[发明专利]一种用于汽车热镀锌板表面阴极电泳前处理液

说明书

技术领域：

本发明属于热镀锌板表面处理技术领域，具体涉及一种用于汽车热镀锌板表面阴极电泳前处理液。

背景技术：

现有阴极电泳涂装工艺普遍采用锌、锰、镍三阳离子磷化液进行前处理，以提高电泳漆膜的耐蚀性和工件表面的结合力，但磷化液中普遍含有重金属磷酸盐和亚硝酸盐等对环境有害的物质；同时在磷化过程中易产生沉渣，从而影响生产的正常进行。

论文“电泳涂装常温磷化工艺及磷化膜的耐碱性研究”（《材料保护》，2008, 41(4): 67~68）报道了通过加入镍盐、锰盐、羧基聚合物，以硝基苊为促进剂，研制出了一种磷化液，该磷化液常温下可在10分钟内形成一层较为致密、耐碱性好的椭球状磷酸盐晶体薄膜。中国专利CN102102200A公开了一种适用于阴极电泳涂装的磷化液，该磷化液使用温度为25~45℃，磷化时间2~6分钟。中国专利CN1749432A公开了一种低温锌锰镍三元系磷化液，该磷化液使用温度为30~45℃，磷化时间2~3分钟。上述三种磷化处理液虽然在板材表面形成磷化膜，但磷化处理时间均超过2分钟，磷化温度较高，有毒物质排放量大，不利于环保。

有机硅烷处理是近年发展起来的一种新型金属表面处理技术，有机硅烷处理简单安全，排放时用碱中和即可。有机硅烷具有独特的结构和性能，其分子中一般含有X₃Si(CH₂)_nY 结构(其中, X代表硅酸酯，Y代表有机官能团)。硅酸酯可水解为硅醇（Si-OH），硅醇与金属基体表面形成氢键，脱水形成以共价键结合的Si-O-M(M 为金属基体)，能够防止水或者其他腐蚀介质接触到金属表面，同时硅醇分子间相互缩合成Si-O-Si，最终聚合形成有一定厚度、较为致密的三维网络结构膜层，覆盖在金属基体表面，从而大幅度提高金属基体的耐蚀性。

有部分关于硅烷稀土复合技术作为阴极电泳前处理的报道，如中国专利CN102787311A公开了一种适用于阴极电泳前处理的稀土氟锆盐复配处理剂技术，该处理技术可在脱脂清洗或酸洗后进行，成膜时间为30秒。中国专利CN102140667A公开了适用于一种阴极电泳前处理的多金属氧酸稀土盐—硅烷化处理技术，可在金属表面形成硅烷—硅钼杂多酸稀土镧杂化膜。上述处理液虽然可以形成附着力好，耐蚀性优良的转化膜，但稀土盐成本高，配制过程复杂，耗时长，且配制过程需大量使用有机溶剂，因此不利于企业实际生产。

发明内容：

本发明针对现有技术存在的上述问题，提供一种用于汽车热镀锌板表面阴极电泳前处理液。通过处理液中的磷化、有机硅烷组分提高电泳漆膜的耐腐蚀性及与金属表面结合力，降低电泳生产过程对环境的影响。

本发明所提供的一种用于汽车热镀锌板表面阴极电泳前的处理液的组成及其质量百分含量如下：

有机硅烷：10~20%，磷化组分：5~10%，其余为去离子水。

所述磷化组分的组成及其每升含量如下：      

硝酸锰                     0.8~1g/L

氧化锌                     0.8~1.2g/L

磷酸                       5~15g/L

硝酸镍                     0.8~1g/L

磷酸亚铁                   0.8~1.5g/L。

所述磷化组分在处理过程作为有机硅烷的辅助剂，重金属盐含量低，无需进行游离酸和总酸度的测定。

所述有机硅烷为3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-560），KH-560是一种含环氧基的硅烷偶联剂，其分子中所含有的环氧基使其具有优异的理化性能，主要用来改善有机材料和无机材料表面的粘接性以及提高复合材料的机械强度，并在湿态下有较高的保持率，保证入槽时表面状态的稳定。有机硅烷用去离子水配置，配制成有机硅烷水溶液。

该处理液是通过以下方法准备的：常温下，将磷酸加入去离子水中搅拌均匀，再依次加入氧化锌、硝酸锰、硝酸镍、硝酸亚铁，搅拌均匀后与有机硅烷水溶液混合，用磷酸调节处理液pH值为3~4，搅拌30分钟后静置1小时使用。

本发明所制备的处理液用于热镀锌板表面形成有机硅烷磷化膜的最佳条件为：槽液pH值：3~4，处理温度：25~30℃，处理时间：60~80秒，电泳涂装时采取工艺参数为：电压：150V，时间：2分钟，温度：35℃。

本发明所制备的处理液用于热镀锌板表面的阴极电泳涂装工艺流程为：预脱脂→脱脂→水洗→烘干→表面处理→电泳。