车辆专用磷化液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业磷化液领域，具体涉及一种车辆专用磷化液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 磷化膜作为涂层的底层或金属表面保护层可明显提高涂层的附着力、耐蚀性及防 护性能，广泛应用于汽车、家电、机械、军工等行业。
[0003] 目前国内磷化技术普遍存在的问题是：磷化温度高、磷化液使用寿命短、水洗难度 大以及造成水体污染等问题，不仅给环境治理带来负担而且消耗大量的水、磷酸盐等资源。 现有的三元Zn-Ca-Mn系磷化液多数存在磷化膜稳定性差、耐碱性不好，喷漆后漆膜耐冲击 性能或附着力不强或较差的问题。
[0004] 中国专利申请CN101029386A公开了一种用于钢板及镀锌板处理的含钙锌锰三元 阳离子磷化液，虽然该磷化液具有磷化膜形成速度快，与电泳涂层配套性好，但是该磷化液 的浓度大，成本高，工作温度在40~60°C之间，不适应低温磷化的要求。
[0005] 因此磷化技术的发展方向，主要是保证磷化质量基础上磷化沉渣少、成膜速度快， 耐蚀性强，成本低同时还应具有节约材料与能源、功能合理，产品在使用过程中及使用后不 危害人体健康和破坏生态环境的特点。
【发明内容】
[0006] 为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种稳定性好、磷化沉渣少、成 膜速度快的车辆专用磷化液，其具有耐蚀性强、节能环保等优点。
[0007] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：车辆专用磷化液，所述的磷化液组 分为：
[0008] 磷酸 5~40g/L 磷酸二氢锰 2~7g/L
[0009] 磷酸二氢锌 1~15g/L 氧化锌 5~10g/L 硝酸 1~20g/L 硝酸锰 2.5~3.5g/L 硝酸4弓 1.5~3g/L 多羟基羧酸化合物 1.5~10g/L 乙二胺四乙酸 0.5~2g/L 柠檬酸 0.3~4g/L 酒石酸 0.5~4g/L 聚丙烯酰胺 0.1~1.2g/L 聚合氯化铝 0.1~0.3g/L 肌醇六磷酸 0.1~0.8g/L 聚乙烯吡洛燒酮 0.5~5g/L 余量为水；
[0010] 所述的多羟基羧酸化合物的组成为HEDP20~25wt%，聚丙烯酸2~5wt%，水 70 ~78wt%。
[0011] 进一步的，所述的磷化液组分为：
[0012] 磷酸 15~35g/L 磷酸二氢锰 3.5~6.5g/L 磷酸二氢锌 2.5~12g/L 氧化锌 6.5~9g/L 硝酸 1~15g/L 硝酸锰 2.5~3g/L 硝蘭 1.5~2.5g/L 多羟基羧酸化合物 2~8g/L 乙二胺四乙酸 1.1~2g/L 柠檬酸 0,5~3.5g/L 酒石酸 0,5~3.5g/L 聚丙烯酰胺 0.2~j.0g/L
[0013] 聚合氯化铝 0.2~0'3g/L 肌醇六磷酸 0.1~0.7g/L 聚乙烯吡略燒酮 0.5~3.5g/L 余量为水；
[0014] 所述的多羟基羧酸化合物的组成为HEDP21~25wt%，聚丙烯酸3~5wt%，水 70 ~76wt%。
[0015] 进一步的，所述的多羟基羧酸化合物的组成为HEDP22wt%，聚丙烯酸4wt%，水 74wt% 〇
[0016] 本发明还请求保护上述车辆专用磷化液的制备方法，该方法具体为：首先将水加 至磷化槽体积的45 %，将氧化锌、磷酸、硝酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸及肌醇六磷酸 依次加入，并搅拌均匀，再加入适量的硝酸钙、硝酸锰、磷酸二氢锌、磷酸二氢锰和聚乙烯吡 咯烷酮，搅拌溶解后再加入有效量的聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和多羟基羧酸化合物，最后加 水定容至规定的体积量，搅拌均匀，调整酸度后即可使用。
[0017] 作为优选，所述的磷化液pH值范围是3. 5~5. 5。
[0018] 本发明磷化液成分中磷酸是促进成膜剂，其添加量直接影响磷化膜质量的好坏， 用量过高，磷化液中的游离酸度增加，磷化膜易泛黄，用量过低，磷化液有沉渣产生。加入的 乙二胺四乙酸其作用是分散物质，有助于磷化膜的均匀性。肌醇六磷酸和酒石酸共同与金 属离子形成螯合物，可使磷化膜形成稳定结构，在微量酸存在下起到良好的缓蚀作用，避免 磷化膜被氧化破坏。聚乙烯吡咯烷酮作为促进剂，其分子结构具有强极性和能接受氢键的 酰胺基团，使其能够结合一些极性小分子，同时，PVP分子内的0原子、N原子是典型的配位 原子，使其具有与某些金属络合的能力。磷化液组分中的多羟基羧酸化合物是将质量百分 数为20~25%HEDP和2~5%聚丙烯酸进行复配，该化合物可以改变垢在水中的性状， 使垢不易在金属表面生长、粘附，使垢样容易在水相中悬浮而随水流走，达到显著的阻垢效 果。聚丙烯酰胺和聚合氯化铝作为助剂加入，可以起到良好的絮凝作用，无机聚合氯化铝絮 凝剂的主要作用是凝聚，而聚丙烯酰胺高分子絮凝剂的主要作用是絮凝，混合物具有很好 的协同作用，可大大提高絮凝效果。与现有技术相比，本发明方法制备的车辆专用磷化液稳 定性好，工艺操作简单、磷化沉渣少、成膜速度快、膜层均匀细腻，具有较好的耐蚀性，增强 各金属部件与涂层的附着力，而且该磷化液具有节约材料与能源、功能合理，产品在使用过 程中及使用后不危害人体健康和破坏生态环境的特点；成本低，使用方便，可以满足车辆的 工业化生产要求。
【具体实施方式】
[0019] 下面通过实施例对本发明的内容做详细描述。
[0020] 实施例1
[0021] 根据需要磷化液的体积量，计算各组分的量，以1000L磷化液计，先将水加至磷 化槽体积的45%，将氧化锌6. 5kg、质量浓度为85 %的磷酸15kg、质量浓度为75 %的硝酸 15kg、乙二胺四乙酸1.lkg、朽1檬酸0. 7kg、酒石酸0. 5kg及肌醇六磷酸0. 2kg依次加入，并 搅拌均匀，再加入硝酸钙2. 5kg、硝酸锰3kg、磷酸二氢锌12kg、磷酸二氢锰6. 5kg和聚乙烯 吡咯烷酮3. 5kg搅拌溶解后再依次加入聚合氯化铝0. 3kg、聚丙烯酰胺1.Okg及多羟基羧酸 化合物8kg，多羟基羧酸化合物的组成为HEDP22wt%，聚丙烯酸4wt%，水74wt%，最后加 水定容至规定的体积量，搅拌均匀，调整磷化液pH范围为3. 5~5. 5。
[0022] 实施例2
[0023] 根据需要磷化液的体积量，计算各组分的量，以1000L磷化液计，先将水加至磷 化槽体积的45%，将氧化锌10kg、质量浓度为85 %的磷酸35kg、质量浓度为75 %的硝酸 16kg、乙二胺四乙酸0. 7kg、朽1檬酸3. 5kg、酒石酸0. 6kg及肌醇六磷酸0. 8kg依次加入，并 搅拌均勾，再加入硝酸妈1. 5kg、硝酸猛2. 5kg、磷酸二氢锌15kg、磷酸二氢猛6kg和聚乙稀 吡咯烷酮4. 6kg搅拌溶解后再依次加入聚合氯化铝0.lkg、聚丙烯酰胺0. 6kg及多羟基羧酸 化合物6kg，多羟基羧酸化合物的组成为HEDP22wt%，聚丙烯酸4wt%，水74wt%，最后加 水定容至规定的体积量，搅拌均匀，调整磷化液pH范围为3. 5~5. 5。
[0024] 实施例3
[0025] 根据需要磷化液的体积量，计算各组分的量，以1000L磷化液计，先将水加至磷化 槽体积的45%，将氧化锌6kg、质量浓度为85%的磷酸35kg、质量浓度为75%的硝酸13kg、 乙二胺四乙酸2kg、梓檬酸0. 5kg、酒石酸2. 6kg及肌醇六磷酸0.lkg依次加入，并搅拌均 匀，再加入硝酸钙3. 0kg、硝酸锰2. 5kg、磷酸二氢锌12. 0kg、磷酸二氢锰4kg和聚乙烯吡咯 烷酮3. 0kg搅拌溶解后再依次加入聚合氯化铝0. 2kg、聚丙烯酰胺0. 9kg及多羟基羧酸化合 物8kg，多羟基羧酸化合物的组成为HEDP20wt%，聚丙稀酸4wt%，水76wt%，最后加水定 容至规定的体积量，搅拌均匀，调整磷化液pH范围为3. 5~5. 5。
[0026] 实施例4
[0027] 根据需要磷化液的体积量，计算各组分的量，以1000L磷化液计，先将水加至磷化 槽体积的45%，将氧化锌9kg、质量浓度为85%的磷酸35kg、质量浓度为75%的硝酸12kg、 乙二胺四乙酸1. 7kg、朽1檬酸3. 0kg、酒石酸1. 6kg及肌醇六磷酸0. 6kg依次加入，并搅拌均 勾，再加入硝酸妈2. 0kg、硝酸猛2. 5kg、磷酸二氢锌10. 9kg、磷酸二氢猛5. 7kg和聚乙稀P比 咯烷酮3. 2kg搅拌溶解后再依次加入聚合氯化铝0. 3kg、聚丙烯酰胺1.lkg及多羟基羧酸化 合物7. 5kg，多羟基羧酸化合物的组成为HEDP22wt%，聚丙烯酸4wt%，水74wt%，最后加 水定容至规定的体积量，搅拌均匀，调整磷化液pH范围为3. 5~5. 5。
[0028] 将金属零件浸于实施例1~4磷化液中，于10~15min后取出自然烘干，耐蚀性 按照GB/T6807-2001的规定标准进行检测，附着力按照GB1720-79的规定进行测定。
[0029] 将磷化试样降至室温立即浸入3%氯化钠水溶液中，在15~25°C下，保持规定的 时间，取出试样洗净、吹干，目视检查磷化表面是否出现锈蚀
[0030] 表1实施例1-4的处理结果
[0031]
[0032] 经检测，采用本发明实施例2、3、4所得磷化液的磷化效果最佳，使用本发明所得 环保磷化液的零件具有优秀的涂层附着力，磷化膜均匀细密，综合性能优异。
【主权项】
1. 一种车辆专用磷化液，其特征在于，所述的磷化液组分为：所述的多羟基羧酸化合物的组成为JEDP20~25wt%，聚丙烯酸2~5wt%，水70~ 78wt%〇2. 根据权利要求1所述的车辆专用磷化液，其特征在于，所述的磷化液组分为：所述的多羟基羧酸化合物的组成为ffiDP21~25wt%，聚丙烯酸3~5wt%，水70~ 76wt% 〇3. 根据权利要求2所述的车辆专用磷化液，其特征在于，所述的多羟基羧酸化合物的 组成为HEDP22wt%，聚丙稀酸4wt%，水74wt%。4. 一种如权利要求1所述的车辆专用磷化液的制备方法，其特征在于，首先将水加至 磷化槽体积的45%，将氧化锌、磷酸、硝酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸及肌醇六磷酸依 次加入，并搅拌均匀，再加入适量的硝酸钙、硝酸锰、磷酸二氢锌、磷酸二氢锰和聚乙烯吡咯 烷酮，搅拌溶解后再加入有效量的聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和多羟基羧酸化合物，最后加水 定容至规定的体积量，搅拌均匀，调整酸度后即可使用。5. 根据权利要求4所述的车辆专用磷化液的制备方法，其特征在于，所述的磷化液pH 值范围是3. 5~5. 5。
【专利摘要】本发明提供一种车辆专用磷化液及其制备方法，属于工业磷化液领域。该磷化液包括磷酸、硝酸、氧化锌、磷酸二氢锰、磷酸二氢锌、硝酸锰、硝酸钙、聚乙烯吡咯烷酮、多羟基羧酸化合物、乙二胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸、肌醇六磷酸、聚合氯化铝及聚丙烯酰胺。本发明方法制备的磷化液稳定性好，工艺操作简单、磷化沉渣少、成膜速度快、膜层均匀细腻，具有较好的耐蚀性，增强各金属部件与涂层的附着力，而且该磷化液具有节约材料与能源、功能合理，产品在使用过程中及使用后不危害人体健康和破坏生态环境的特点；成本低，使用方便，可以满足车辆的工业化生产要求。
【IPC分类】C23C22/07
【公开号】CN104962894
【申请号】CN201510387198
【发明人】唐洪林, 邓春阳
【申请人】大连碧城环保科技股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月30日