[发明专利]一种常温四合一漆前处理剂

说明书

技术领域

本发明涉及化学领域，特别是涉及到一种常温四合一漆前处理剂的配方及其配制方法。

背景技术

随着表面技术处理的长足进步，钢铁漆前处理剂的研究正朝着无毒、常温下能快速在钢铁表面上形成细结晶和高耐蚀性的磷化钝化膜的方向发展。随着国内外研究队伍日益壮大，漆前处理剂的新品种不断涌现。一种能同时完成脱脂、去锈、磷化、钝化的四合一漆前处理剂受到了人们注意和重视。

现有的四合一漆前处理剂仍然存在着种种问题需要继续改进和进一步提高。诸如：李信洲研制的四合一磷化液，不仅制备工艺复杂；而且配方中使用环保严格控制的铬盐；处理过程需要加热，消耗能源；磷化后须经水洗，再用三乙醇胺∶水＝1∶2的溶液封闭，综合生产成本较高【李信洲，四合一磷化工艺介绍，材料保护1985(1)：33】。又如：一种能同时完成脱脂、去锈、磷化的多功能磷化液是由氧化锌10-15g/L、硝酸10-20g/L、磷酸40-50g/L、去污剂3-5g/L、硝酸铁0.4-0.5g/L和棓酸1-1.5g/L配制而成的水溶液【发明专利SU673663】。这种处理剂不仅剂量大，棓酸贵，综合生产高；而且处理温度高达90-95℃，消耗大量能源。凡此种种，皆不符合漆前处理剂的发展总趋势的要求。为此，发明人研制了一种性能更为优异的常温四合一漆前处理剂，以期取而代之。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基本无毒；常温下同时具有快速脱脂、去锈、磷化、钝化等功能，且能在钢铁表面形成细结晶和高耐蚀性的磷化钝化膜的常温四合一漆前处理剂。

为实现本发明之目的所采取的技术路线和作用原理如下：

技术路线：

本发明以本人先前研制的“常温高效除锈化锈处理剂”的配方为基础，这种处理剂是由磷酸、氧化锌、钼酸钠、间硝基苯甲酸、单宁酸、水杨酸、乙醇和水配制而成的，经过酸度筛选、除油剂的筛选，衍化成常温四合一漆前处理剂。

(1)酸度筛选：若酸度太高，钢铁一直处于溶解状态，成膜速度慢，甚至不能成膜；若酸度太低，又影响到除锈速度。处理剂的酸度主要是由磷酸提供的，实验表明：磷酸的合适用量为300-350g/kg。

(2)除油剂的筛选：为使处理剂具备除油去污功能，作者从多种表面活性剂：诸如OP-10、AEO-9、6501和十二烷基苯磺酸钠等，挑选出十二烷基苯磺酸钠作为除油去污剂。实验表明：它的合适用量为4-8g/kg。

常温四合一漆前处理剂的化学组成如下：

磷酸(85％)300～350g/kg    氧化锌(≥99％)    0.5～1.5g/kg

钼酸钠(≥99％)0.5～1.5g/kg  间硝基苯甲酸(≥99％)0.05～0.15g/kg

单宁酸(≥98％)0.2～0.8g/kg  水杨酸(≥99.5％)    0.15～0.35g/kg

乙醇(95％)    40～80g/kg  十二烷基苯磺酸钠(≥99％)    4～8g/kg

水            余量

常温四合一漆前处理剂的作用机理：

(1)除油：借助处理剂中的十二烷基苯磺酸钠和乙醇的协同作用把油除去。十二烷基苯磺酸钠是一种非常出色的阴离子型表面活性剂。其分子中存在着亲油基和亲水基，对油层具有优良的浸润、渗透、乳化、分散作用。特别是它分子中存在的磺酸根，对油污中的二价重金属离子具有强烈的络合作用，因此它的渗透去污能力特别显著。

乙醇是一种优秀的溶剂，可以溶解多种化学物质；同时它也是一种表面活性剂，这是由于其分子中存在着亲油基和亲水基。乙醇表面张力很小，穿透能力强，容易渗入油层底部把油层剥离下来并把它乳化；乙醇还是一种常用的消泡剂(表面张力很小)，可以有效地消除十二烷基苯磺酸钠产生的气泡，使处理剂能正常工作。

(2)除锈：借助处理剂中高浓度的磷酸与铁锈反应，生成Fe(H₂PO₄)₂和Fe(H₂PO₄)₃，从而把锈除去。该反应由于处理剂中的单宁酸和水杨酸对Fe²⁺的络合作用而加速，即

Fe₂O₃+6H₃PO₄→2Fe(H₂PO₄)₃+3H₂O...........................①