阅读说明：本技术 一种防腐环保型磷化剂和该磷化剂的制备方法 (Anticorrosive environment-friendly phosphating agent and preparation method thereof ) 是由 段国发 胡国辉 刘腾 赵强 周晗 陈鹏 彭小明 蒲伟 向彬 张志强 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种防腐环保型磷化剂和该磷化剂的制备方法,按每升体积计,该磷化剂各组分质量为：氧化锌140～150g、硝酸170g～190g、磷酸110g～130g、硝酸钙15g～30g、四硼酸钠1.5g～2g,稳定剂3g～4g、络合剂1g～1.7g、助剂2g～4g,其余为水。制备方法是：首先用部分水将氧化锌调成糊状,加入硝酸和磷酸于糊状物中,搅拌溶解,待温度降至45℃以下时,再依次加入硝酸钙、四硼酸钠,再依次加入所述稳定剂、络合剂、助剂,最后加入剩余的水。本发明的技术效果是：磷化剂使用过程中不再需要分析、调整,操作简便、适用；且能减少磷化沉渣,生成的磷化膜均匀、致密,其结晶为柱状,具有较高的耐蚀性。(The invention discloses an anticorrosive environment-friendly phosphating agent and a preparation method thereof, and the phosphating agent comprises the following components in parts by mass per liter: 140-150 g of zinc oxide, 170-190 g of nitric acid, 110-130 g of phosphoric acid, 15-30 g of calcium nitrate, 1.5-2 g of sodium tetraborate, 3-4 g of stabilizer, 1-1.7 g of complexing agent, 2-4 g of assistant and the balance of water. The preparation method comprises the following steps: firstly, mixing zinc oxide into paste by using part of water, adding nitric acid and phosphoric acid into the paste, stirring and dissolving, when the temperature is reduced to be below 45 ℃, sequentially adding calcium nitrate and sodium tetraborate, sequentially adding the stabilizer, the complexing agent and the auxiliary agent, and finally adding the rest water. The invention has the technical effects that: the phosphating agent does not need to be analyzed and adjusted in the using process, and is simple and convenient to operate and applicable; and the phosphorization sediment can be reduced, the generated phosphorization film is uniform and compact, the crystal of the phosphorization film is columnar, and the corrosion resistance is higher.)

一种防腐环保型磷化剂和该磷化剂的制备方法

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种在涂漆前预处理的磷化剂和该磷化剂的制备方法。

背景技术

金属基体在涂装、防锈、耐磨和润滑等方面需要进行表面的转化膜处理，从而改变金属表面特性，满足工艺需要，磷化膜具有一定厚度和微观空隙，通过后处理能获得防锈、耐磨、润滑的效果，由于金属基体表面的比表面积增大，能够有效增加漆膜在金属表面的附着力，进而提高金属的耐蚀性，延长产品的使用寿命。

目前金属工件表面大多采用磷化剂进行化学处理，使其表面生成一层具有一定厚度的磷酸盐转化膜，即磷化膜。但市场上的磷化剂需要控制酸比、总酸度和游离酸度，使用过程中需要添加促进剂经常予以调整、分析，此过程会产生大量的沉渣、不定期的倒槽清理沉淀，使用不稳定且很不方便、劳动强度较大。

发明内容

针对现有磷化剂存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种防腐环保型磷化剂，它使用过程中不需要分析、调整，用水按要求配制并加热至规定温度即可正常生产使用，操作简便、适用；且能减少磷化沉渣。本发明还提供一种该磷化剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种防腐环保型磷化剂，按每升体积计，各组分质量为：氧化锌140g～150g、硝酸170g～190g、磷酸110g～130g、硝酸钙15g～30g、四硼酸钠1.5g～2g,稳定剂3g～4g、络合剂1g～2g、助剂2g～4g，其余为水。

所述稳定剂为原儿茶酸。稳定剂能够稳定酸度，有利于稳定控制磷化剂的酸比。

所述络合剂为柠檬酸、酒石酸的混合物或柠檬酸盐、酒石酸盐的混合物。络合剂具有细化磷化晶粒，提高磷化膜耐蚀性，同时也可大幅度减少沉渣的产生。

所述助剂为二甲基脲或其衍生物。助剂吸附在金属表面，使磷化结晶核向四边扩散，有利于形成柱状结晶。

本发明提供的上述磷化剂的制备方法，首先用部分水将氧化锌调成糊状，加入硝酸和磷酸于糊状物中，搅拌溶解，待温度降至45℃以下时，再依次加入硝酸钙、四硼酸钠,再依次加入所述稳定剂、络合剂、助剂，每加入一种原料搅拌使其溶解后再加入下一种规定数量的材料，最后加入剩余的水进行搅拌，即得到所述磷化剂。

本发明的技术效果是：

由于本发明的磷化剂具有稳定剂，在工件磷化处时，酸比、酸度均不需要在使用过程中进行分析控制，大幅度减少磷化沉渣，减少了磷化沉渣对环境的不利影响；不使用镍、铜等重金属，安全环保；又由于本发明的磷化剂具有助剂，生成的磷化膜均匀、致密，其结晶为柱状，具有较高的耐蚀性。

附图说明

本发明的

附图说明

如下：

图1为发明的实施例与现有的低温磷化剂对工件表面的磷化效果对比图；

(A)、实施例1磷化效果图；

(B)、实施例2磷化效果图；

(C)、实施例3磷化效果图；

(D)、实施例4磷化效果图；

(E)、现有低温磷化剂的磷化效果图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明：

实施例1

以1升体积计，各组份的质量为：氧化锌140g、硝酸175g、磷酸110g、硝酸钙15g、四硼酸钠2g,稳定剂（原儿茶酸）4g、络合剂（柠檬酸）1g、助剂（二甲基脲）2g，其余为水。

首先用部分水将氧化锌调成糊状，加入硝酸和磷酸于糊状物中，搅拌溶解，待温度降至45℃以下时，再依次加入硝酸钙、四硼酸钠,再依次加入本实施例所述的稳定剂、络合剂、助剂，每加入一种原料搅拌使其溶解后再加入下一种规定数量的材料，最后加入剩余的水，继续搅拌1h后过滤，即得到所述磷化剂。

实施例2

以1升体积计，各组份的质量为：氧化锌150g、硝酸190g、磷酸130g、硝酸钙20g、四硼酸钠2g,稳定剂（原儿茶酸）4g、络合剂（酒石酸）1.5g、助剂（二甲基脲）4g，其余为水。

首先用部分水将氧化锌调成糊状，加入硝酸和磷酸于糊状物中，搅拌溶解，待温度降至45℃以下时，再依次加入硝酸钙、四硼酸钠,再依次加入本实施例所述的稳定剂、络合剂、助剂，每加入一种原料搅拌使其溶解后再加入下一种规定数量的材料，最后加入剩余的水，继续搅拌1h后过滤，即得到所述磷化剂。

实施例3

以1升体积计，各组份的质量为：氧化锌140g、硝酸180g、磷酸120、硝酸钙30g、四硼酸钠2g,稳定剂（原儿茶酸）4g、络合剂（柠檬酸与酒石酸的混合物）1.2 g、助剂（二甲基脲）3g，其余为水组成。

首先用部分水将氧化锌调成糊状，加入硝酸和磷酸于糊状物中，搅拌溶解，待温度降至45℃以下时，再依次加入硝酸钙、四硼酸钠,再依次加入本实施例所述的稳定剂、络合剂、助剂，每加入一种原料搅拌使其溶解后再加入下一种规定数量的材料，最后加入剩余的水，继续搅拌1h后过滤，即得到所述磷化剂。

实施例4

以1升体积计，各组份的质量为：氧化锌145g、硝酸170g、磷酸125g、硝酸钙25g、四硼酸钠1.5g,稳定剂（原儿茶酸）3g、络合剂（柠檬酸盐与酒石酸盐的混合物）1.7g、助剂（二甲基脲）4g，其余为水。

首先用部分水将氧化锌调成糊状，加入硝酸和磷酸于糊状物中，搅拌溶解，待温度降至45℃以下时，再依次加入硝酸钙、四硼酸钠,再依次加入本实施例所述的稳定剂、络合剂、助剂，每加入一种原料搅拌使其溶解后再加入下一种规定数量的材料，最后加入剩余的水，继续搅拌1h后过滤，即得到所述磷化剂。

性能测试对比测试

1、磷化膜外观

将实施例1～4的磷化剂和市售的低温磷化剂，直接用水稀释5倍，按照标准GB/T6807-2001对金属工件表面进行处理，考查磷化膜质量情况，对磷化膜层的颜色、均匀性、结晶形态、耐蚀性等进行测试。

磷化工艺参数：磷化工件材料为Q235，磷化温度35～45℃，磷化时间10min～15min。工件表面的磷化效果见图1。

从图1看出：使用本发明的稳定剂和助剂后，工件上的磷化膜均匀、致密，呈柱状结晶，不但有利于漆膜的附着力，而且大大提高了漆膜的耐蚀性能。

2、磷化剂稳定性

将实施例1～4的磷化剂和市售的低温磷化剂，分别放入封闭容器内，40℃下保持24小时后，观察溶液外观变化，是否有分层、是否清澈透明。

3、耐蚀性

将实施例1～4的磷化剂和市售的低温磷化剂，直接用水稀释5倍，分别进行磷化处理，并用同种封闭剂进行封闭处理。盐水浓度3.5%水溶液，温度20℃～25℃。

备注：测试耐盐水的磷化样件，磷化后采用LD-2711水性封闭剂进行封闭处理。

性能对比测试结果见表1：

表1 测试结果

技术项目	磷化膜外观	磷化剂稳定性	耐盐水性
				实施例1	中灰色，均匀致密，柱状结晶	清澈透明、无分层、无浑浊	3h无锈蚀点，4h有轻微锈蚀
实施例2	中灰色，均匀致密，柱状结晶	清澈透明、无分层、无浑浊	4h无锈蚀点，5h有轻微锈蚀
				实施例3	中灰色，均匀致密，柱状结晶	清澈透明、无分层、无浑浊	5h无锈蚀点
实施例4	中灰色，均匀致密，柱状结晶	清澈透明、无分层、无浑浊	4h无锈蚀点，5h有轻微锈蚀
				市售磷化剂	浅灰色，均匀致密，片状结晶	浑浊、无分层、有少量沉淀	2h有轻微锈蚀

从表1看出：本发明所制得的磷化剂在使用过程中可大幅度减少磷化渣沉淀，且不含镍、铜等重金属离子，减少了对环境的污染。本发明制得的磷化剂成分为单一组分，加水稀释即可使用，而且不用分析调整酸比、酸度，长时间存放也不会产生分层、浑浊等现象，保证了磷化剂的有效性和质量稳定性。

本发明的磷化剂用于工件的阴极电泳涂漆前预处理，其质量稳定可靠，生产应用过程中不需要调整酸比及总酸度、游离酸度，只需要按规定比例添加并升温至工艺要求，按规定时间直接磷化即可得到高质量的预处理磷化膜，该磷化膜在室内自然存放3个月未出现锈蚀；经磷化处理后的产品直接进行阴极电泳涂漆，其漆膜附着力为0级。