[發(fā)明專利]石油專用管翻新環(huán)保型常溫磷化劑及制備方法

無效

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• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103966587A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李樹龍;李撼哲;孫敬軍;莊明輝;朱海英
• 申請（專利權(quán)）人: 大慶寶豐科技有限公司
• 主分類號: C23C22/07
• 分類號: C23C22/07
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23210
• 代理人: 孫淑榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)件、大型金屬工件、設(shè)備表面涂裝技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于一種石油專用管翻新環(huán)保型常溫磷化劑及制備方法。

背景技術(shù)

鋼鐵工件在噴涂涂裝前一般都要通過化學(xué)處理在其表面生成一層保護膜，稱之為磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，即磷化膜。這層膜具有多孔性和相對的粗糙度，能使噴涂涂料滲透到孔隙中，達到噴涂涂料層與保護膜之間的緊密結(jié)合，提高附著力的目的。國家標準GB/T11376-1997《金屬的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜》中規(guī)定，磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜應(yīng)用于鋼鐵金屬上，既可當作最終的表面處理層，又可作為其它覆蓋層的中間層，其作用在于：一是提高膜層與涂層這種聯(lián)合膜層綜合的耐大氣腐蝕性介質(zhì)的侵蝕性能；二是增強鋼鐵工件基體表面與噴涂涂層之間的附著力。

磷化技術(shù)正是為了獲取上述這種保護膜，而逐漸被重視并開始研究推廣，繼而普遍應(yīng)用于與采用鋼鐵制造息息相關(guān)的各個行業(yè)、各個領(lǐng)域中的金屬噴涂涂裝前處理工藝技術(shù)中。磷化技術(shù)品種繁多，應(yīng)用在制造行業(yè)里十分廣泛。但是這些磷化技術(shù)在生產(chǎn)線上的應(yīng)用最突出的問題是全線加溫。加溫不僅消耗大量的能源，還由于加溫會使磷化工作液加速產(chǎn)生大量的沉渣，造成磷化劑的浪費，同時影響磷化產(chǎn)品的表面質(zhì)量。尤其是在國家三令五申地強制推行節(jié)能減排基本國策的形勢下，直接要求磷化技術(shù)的發(fā)展趨勢是向著低溫低能耗的方向發(fā)展，向著低濃度低成本的方向發(fā)展，向著低排放不排放的環(huán)保型方向發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種石油專用管翻新環(huán)保型常溫磷化劑及制備方法，本發(fā)明在常溫、不需要加溫條件下，使采油管舊管翻新噴涂涂裝前形成磷化膜層，實現(xiàn)無能耗、低排放、節(jié)能、環(huán)保的磷化技術(shù)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：該石油專用管舊管翻新環(huán)保型常溫磷化劑各組份按質(zhì)量百分比計：質(zhì)量濃度為85％的磷酸18～48％、檸檬酸0.4～0.8％、酒石酸1.8～2.6％、磷酸鋅1.5～1.8％、氧化鋅1.2～2.0％、硝酸錳1.5～2.5％、硝酸鎳0.1～0.8％、氯酸鉀1～4％及余量水。

本發(fā)明磷化處理的成膜機理是：在能溶于水的酸式磷酸鹽溶液中，在含有氧化劑、催化劑(統(tǒng)稱促進劑)的條件下，酸式磷酸鹽的水溶液與潔凈的鋼鐵金屬表面相接觸時，酸式磷酸鹽發(fā)生分解，產(chǎn)生游離磷酸：

3Me(H₂PO₄)₃→Me₃(PO₄)+4H₃PO₄

游離磷酸把被磷化的鋼鐵工件表面的鐵溶解下來，并放出氫氣，這時鋼鐵工件與磷化液相接觸的界面處酸度下降：

Fe+2H₃PO₄→Fe(P₂O₄)₂+H₂↑

上述反應(yīng)所釋放出來的氫氣被吸附在待磷化的鋼鐵工件表面上，從而阻止了磷化膜結(jié)晶的形成。為了加速磷化反應(yīng)的速度，使磷化時間縮短，并滿足磷化工藝要求，必須在磷化處理的工作液中加入含有氧化劑和催化劑的促進劑，也稱之為去極化劑，以去除氫氣：

2Fe+2H₂PO₄^-+2H⁺+3NO₂→2FePO₄↓+3H₂O+3NO↑

由于上述反應(yīng)消耗了氫離子，從而降低了酸度繼而在鋼鐵工件表面上磷化膜就按下式沉積下來了：

3Me⁺²+2H₂PO₄^-→4H⁺+Me₃(PO₄)↓(磷化膜)

根據(jù)上述磷化反應(yīng)機理，為了加速消耗氫離子，加速磷化膜的沉積，就需要工作液具有穩(wěn)定特效的促進劑，在加溫的磷化工作液中如此，那么在常溫條件下，尤其是寒冷的大慶地區(qū)冬季加工時，對磷化工作液就更為重要。