[發明專利]環保無氟金屬表面處理劑、金屬表面處理方法

在審

• 申請號: 201410052098.5
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103834940A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 褚維杰;周琦
• 申請（專利權）人: 蕪湖市瑞杰環保材料科技有限公司
• 主分類號: C23C22/48
• 分類號: C23C22/48;C23C22/50;C23C22/53;C23C22/56
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技術領域

本發明屬于金屬表面處理技術，具體是涉及一種適用于家電、汽車、五金行業產品涂裝前處理的處理劑，更具體是涉及一種環保無氟金屬表面處理劑；同時，本發明還公開了一種利用該環保無氟金屬表面處理劑對金屬表面進行處理的方法。

背景技術

無論是有一百多年歷史的傳統鋅系磷化液，還是目前使用的陶化劑，都使用了氟化合物，尤其是當前具有典型的以氟鋯酸、氟鈦酸為主原料的無磷處理劑，不僅本身具有較強的毒性，而且其含氟離子對人體和環境的危害性都大于磷化液。為此，有必要研究一種對人體、對環境危害更小的環保型金屬表面處理劑及其方法。

植酸是一種少見的金屬多齒螯合劑，與金屬離子配位時容易形成多個螯合環，形成的配位物穩定性極強，可在金屬表面形成致密的單分子有機保護膜，有效阻止氧氣等進入金屬表面，進而阻止金屬表面的腐蝕。同時該單分子有機膜層與有機涂層具有相似的化學性質，使金屬表面和有機涂料有更強的結合力，因此，完全無氟的植酸金屬表面處理劑有著廣泛的應用前景。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種環保無氟金屬表面處理劑，該表面處理劑屬于節能、環保型完全無氟的處理劑，能較快地在金屬表面形成一層致密的鮮艷藍色轉化膜，且該轉化膜有極強的耐蝕性，和各種涂層結合力好。

為了實現該目的，本發明所采用的技術方案是：一種環保無氟金屬表面處理劑，由以下重量百分比的原料制成：

植酸?0.2～20%；

植酸鹽?0.1～10%；

稀土促進劑?0.001～0.1%；

有機促進劑?0.001～0.1%；

余量為水。

優選的，植酸為含量為45%以上的食品級產品，植酸的用量優選為0.5～10%，更優選為0.8～8%，例如0.2%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.5%、1.8%、2.5%、2.9%、3.5%、4.2%、4.8%、4.9%、5.5%、6.5%、7%、7.5%、7.9%、8%、8.5%、10%、11%、12%、13%、14%、15.5%、16%、17.5%、18%、19.5%、20%等，其用量低于0.1%將會導致難以成膜，而高于20%時將會導致成本太高且對成膜速度和耐蝕性沒有任何好處。

優選的，植酸鹽為植酸鈉、植酸鈣、植酸鎂、植酸鋅中的一種或兩種以上，植酸鹽的用量優選為0.2～5%，更優選為0.5～2%，例如0.1%、0.2%、0.5%、0.9%、1.5%、1.8%、2%、2.9%、3.5%、4.2%、4.8%、5%、5.5%、7%、7.5%、8%、9%、10%等。

優選的，稀土促進劑選自鑭系化合物，例如硝酸鈰、硝酸鑭、硝酸鉿等鑭系化合物中的一種或兩種以上，稀土促進劑的用量優選為0.005～0.05%，例如0.001%、0.0025%、0.005%、0.01%、0.025%、0.035%、0.05%、0.075%、0.088%、0.09%、0.095%、0.1%等，其用量不宜超過0.1%，否則會影響液體的穩定性。

優選的，有機促進劑為對苯二酚或者硝基化合物，硝基化合物可選擇為間硝基苯磺酸等，有機促進劑的用量優選為0.05～0.1%。例如0.001%、0.0025%、0.0035%、0.005%、0.01%、0.025%、0.035%、0.05%、0.06%、0.075%、0.09%、0.095%、0.1%等，其用量大于0.1%將會導致溶解困難。

環保無氟金屬表面處理劑的制備方法十分簡單，不發生劇烈的化學反應，且無熱量和廢氣產生，先在反應釜中加入三分之二的水（可優選為去離水），再依次加入植酸、植酸鹽、稀土促進劑、有機促進劑，充分攪拌直至完全溶解成清澈的溶液即可。

利用環保無氟金屬表面處理劑對金屬表面處理的方法，對待處理工件依次進行堿性無磷脫脂處理、水洗處理、環保無氟金屬表面處理劑處理、水洗處理、烘干處理和噴涂處理。其中，待處理工件為鋼鐵、鋅、鋁材質的冷軋板、熱軋板或鍍鋅板涂裝零件，環保無氟金屬表面處理劑處理的工藝參數為：pH值為2.0～5.0，通過浸泡、噴淋方式常溫處理0.5～10min。

本發明的環保無氟金屬表面處理劑，完全無鉻、無鋯，可在鋼、鋅、鋁金屬表面形成一層致密均勻、耐蝕性強、和涂層附著力極好的轉化膜，其處理方法簡單，在常溫下操作，原有的磷化、陶化處理設備不需任何改動就可使用，處理劑不使用強酸強堿，生產安全無排放；使用壽命長，更換時可直接排放。