜助剂；磷酸用于除锈、磷化；酒石酸能增强除锈效果； 三聚磷酸钠用于增强磷化；RH促进剂作为金属螯合剂，促进剂使用；苯并三氮唑起到增亮、 缓蚀剂的作用；乳化剂用于除油、并起防锈剂作用；渗透剂起到提高渗透效果，葡萄糖酸钠 作为促进剂使用。本发明中讲述的制备金属表面前处理液的方法，包括以下步骤(1)将氧化锌用4倍水化成糊状，再加入小部分磷酸搅拌为A溶液；(2)按下列次序依次向反应釜投入水、脂 肪醇聚氧乙烯醚、季胺盐、双氧水、羟甲基咪唑啉、乙二醇、A溶液、剩余部分磷酸、酒石酸、三 聚磷酸钠、RH促进剂、苯并三氮唑、OP系列乳化剂、渗透剂、葡萄糖酸钠；(3)最后，在常温下 搅拌1. 5-3. 0个小时，达到透明无结块的成品。作为本方法的进一步改进在于步骤(1)中，所述磷酸浓度为85%，而磷酸得加入 量可按与氧化锌摩尔比为21的比例加入。本发明是一种水基金属表面处理剂，其通过多种表面活性剂配合形成，具有较强 的润湿、乳化、分散、渗透、增容等综合效果，使金属表面油污得到清除并溶解，并可进一步 渗透进锈层，将锈渍一层层分解剥离，并能和黑色氧化皮化学反应，而达到除锈的目的。而 其磷酸及处理液中的金属螯合物、络合物在金属表面能立即形成钝化、磷化层，阻止金属表 面再度氧化锈蚀。同时致密粗糙的钝化、磷化层提供了金属部件油漆涂装和镀锌、镀镍的良 好附着力介面。本发明所述前处理液处理金属件时，可采用浸泡、喷淋、涂刷三种方法。浸泡法为 将本产品倒入浸洗槽内宜；将工件表面除尘后完全浸入处理液中；根据温度及锈蚀程度， 控制浸泡时间20-80分钟，并可加温处理；而后取出工件，干燥。喷淋法将处理液泵入喷啉室上方的喷嘴，使工件对着喷嘴下方，喷雾，并保持工 件湿润；一般控制时间为20 60分钟；后干燥、涂镀。涂刷法先清除工件表面浮尘、脏物； 用毛刷醮处理液刷于工件表面，并保持湿润；反复多次涂刷达到处理要求后干燥、涂镀工。本产品的主要成分为酒石酸、季铵盐、乙二醇、苯并三氮唑、磷酸、乳化剂、咪唑啉 和渗透剂，同时具有可循环使用，无污染、无排放的特点；即消耗后再添加，产生的少量残渣 可回收利用，不需要安装污水处理设备，节水节能，降低综合成本。同时，本产品无毒害废气 释放，改善了生产场所的空气质量，改善了操作人员的工作环境，并减轻了引发安全事故的 几率；节能环保，综合使用成本大大降低。
具体实施例方式实施例1 本发明涉及一种多功能金属表面前处理液，按重量百分比计算，由下 述组分配制组成氧化锌0.4%，磷酸12%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.8%，季胺盐1%，双氧水 1 %，羟甲基咪唑啉3 %，乙二醇3 %，酒石酸10 %，三聚磷酸钠2 %，RH促进剂0.2%，苯并三 氮唑0.2%，0P-10乳化剂3%，渗透剂1%，葡萄糖酸钠1%，水61.4%。本产品的制备方法为包括以下步骤(1)将氧化锌0.4%用4倍水化成糊状，再 加入浓度为85%的磷酸3%搅拌为A溶液；(2)按下列次序依次向反应釜投入水61. 4%, 脂肪醇聚氧乙烯醚0.8%、季胺盐1%，双氧水1%，羟甲基咪唑啉3%，乙二醇3%，A溶液、 磷酸9 %、酒石酸10 %，三聚磷酸钠2 %，RH促进剂0. 2 %、苯并三氮唑0.2%，0P-10乳化剂 3%，渗透剂1%，葡萄糖酸钠;(3)最后，在常温下搅拌2个小时，达到透明无结块的成品。实施例2 —种多功能金属表面前处理液，按重量百分比计算，由下述组分配制组 成氧化锌0.5%，磷酸18.0%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%，季胺盐1.0%，双氧水0.8%，羟 甲基咪唑啉4. 0 %，乙二醇2.5%，酒石酸10 %，三聚磷酸钠1.4%，植酸0.2%，苯并三氮唑 0.3%, OP系列乳化剂5%，JFC渗透剂1. 0%，葡萄糖酸钠0. 8%，水54%。
实施例3 —种多功能金属表面前处理液，按重量百分比计算，由下述组分配制组 成氧化锌0. 6 %，磷酸22 %，脂肪醇聚氧乙烯醚1.2%，季胺盐1.5%，双氧水1. 5 %，羟甲 基咪唑啉5 %，乙二醇2 %，酒石酸9 %，三聚磷酸钠2.2%，植酸0.1%，苯并三氮唑0. 4 %， OP系列乳化剂4%, JFC渗透剂1.2%,葡萄糖酸钠0. 6%，水48. 7%。本发明能很好的清除金属表面的油污、锈层和黑氧化皮层；能在金属表面形成一 层磷化、钝化保护膜，其厚度2. 0 3. 5 μ m，室内空气中存放数月不生锈，氯化钠溶液和硫 酸铜溶液试验均大于300秒；磷化、钝化膜的形成为后序涂漆或镀锌、镀镍的过渡层，使其 附着力达到国家标准的要求；磷化、钝化层能大大提高工件涂渡后的耐盐雾性、耐湿热性。 本产品经质监部门检测，符合GB/T12612-2005《多功能钢铁表面处理液通用技术条件》的 要求。本发明摒弃了传统的盐酸、硫酸、硝酸处理对环境的污染，对操作人员的毒害，对 酸洗、钝化、磷化工艺分步流程的改进达一步到位，使除油、酸洗、钝化、磷化四种工艺过程 一次性完成。本产品经上海化工研究院检测中心按照联合国《关于危险货物运输建议书》的方 法和程序进行爆炸、易燃、氧化剂、毒害、放射性、腐蚀及其它共七项危险性监定，无危险性 识别，可按普通货物条件办理包装和运输，确保了运输和保管的安全。本发明可替代传统酸洗、除油、钝化、磷化分步处理工艺，具有非常广阔的市场前 景，值得大规模推广。
权利要求
一种多功能金属表面前处理液，其特征在于按重量百分比计算，由下述组分配制组成氧化锌0.2～0.6％，磷酸10～30％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.2～1.5％，季胺盐0.5～2％，双氧水0.5～2％，羟甲基咪唑啉2～6％，乙二醇2～3％，酒石酸8～15％，三聚磷酸钠1～3％，RH促进剂0.1～0.3％，苯并三氮唑0.1～0.5％，OP系列乳化剂1～6％，渗透剂0.5～1.5％，葡萄糖酸钠0.5～1％，水30.6～70％。
2.根据权利要求1所述的一种多功能金属表面前处理液，其特征在于按重量百分比 计算，由下述组分按比例配制组成氧化锌0.5%，磷酸18.0%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%， 季胺盐1.0%，双氧水0.8%，羟甲基咪唑啉4. 0 %，乙二醇2. 5 %，酒石酸10 %，三聚磷酸钠 1.4%, RH促进剂0.2%，苯并三氮唑0. 3%，OP系列乳化剂5%，渗透剂1.0%，葡萄糖酸钠 0. 8%,/K 54%。
3.根据权利要求1或2所述的一种多功能金属表面前处理液，其特征在于所述乳化 剂选用乳化剂0P-10，磷酸为磷酸85%。
4.根据权利要求1或2所述的一种多功能金属表面前处理液，其特征在于所述RH促 进剂选用植酸。
5.一种制备如权利要求1所述的金属表面前处理液的方法，其特征在于包括以下步 骤(1)将氧化锌用4倍水化成糊状，再加入部分磷酸搅拌为A溶液；(2)按下列次序依次向 反应釜投入水、脂肪醇聚氧乙烯醚、季胺盐、双氧水、羟甲基咪唑啉、乙二醇、A溶液、剩余部 分磷酸、酒石酸、三聚磷酸钠、RH促进剂、苯并三氮唑、OP系列乳化剂、渗透剂、葡萄糖酸钠； (3)最后，在常温下搅拌1. 5-3. 0个小时，达到透明无结块的成品。
全文摘要
本发明涉及一种多功能金属表面前处理液及其制备方法，多功能金属表面前处理液由氧化锌0.2～0.6％，磷酸10～30％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.2～1.5％，季胺盐0.5～2％，双氧水0.5～2％，羟甲基咪唑啉2～6％，乙二醇2～3％，酒石酸8～15％，三聚磷酸钠1～3％，RH促进剂0.1～0.3％，苯并三氮唑0.1～0.5％等组分配制组成。方法步骤1.将氧化锌用水化成糊状，再加入部分磷酸搅拌为A溶液；2.依次向反应釜投入水、脂肪醇聚氧乙烯醚、季胺盐、双氧水、羟甲基咪唑啉、乙二醇、A溶液等物质；3.常温搅拌1.5-3.0小时，达到透明无结块成品。本发明可循环使用，无污染、无排放，节能环保，成本降低。
文档编号C23G1/08GK101949018SQ20101024891
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者王凤宪 申请人:常州人和地义新材料科技有限公司