[发明专利]一种金属表面调整剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理剂领域，更具体的说，涉及一种金属表面调整剂及其制备方法。

背景技术

随着金属加工业的迅速发展，金属表面调整处理的应用日益广泛。通常表面调整剂的表面调整时间长,制得的磷化膜结晶粗大，膜层较厚，磷化时间长，磷化设备投资大、能耗高、酸雾大、溶液稳定性差、沉渣多、调整繁琐、环保压力大，使用寿命短等不利因素，且工件在磷化后易返锈。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种金属表面调整剂，本金属表面调整剂磷酸盐皮膜结晶致密均匀，附着力和耐蚀性显著提高，在较低的温度和较短的时间内便可完成转化膜的全部生长过程。磷化上膜速度特别快，正常情况下，磷化30秒即可完全覆膜，三分钟即具有相当优越的耐蚀性。

本发明的目的之二在于提供上述金属表面调整剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种金属表面调整剂，以重量份数计，由以下原料制成：

氢氧化钾 10-23份，磷酸 36-40份，硫酸氧钛混合液 13-16份，三聚磷酸钠24-30份。

其中所述的氢氧化钾优选20.8-22.4份；

其中所述的磷酸优选36.6-38份；

其中所述的硫酸氧钛混合液优选14.6-15.2份；其中所述的硫酸氧钛混合液即为硫酸氧钛：水=1:（1.5-2.5）（质量比），优选1:2；

其中所述的三聚磷酸钠优选24.4-28份。

本发明金属表面调整剂的制备方法依次包括如下步骤：

（1）往反应釜中加入硫酸氧钛混合液；

（2）往反应釜中加入氢氧化钾，进行搅拌，直至氢氧化钾完全溶解；

（3）往反应釜中缓慢滴加磷酸，待反应完全；

（4）往反应釜中加入三聚磷酸钠，搅拌均匀。

其中步骤（2）中的搅拌时间为3-10分钟；步骤（3）中的滴加时间为1-3小时；步骤（4）中的搅拌时间为1-3小时。

本发明金属表面调整剂的使用方法为如下（以配制1000L为例）：

先将1/2的自来水加入槽中，再一边开动喷淋泵或循环系统，一边少量缓缓地加入金属表面调整剂5公斤，待完全溶解后加足水量（最好用50~60℃温水溶解金属表面调整剂后建浴或添加）。连续生产时，每处理500~1000㎡，补加1~2公斤金属表面调整剂。PH值小于7.8时，用金属表面调整剂进行调整。PH值小于7.5时，胶体钛被沉淀，表面调整失效，应更换。

经过较长时间处理后，槽液会老化变差，变黄，表调效果下降，最好采用将表调槽液连续溢流排放方式补加或到一定周期后全部更新。

本发明的主要工作原理如下：

带负电的磷酸钛胶体水解产生具有高活性的Ti(OH)₄，以物理吸附的方式附着在工件表面，它填补了蚀点并形成大量的网状结晶核。当活化层表面与磷化液接触时，吸附在磷酸钛胶体表面的钠离子与磷化液中的锌离子交换生成磷锌矿晶粒，这些晶粒就提供了磷化层外延生长的平台。这些吸附的Ti在金属表面形成的活性点的多少必然直接影响磷化膜的结晶大小。胶体Ti离子越小，单位面积上吸附的胶体 Ti越多，磷化膜结晶就越细致。

本发明金属表面调整剂的有益效果如下：

(1)金属表面调整剂具有极强的防锈斑功能。可大大地降低工件返锈率，解决了多年来各前处理厂商的疑难问题：即工件在磷化后易返锈。

(2)活性超高。金属表面调整剂的活性作用是一般金属表调剂的数倍，一般情况下静置30天胶钛都不沉降，一般表调剂表调时间1-2分钟，金属表面调整剂只需：钢铁：5秒左右、锌及锌合金：1秒左右，可大大缩短磷化时间并降低磷化温度。

(3)提高磷化膜的质量、消除碱性除油或酸洗除锈引起的腐蚀不均等缺陷、增加晶核数量、提高磷化膜的致密性和抗蚀性、改善磷化膜的外观。

(4)不择水质。金属表面调整剂內含水质软化剂，所以配制时不挑剔水质，配比浓度0.05%-0.2%。

(5)使用寿命长。该金属表面调整剂活性衰減慢、寿命长，一般1公斤金属表面调整剂可处理面积为2000平方米的工件，与一般表调剂相比，金属表面调整剂综合成本可降低1.5-2倍。

具体实施方式

实施例1

每1000Kg金属表面调整剂，由以下原料制成：

氢氧化钾 200Kg，磷酸 360 Kg，硫酸氧钛混合液130 Kg，三聚磷酸钠310 Kg。