一種熱鍍鋅板陶化劑及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于熱鍍鋅板涂裝前表面處理的陶化劑，該陶化劑按重量計組成如下：鋯化物5-15％，酸10-20％，絡合劑1-2％，硅烷偶聯劑0.1-3％，成膜促進劑5-10％，穩定劑2-3％，著色劑2-5％，緩蝕劑2-3％，余量為水。本發明陶化劑能在常溫下快速形成完整的陶化膜；形成陶化膜有明顯的淺黃色，在工業生產過程中容易判斷工件表面是否形成陶化膜或者陶化膜是否完整；形成的陶化膜耐蝕性比當前使用的陶化劑形成的陶化膜要好，而且穩定性更強。
【專利說明】一種熱鍍鋅板陶化劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種陶化劑，具體涉及一種用于熱鍍鋅板涂裝前表面處理的陶化劑。【背景技術】
[0002]目前在熱鍍鋅板涂裝前表面處理的工藝中，有傳統的磷化處理和還不成熟的陶化工藝，傳統的磷化工藝由于含有磷、鎳、錳等重金屬離子，工藝中產生的磷化渣比較多，對生產及環境都有較大影響。而陶化工藝目前還不是很完善，現有技術中的陶化劑雖然對環境影響比較小，沒有渣，但是在處理熱鍍鋅板上，陶化膜的顏色不明顯，導致在實際生產中熱鍍鋅板在涂裝之前無法辨別是否上了陶化膜；其次，陶化膜耐蝕性相對磷化膜差，500h中性鹽霧不穩定。因此，在實際生產中要求生產一種陶化劑，能明顯看出陶化膜，并且有良好的耐蝕性，能穩定通過500h中性鹽霧實驗。

【發明內容】
[0003]基于現有產品的不足，本發明提供了一種陶化劑，該陶化劑無磷、無毒，無揮發性有毒化學品，生產清潔環保。該陶化劑能在熱鍍鋅板表面形成一種淺黃色陶化膜，在工藝生產中可以使噴前檢查人員容易觀察到陶化膜的存在，其次該產品有良好的耐蝕性能，涂裝后500h鹽霧實驗性能穩定。
[0004]本發明的主要任務是提供一種陶化劑，該陶化劑按重量計組成如下:鋯化物5-15 %，酸10-20 %，絡合劑1-2 %，硅烷偶聯劑0.1-3 %，成膜促進劑5-10 %，穩定劑2-3 %，著色劑2-5%，緩蝕劑2-3%，余量為水。
[0005]優選的，其中鋯化物為四氯化鋯、氧氯化鋯、氟鋯酸鈉、碳酸鋯和氫氧化鋯中的一種或多種。
[0006]優選的，酸為氟鋯酸、氟硅酸、氟鈦酸、硫酸和硝酸中的一種或多種。
[0007]優選的，絡合劑為酒石酸、酒石酸鉀鈉、檸檬酸鈉和EDTA中的一種或多種。
[0008]優選的，硅烷偶聯劑為KH-192、KH-560、KH-171和KH-570中的一種或多種。
[0009]優選的，成膜助劑為硫酸羥胺、硝酸鈉、硝酸鉀、硝基苯磺酸鈉、吡啶和磺基水楊酸中的一種或多種。
[0010]優選的，穩定劑為硼酸鈉、過硼酸鈉、氟硼酸鈉和硼酸中的一種或多種。
[0011 ] 優選的，著色劑為硝酸鈰、釩酸銨、鑰酸鈉、鑰酸銨、鎢酸鈉和硝酸鈮中的一種或多種。
[0012]優選的，緩蝕劑為鄰位甲苯硫脲、對位甲苯硫脲、丙硫醚、二戊基胺、甲醛和對位硫甲酚中的一種或多種。
[0013]優選的，該陶化劑為無色或淺綠色，pHl-3。
[0014]本發明還提供一種制備上述陶化劑的方法，包括以下步驟:
[0015]I)按比重準確稱取各種原料；
[0016]2)在占所有稱取原料總重量2/3的水中緩慢加入鋯化物攪拌至溶解；[0017]3)在步驟2)制得的溶液中加入絡合劑攪拌至溶解；
[0018]4)在步驟3)制得的溶液中加入酸，攪拌至均勻；
[0019]5)在步驟4)制得的溶液中加入硅烷偶聯劑攪拌至溶解；
[0020]6)在步驟5)制得的溶液中加入成膜助劑攪拌至溶解；
[0021]7)在步驟6)制得的溶液中加入穩定劑攪拌至溶解；
[0022]8)在步驟7)制得的溶液中加入著色劑攪拌溶解；
[0023]9)在步驟8)制得的溶液中加入緩蝕劑攪拌溶解，并加入余量水攪拌均勻即制得本發明的陶化劑。
[0024]本發明還提供了一種上述陶化劑在處理工件中的使用方法，包括如下步驟:
[0025](I)堿性脫脂
[0026]一般堿度為10-20點；
[0027](2)水洗
[0028]溢流水洗，pH = 7 ；
[0029]⑶陶化處理
[0030]陶化工作液由陶化劑按25_30ml/L配制而成，ρΗ4.5-5.5，噴淋壓力0.08-0.12MPa，溫度為常溫，采用的噴淋方式處理時間為60_120s，浸泡時間為3_5min ；
[0031]⑷水洗
[0032]溢流水洗，pH = 7。
[0033]由于在本發明陶化膜中添加著色劑使得先前的單純的依靠硅烷和鋯鈦形成的陶化膜中耐蝕性金屬種類及含量增加，并且由于緩蝕劑的存在使得膜層得到了鞏固，形成了一層致密，穩定，耐蝕性佳的陶化膜，并且使得膜層顯色。
[0034]陶化膜主要通過無機鹽在金屬表面沉積以及和硅烷化學吸附形成。在常溫狀態下，在成膜助劑的作用下，金屬接觸陶化液的表面發生氧化還原反應，表面PH急劇升高，陶化液中成膜物質在金屬表面沉淀析出；而本發明中在現有的陶化劑基礎上添加其他的金屬離子，使溶液中金屬離子濃度增高，金屬離子種類多樣化，并結合緩蝕劑，使得陶化液活性增高，沉積速度加快，能快速形成耐蝕性和穩定性均較好的完整陶化膜。
[0035]本發明相對于現有技術具有以下有益效果:1、能在常溫下快速形成完整的陶化膜；2、形成的陶化膜有明顯的淺黃色，在工業生產過程中容易判斷工件表面是否形成陶化膜或者陶化膜是否完整；3、形成的陶化膜耐蝕性比使用現有技術中的陶化劑形成的陶化膜耐蝕性好，而且穩定性更強。
【具體實施方式】
[0036]實例I
[0037]I)稱取氟鋯酸鈉10份，氟鈦酸10份，檸檬酸鈉2份，硅烷偶聯劑KH-5602份，硝基苯磺酸鈉5份 ，過硼酸鈉3份，硝酸鈰5份，對位甲苯硫脲3份；
[0038]2)在占所有稱取原料總重量2/3的去離子水中加入氟鋯酸鈉攪拌均勻；
[0039]3)在步驟2)制得的溶液內加入檸檬酸鈉攪拌至溶解；
[0040]4)在步驟3)制得的溶液內加入氟鋯酸攪拌至均勻；
[0041]5)在步驟4)制得的溶液內加入硅烷偶聯劑KH-560攪拌至溶解；[0042]6)在步驟5)制得的溶液內加入硝基苯磺酸鈉攪拌至溶解；
[0043]7)在步驟6)制得的溶液內加入過硼酸鈉攪拌均勻；
[0044]8)在步驟7)制得的溶液內加入硝酸鈰攪拌均勻；
[0045]9)在步驟8)制得的溶液內加入對位甲苯硫脲攪拌溶解，并加入余量水攪拌均勻即可。
[0046]本實例配制的陶化劑，使用濃度2-5%，pH2-3，成膜速度快，成膜顏色明顯，中性鹽霧試驗可達500h。
[0047]實例2
[0048]I)稱取氟鋯酸鈉15份，氟硅酸10份，硝酸5份，檸檬酸鈉2份，硅烷偶聯劑KH-5603份，硝基苯磺酸鈉5份，過硼酸鈉3份，釩酸銨5份，對位甲苯硫脲3份；
[0049]2)在占所有稱取原料總重量2/3的去離子水中加入氟鋯酸鈉攪拌均勻；
[0050]3)在步驟2)制得的溶液內加入檸檬酸鈉攪拌至溶解；
[0051]4)在步驟3)制得的溶液內加入氟硅酸和硝酸攪拌至均勻；
[0052]5)在步驟4)制 得的溶液內加入硅烷偶聯劑KH-560攪拌至溶解；
[0053]6)在步驟5)制得的溶液內加入硝基苯磺酸鈉攪拌至溶解；
[0054]7)在步驟6)制得的溶液內加入過硼酸鈉攪拌均勻；
[0055]8)在步驟7)制得的溶液內加入釩酸銨攪拌均勻；
[0056]9)在步驟8)制得的溶液內加入對位甲苯硫脲攪拌溶解，并加入余量水攪拌均勻即可。
[0057]本實例配制的陶化劑，使用濃度2-5%，pH2-3，成膜速度快，成膜顏色明顯，中性鹽霧試驗可達500h。
[0058]實例3
[0059]I)稱取氧氯化鋯15份，氟硅酸10份，硫酸5份，酒石酸鈉2份，硅烷偶聯劑KH-1713份，硝基苯磺酸鈉5份，氟硼酸鈉3份，釩酸銨2份，鑰酸銨3份，丙硫醚3份；
[0060]2)在占所有稱取原料總重量2/3的去離子水中加入氧氯化鋯鈉攪拌均勻；
[0061]3)在步驟2)制得的溶液內加入酒石酸鈉攪拌至溶解；
[0062]4)在步驟3)制得的溶液內加入氟硅酸和硫酸攪拌至均勻；
[0063]5)在步驟4)制得的溶液內加入硅烷偶聯劑KH-171攪拌至溶解；
[0064]6)在步驟5)制得的溶液內加入硝基苯磺酸鈉攪拌至溶解；
[0065]7)在步驟6)制得的溶液內加入氟硼酸鈉攪拌均勻；
[0066]8)在步驟7)制得的溶液內加入釩酸銨和鑰酸鈉攪拌均勻；
[0067]9)在步驟8)制得的溶液內加入丙硫醚攪拌溶解，并加入余量水攪拌均勻即可。
[0068]本實例配制的陶化劑，使用濃度2-5%，pH2-3，成膜速度快，成膜顏色明顯，中性鹽霧試驗可達500h。
[0069]實例4
[0070]以下為現有陶化劑與本發明陶化劑的性能對比實驗。
[0071]判斷陶化膜效果主要是通過陶化膜耐蝕性能，這可從裸板和涂裝板的中性鹽霧試驗中體現，如下表所示。
【權利要求】
1.一種陶化劑，按重量計組成如下:鋯化物 5-15%,酸10-20%,絡合劑 1-2%,硅烷偶聯劑0.1-3%，成膜促進劑5-10%，穩定劑 2-3%,著色劑 2-5%,緩蝕劑 2-3%, 余量為水。
2.根據權利要求1所述的陶化劑，其中，所述鋯化物為四氯化鋯、氧氯化鋯、氟鋯酸鈉、碳酸鋯和氫氧化鋯中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的陶化劑，其中，所述酸為氟鋯酸、氟硅酸、氟鈦酸、硫酸和硝酸中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的陶化劑，其中，所述絡合劑為酒石酸、酒石酸鉀鈉、檸檬酸鈉和EDTA中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的陶化劑，其中，所述硅烷偶聯劑為KH-192、KH-560、KH-171和KH-570中的一種或多種。
6.根據權利要求1所述的陶化劑，其中，所述成膜助劑為硫酸羥胺、硝酸鈉、硝酸鉀、硝基苯磺酸鈉、吡啶和磺基水楊酸中的一種或多種。
7.根據權利要求1所述的陶化劑，其中，所述穩定劑為硼酸鈉、過硼酸鈉、氟硼酸鈉和硼酸中的一種或多種。
8.根據權利要求1所述的陶化劑，其中，所述著色劑為硝酸鈰、釩酸銨、鑰酸鈉、鑰酸銨、鎢酸鈉和硝酸鈮中的一種或多種。
9.根據權利要求1所述的陶化劑，其中，所述緩蝕劑為鄰位甲苯硫脲、對位甲苯硫脲、丙硫醚、二戊基胺、甲醛和對位硫甲酚中的一種或多種。
10.一種制備上述權利要求中任一項所述的陶化劑的方法，包括以下步驟: 1)按比重準確稱取各種原料； 2)在占所有稱取原料總重量2/3的水中緩慢加入鋯化物攪拌至溶解； 3)在步驟2)制得的溶液中加入絡合劑攪拌至溶解； 4)在步驟3)制得的溶液中加入酸，攪拌至均勻； 5)在步驟4)制得的溶液中加入硅烷偶聯劑攪拌至溶解； 6)在步驟5)制得的溶液中加入成膜助劑攪拌至溶解； 7)在步驟6)制得的溶液中加入穩定劑攪拌至溶解； 8)在步驟7)制得的溶液中加入著色劑攪拌溶解； 9)在步驟8)制得的溶液中加入緩蝕劑攪拌溶解，并加入余量水攪拌均勻即制得本發明的陶化劑。
11.一種根據權利要求1-9中任一項所述的陶化劑在處理工件中的使用方法，包括如下步驟: (1)堿性脫脂 一般堿度為10-20點； (2)水洗 溢流水洗，pH = 7 ； (3)陶化處理 陶化工作液由陶化劑按25-30ml/L配制而成，pH4.5-5.5，噴淋壓力0.08-0.12MPa，溫度為常溫，采用的噴淋方式處理時間為60-120S，浸泡時間為3-5min ； (4)水洗
溢流水洗，pH = 7。
【文檔編號】C23C22/44GK103952688SQ201410178117
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】敖永發, 覃慶敏 申請人:江門市蓬江區荷塘鎮誠信精細化工廠