一种冷轧板表面磷化膜剥离剂及使用方法

专利名称：一种冷轧板表面磷化膜剥离剂及使用方法
技术领域：
本发明涉及一种冷轧板表面磷化膜剥离剂，特别是ー种适用于在家电领域使用的冷轧板表面磷化膜剥离剂及使用方法。
背景技术：
家电用冷轧板是冷轧高端产品之一。随着人们生活水平的日益提高，人们对家电产品的要求也越来越高，除了要求家电产品具有优良的功能性能外，人们对其耐蚀、装饰等非功能性能也有了更高的要求。对家电用冷轧板进行涂装处理，是目前广大家电生产厂家为了保证家电用冷轧板具有优良的装饰性能和耐蚀性能而采用的最为直接、效果也最为明显的方法。家电用冷轧板在涂装前进行磷化处理，可以明显的提高家电用冷轧板的装饰性能和耐蚀性能，因此磷 化质量的好坏会直接影响到家电产品的非功能性能。磷化成膜反应是一系列很复杂的过程，现场生产的磷化工艺以及家电用冷轧板本身质量都会对家电用冷轧板的磷化质量产生严重的影响，因此，在实际磷化生产过程中，经常会出现磷化膜晶粒粗大、磷化膜不均匀、磷化膜不致密、磷化膜发蓝、磷化膜发黄等磷化缺陷，严重影响家电生产厂家的正常生产。目前，为了解决上述磷化缺陷问题，生产厂家采用的方法是将上述冷轧板表面的磷化膜剥离以后重新进行磷化处理。经过检索与咨询，目前剥离磷化膜的药剂有两种一是磷化膜皮膜剥离剂，其组成为三氧化铬(5wt% ) +水(95wt% )，使用条件是在75°C下浸泡试样15min。使用该药剂进行磷化膜的剥离，由于加温造成能源浪费、生产成本提高，同时磷化膜剥离时间需要15min，比较费时、降低劳动生产率，最为严重的是三氧化铬中含有的六价铬为剧毒物质，由于六价铬毒性较强，欧盟RoHS指令2002/95/EC对2006年7月I日后投放欧盟市场的电子电气设备中Cr(VI)等六种有害物质作了限制規定，同时随着我国加入WTO以及人们环保意识的增强，在家电等生产领域已经开始禁止六价铬的使用，因此，含有六价铬的磷化膜剥离剂根本无法在家电生产现场使用，只能做为实验室中检测磷化膜膜重的方法使用。ニ是利用碱性溶液进行清洗，碱溶液一般比酸对金属的腐蚀性小，这主要有两方面的原因一是在碱性溶液中，金属表面易生成难溶的氢氧化物或氧化物，对金属有保护作用，使腐蚀减缓；ニ是在碱溶液中，氧电极电位与氢电极电位要比在酸介质中的电位负，因此，与金属阳极溶解反应的平衡电位之间的电位差要比酸性介质中的小，即腐蚀电池“推动力”要小一些，腐蚀速度当然也相应会小一些。另外，由于碱溶液的除油去污效果远远好于酸溶液，因此目前家电厂家磷化生产现场均使用这种方法，即将表面覆有缺陷磷化膜的冷轧板放入脱脂槽中，按照脱脂エ艺进行剥离磷化膜。就磷化膜本身而言，其耐蚀性极低，在酸和碱溶液(甚至弱酸和弱碱溶液)中，磷酸盐膜都非常容易被溶解。使用现场脱脂槽中的脱脂液进行磷化膜的剥离，由于脱脂液的碱度较大，磷化膜被剥离后，脱脂液会直接与使冷轧板表面发生反应。家电用冷轧板在碱性溶液中，当pH < 10时，冷轧板的腐蚀速度与pH无关，腐蚀过程受氧扩散控制，腐蚀速度的相对值较高。但因临界钝化电流密度(致钝电流密度)随PH的增加而減少，故当pH值达到10时，氧还原的极限扩散电流大于致钝电流，于是铁进入钝化状态，电位从-O. 5V(SHE)的活性值变为+0. IV(SHE)，腐蚀速度随之下降。当碱溶液的PH值达到14时，铁发生过钝化腐蚀而形成Fe02_离子，在磷化生产现场，脱脂液的PH值处于该区域，因此如果脱脂时间长，肯定会造成家电用冷轧板表面发生过钝化腐蚀，使家电用冷轧板表面状态发生劣化，ー是容易造成磷化过程中出现磷化缺陷，同时由于冷轧板在过钝化腐蚀过程中产生了大量的铁离子而污染脱脂液，影响脱脂效果，不利于正常的磷化生产。因此，解决现有冷轧板表面缺陷磷化膜的剥离的技术关键是使用一种适于现场生产、有利于环保、生产成本低、省时的药剂，该药剂不能造成冷轧板表面发生过钝化腐蚀而使冷轧板表面状态发生劣化、污染脱脂液。查有关冷轧板表面磷化膜剥离剂及其制备方法的相关专利有1、“脱脂清洗剂及其使用方法”(专利公开号CN 1861775)发明，提供了ー种脱脂 清洗剤，由于该发明中使用的物质均为有机成分，因此对于磷化膜的剥离无法使用。2、“用于二次冷轧材的电镀脱脂剂”(专利公开号CN101629299)发明，提供了一种金属脱脂剂，尤其是用于二次冷轧材的电镀脱脂剂。该发明用于二次冷轧材的电镀脱脂齐U，对污垢具有很强的润湿和剥离作用，剥离后的油污浮在液面上，容易排出，并且漂洗容易，避免了镀锡板上的白斑问题和镀锡缺陷，減少了辊印缺陷。但由于本发明的主要目的是去除冷轧板表面的油污，因此脱脂剂的碱性较大，不适于磷化膜的剥离，容易造成基板发生过钝化腐蚀。3、“用于钢板清洗的脱脂剂”(专利公开号CN101457366)发明，提供了一种用于钢板清洗的脱脂剂，由于本发明的主要目的是清洗钢板表面的油污，因此脱脂剂的碱性较大，不适于磷化膜的剥离，容易造成基板发生过钝化腐蚀。4、“ー种低碱无磷脱脂剂”(专利公开号CN101407916)发明，提供了ー种低碱无磷脱脂剂，该脱脂剂虽然碱度低，不易造成基本表面发生过钝化腐蚀，但由于组成成分中对磷化膜的溶解作用有限，不利于磷化膜的去除。

发明内容
本发明的目的在于提供了一种冷轧板表面磷化膜剥离剂及使用方法。该发明解决了现有家电用冷轧板表面磷化膜剥离剂不适于现场生产、污染环境、生产成本高、费时等缺点，同时本发明的使用还可以解决现有磷化膜剥离剂容易造成冷轧板表面发生过钝化腐蚀而使冷轧板表面状态发生劣化、污染脱脂液的缺点。本发明其技术方案如下所述本发明溶液溶质(质量百分比)由以下组分组成主要药剂O. 02% O. 75%，辅助药剂O. 20% O. 40%，溶剂为水，主要药剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的ー种，其辅助药剂包括KCl、NaHC03,Na2HPO4中的ー种。将定量的主要药剂、辅助药剂依次加入溶剂中溶解，定容。本发明的pH值在10 < pH彡13之间。本发明为了保证其剥离效果，其使用温度为5°C 40°C，处理时间50 120s。
本发明的方法是针对磷化膜剥离剂最佳的成分組成、pH范围的选择、減少环境污染、防止家电用冷轧板发生过钝化腐蚀、促使磷化膜溶解以及适于现场使用等问题，经过试验、分析、总结后得出以NaOH或KOH为主要药剂，配以KCl、NaHC03,Na2HPO4中的一种为辅助药剂，以水为溶剂，通过选用药剂、调整各种药剂含量的比例，使配制而成的磷化膜剥离剂PH值能够稳定控制在10 < pH彡13之间，该磷化膜剥离剂完全可以解决上述问题。本发明的优点及效果在于I、所述各种药剂价格低廉，市场上容易购买，生产成本低；2、配制方法简单，适于现场操作； 3、环境污染少；4、有效阻止家电用冷轧板发生过钝化腐蚀；5、磷化膜剥离时间为60s 120s，生产效率高；溶液成分、pH值稳定，降低工人劳
动强度。


图1-1 a样板脱脂、磷化后的表面形貌图1-2 b样板脱脂、磷化后的表面形貌图1-3 c样板脱脂、磷化后的表面形貌图2-1 d样板脱脂、磷化后的表面形貌图2-2 e样板脱脂、磷化后的表面形貌图2-3 f样板脱脂、磷化后的表面形貌图3-1 g样板脱脂、磷化后的表面形貌图3-2 h样板脱脂、磷化后的表面形貌图3-3 i样板脱脂、磷化后的表面形貌
具体实施例方式实施例I :步骤I、将 O. 552gNa0H 和 2. IOOg NaHCO3 溶于 500ml 水中，将其定容 1000ml，该溶液pH值为10.2。步骤2、将家电用冷轧板加工成尺寸相同的a、b、c三块样板，加工尺寸为IOOmmX IOOmm0步骤3、将a、b、c三块样板分别经过相同的脱脂一水洗一表调一磷化处理后，分别观察样板脱脂、磷化后的表面形貌，如图i-ι所示。步骤4、将经过步骤3处理后的b样板再次进行步骤3中的脱脂一水洗一表调一磷化处理后，观察其表面形貌，如图1-2所示。步骤5、在39°C条件下，将经过步骤3处理后的c样板放入步骤I配置的溶液中114s，然后进行步骤3中的水洗一表调一磷化处理后，观察其表面形貌，如图1-3所示。步骤6、观察图1-1、1-2、1_3中各种样板脱脂后的表面形貌，可以发现图1_1和图1-3中的表面形貌基本相同，而图1-2中的表面形貌变化较大，说明样板经过二次脱脂后，表面状态发生的变化较大，而样板经过一次脱脂后，再用本发明所述的磷化膜剥离剂处理后，表面状态基本不发生变化；观察图1-1、1-2、1-3中各种样板磷化后的表面形貌，可以发现图1-1和图1-3中的磷化晶粒细小、均匀、致密，而图1-2中的磷化晶粒粗大、不均匀、孔隙率大，说明样板经过二次脱脂再进行磷化后，磷化膜质量发生的变化较大，而样板经过一次脱脂后，再用本发明所述的磷化膜剥离剂处理后，磷化膜晶粒细小、均匀、致密。实施例2:步骤I、将7. 392gK0H和3. 728gKCl溶于500ml水中，将其定容1000ml，该溶液pH值为12.8。步骤2、将家电用冷轧板加工成尺寸相同的d、e、f三块样板，加工尺寸为IOOmmX IOOmm0步骤3、将d、e、f三块样板分别经过相同的脱脂一水洗一表调一磷化处理后，分别观察样板脱脂、磷化后的表面形貌，如图2-1所示。步骤4、将经过步骤3处理后的e样板再次进行步骤3中的脱脂一水洗一表调一磷化处理后，观察其表面形貌，如图2-2所示。步骤5、在6°C条件下，将经过步骤3处理后的f样板放入步骤I配置的溶液中70s，然后进行步骤3中的水洗一表调一磷化处理后，观察其表面形貌，如图2-3所示。步骤6、观察图2_1、2_2、2_3中各种样板脱脂后的表面形貌，可以发现图2_1和图2-3中的表面形貌基本相同，而图2-2中的表面形貌变化较大，说明样板经过二次脱脂后，表面状态发生的变化较大，而样板经过一次脱脂后，再用本发明所述的磷化膜剥离剂处理后，表面状态基本不发生变化；观察图2-1、2-2、2-3中各种样板磷化后的表面形貌，可以发现图2-1和图2-3中的磷化晶粒细小、均匀、致密，而图2-2中的磷化晶粒粗大、不均匀，还有许多磷化不完全的区域，说明样板经过二次脱脂再进行磷化后，磷化膜质量发生的变化较大，而样板经过一次脱脂后，再用本发明所述的磷化膜剥离剂处理后，磷化膜晶粒细小、均勻、致密。实施例3 步骤I、将 O. 364gNa0H和 3. 549g Na2HPO4 溶于 500ml 水中，将其定容 1000ml，该溶液PH值为11.4。步骤2、将家电用冷轧板加工成尺寸相同的g、h、i三块样板，加工尺寸为IOOmmX IOOmm0步骤3、将g、h、i三块样板分别经过相同的脱脂一水洗一表调一磷化处理后，分别观察样板脱脂、磷化后的表面形貌，如图3-1所示。步骤4、将经过步骤3处理后的e样板再次进行步骤3中的脱脂一水洗一表调一磷化处理后，观察其表面形貌，如图3-2所示。
步骤5、在24°C条件下，将经过步骤3处理后的f样板放入步骤I配置的溶液中92s，然后进行步骤3中的水洗一表调一磷化处理后，观察其表面形貌，如图3-3所示。步骤6、观察图3-1、3-2、3_3中各种样板脱脂后的表面形貌，可以发现图3_1和图3-3中的表面形貌基本相同，而图3-2中的表面形貌变化较大，即样板经过二次脱脂后，表面状态发生的变化较大，而样板经过一次脱脂后，再用本发明所述的磷化膜剥离剂处理后，表面状态基本不发生变化；观察图3-1、3-2、3-3中各种样板磷化后的表面形貌，可以发现图3-1和图3-3中的磷化晶粒细小、均匀、致密，而图3-2中的磷化晶粒几乎无法看到，说明样板经过二次脱脂再进行磷化后，磷化膜质量发生的变化较大，而样板经过一次脱脂后，再用本发明的磷化膜剥离剂处理后，磷化膜晶粒细小、均匀、致密。综上所述，本发明所述的磷化膜剥离剂在有效剥离磷化膜的同时，不改变家电用冷轧板基板的表面状态，再次经过磷化处理后所得的磷化膜质量优良，而利用脱脂液剥离磷化膜后，会改变家电用冷轧板基板的表面状态，再次经过磷化处理 后所得的磷化膜质量发生劣变。
权利要求
1.一种冷轧板表面磷化膜剥离剂，其特征在于该溶液溶质按质量百分比计由以下组分组成主药剂O. 02 % O. 75 %，辅助药剂O. 20% O. 40%，溶剂为水，主药剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的ー种，辅助药剂为KCl、NaHC03、Na2HPO4中的ー种，pH值10 < pH彡13。
2.根据权利要求I的一种冷轧板表面磷化膜剥离剂的使用方法，其特征在于，其使用温度为5°C 40°C，处理时间50 120s。
全文摘要
本发明公开一种冷轧板表面磷化膜剥离剂及使用方法，该溶液溶质按质量百分比计由以下组分组成主药剂0.02％～0.75％，辅助药剂0.20％～0.40％，溶剂为水，主药剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，辅助药剂为KCl、NaHCO3、Na2HPO4中的一种。将定量的主药剂、辅助药剂依次加入溶剂中溶解，定容，其电导率≤700μs/cm，pH值10＜pH≤13，使用时温度为5℃～40℃，处理时间50～120s。本发明的优点及效果在于生产成本低；配制方法简单，适于现场操作；环境污染少；生产效率高；溶液成分、pH值稳定，降低工人劳动强度；可以有效阻止家电用冷轧板发生过钝化腐蚀。
文档编号C23G1/19GK102650062SQ20101059713
公开日2012年8月29日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者徐小连, 徐承明, 李琳, 王永明, 肖宇, 艾芳芳, 钟彬, 陈义庆 申请人:鞍钢股份有限公司