專利名稱：環保型多功能鋼鐵表面處理液的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼鐵表面處理技術，具體地表述為環保型多功能鋼鐵表面處理液。
背景技術：
據不完全統計，全世界每年鋼材產量的1/3因腐蝕而損失；2010年全世界33. 6%的鋼材用在中國；中國每年因鋼鐵腐蝕造成的直接經濟損失約占國民生產總值的4%，每年因鋼鐵腐蝕造成的經濟損失過萬億元人民幣。目前，中國的鋼鐵防腐工藝特別是涂裝預(前)處理工藝遠遠落后于發達國家的水平，中國企業目前普遍使用的仍是傳統的涂裝預 處理工藝，如強酸強堿法；拋丸噴沙法；動力工具法等。這些傳統的鋼鐵表面預處理工藝會造成嚴重的環境污染；大量損耗國家水電等能源；對鋼鐵造成深度腐蝕進而影響涂裝質量；在處理工藝過程中，也會嚴重地危害到工人的人身健康與安全。公開號CN1294204A的專利公開了一種“多功能鋼鐵表面處理液”，其中配方中含有有毒物質硫脲，還不能稱為環保產品。公開號為CN1916236的專利所述配方中含有亞硝酸鈉等有毒致癌物質，并且需要加熱至中溫后方能使用，造成藥液在使用中產生大量殘渣，需要定期清渣并排放廢液。
發明內容
本發明提供了一種集除油、除銹、磷化、鈍化為一體的環保型多功能鋼鐵表面處理液。本發明的目的在于簡化生產工藝；大幅降低工人勞動強度；在處理工藝過程中改善排放及環境污染問題；節約國家能源；提高企業生產效率，降低企業生產成本；提高鋼鐵表面處理及涂裝質量。為達到上述目的，本發明采用的技術方案，即技術配方按原料重量百分比配比如下
磷酸(85%)28-35%
磷酸二氫鋅1-3%
有機酸2-5%
硝酸鋅2-3%
聚乙二醇0.5-0.8%
氧化促進劑O. 6-1%
絡合劑O. 3-1%
表面活性劑O. 6-2. 2%
純凈水余量
上述組份的各作用原理是磷酸作為一種中強度無機酸，代替了鹽酸、硫酸、硝酸等強酸，既可以起到除銹的功能，又是磷化膜的主要成膜物質之一；磷酸二氫鋅也是磷化膜的主要成膜物質之一；述的有機酸為檸檬酸、酒石酸、草酸中的一種或兩種以上復配，既可以增加溶液的游離酸度并保證溶液總酸度的持續穩定，對于除銹具有促進作用；所述的硝酸鋅也可以是氧化鋅或硫酸鋅，在成膜過程中起到協同作用；所述的聚乙二醇分子量應在4000以上，即聚乙二醇4000或聚乙二醇6000或聚乙二醇10000，增加配方各組份在溶液中的分散性和溶解性；所述的氧化促進劑為鑰酸銨、鑰酸鈉中的一種或兩種以上復配，在磷化和鈍化過程中起到氧化促進的作用；所述的絡合劑為檸檬酸鈉、EDTA--二鈉、酒石酸鉀鈉中的一種或兩種以上復配，在藥液對工件處理過程中起到減少殘渣，絡合藥液與銹蝕反應物的作用；所述的表面活性劑可以是OP —10、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或兩種以上復配，起到滲透、乳化、剝離的除油作用。本技術發明具有以下優點和效果
本發明不含強酸強堿、不含V0C、不含亞硝酸鈉等有毒物質、不爆、不燃燒、不揮發、不傷皮膚、不污染環境、在使用過程無“三廢”排放，完全符合我國政府目前對環境保護和勞動保護的要求，能高效徹底解決目前在鋼鐵表面預處理過程中既損害工人健康又污染環境的嚴重問題。 本發明實現了鋼鐵表面的除銹、脫脂、磷化、鈍化一步完成；使用簡便，在常溫(15 - 35°C)條件下以浸潰、噴淋、涂刷等多種方法進行；本發明可以持效反復循環使用并沒有“三廢”排放；產品在除油除銹過程中對鋼鐵不會產生無任何腐蝕，不產生氣體，不會對鋼鐵內部造成氫脆現象；處理后的鋼鐵工件不需再用清水沖洗，在通風自干或烘干后即可直接進行噴漆、烤漆、噴塑、鍍鋅等操作，大大節省了企業的用水用電，節約了大量國家能源。本發明為微酸型處理液，無刺激性氣味，對人體皮膚無傷害，對廠房及生產設備無腐蝕。在使用過程中簡化工藝流程，降低勞動強度，實現了企業的綠色清潔化生產。經過本發明處理后的鋼鐵工件，磷化膜結晶致密，耐沖擊、耐蝕性及附著力強，可替代各類防銹底漆，適用于一切鋼鐵制件在涂裝前的預處理工藝以及涂裝后的維護工藝。本發明的理化性能指標如下
1)外觀淡綠色透明液體；
2)密度1.18-1.26;
3)總酸度650-700 ；
4)游離酸度230-280 ；
5)PH 值1-1. 5 ；
6)粘度> 10 ；
7)閃點無；
8)固體含量％^ 30 ；
9)除銹率99%以上；
10)除油能力水膜連續，不破裂
使用本發明后所生成的磷化膜理化性能指標如下
1)膜層顏色灰色或銀灰色
2)干膜厚度220 μ m
3)附著力I級
4)耐沖擊性cm50kg5)耐油性(10#機油)24h不起泡，不起皺，不脫落
6)耐汽油(93#汽油)4h不起泡，不起皺，不脫落
7)耐鹽水性(3%NaCl24h)吹干無返銹
參照標準為GB/T12612— 2005《多功能鋼鐵表面處理液通用技術條件》。具體使用方法及注意事項如下
涂刷法以軟毛刷沾取藥液直接涂刷在工件表面處理的方法，主要針對戶外設備的維護以及難以用其他方法處理的工件，相比傳統的拋丸噴砂處理，可以進行實時維護，大幅降低維護成本，提高維護質量，達到長久的維護時間。
涂刷法施工時應戴橡膠手套及口罩。所需設備耐酸容器、耐酸毛刷(非動物毛所制)
處理步驟
I、對待處理工件表面的嚴重油污、嚴重銹蝕、灰塵進行簡單清理。2、待處理工件盡量平放，用軟毛刷沾取藥液充分覆蓋工件表面，首次涂刷后1-3分鐘再進行二次涂刷。3、頑固銹蝕可先用硬毛刷來回涂刷，后按單一方向涂刷至到出現金屬本來顏色為止。常溫循環浸泡法將待處理的工件直接浸入盛放藥液的處理池中處理的方法，適用于規則及不規則的工件以及不便加裝超聲設備的大型處理池，相較酸洗及拋丸噴砂的處理方法，環保節能，處理時間快，工序簡單，無處理死角。可以大幅降低維生產成本，提高產品涂裝質量。所需設備耐酸池、循環過濾設備、(加熱設備)
使用方法
I、對待處理工件表面的嚴重油污、嚴重銹蝕、灰塵進行簡單清理。2、將工件完全浸泡入藥液中。2. I藥液在常溫(15 V _35°C)通常浸泡5-30min，如溫度過低需適當加熱。2. 2在浸泡過程中需要添加循環過濾設備，濾除殘渣污物，循環藥液對銹蝕起到沖刷作用。2. 3如果除重銹或氧化皮浸泡時間要適當延長并將藥液加熱到40°C左右不得超過 50 °C。3、處理后的工件需直立放置在通風干燥處，避免用手觸碰或接觸其他污染(水、粉末灰塵、汗液)
4、一般在25 °C的晴天表干時間約為2-4h，實干(形成磷化膜)為12-18h(形成磷化膜)，采用10(TC -150°C烘干設備20-30min左右實干形成磷化膜，通風式烘干設備效果更佳。5、在使用過程中隨著PH值的升高處理時間可能會有所延長，這時可適當添加新藥液以保證使用效果。常溫超聲浸泡處理法見附圖
I : 將待處理的工件直接浸入盛放藥液的處理池，開啟超聲設備處理的方法，適用于規則及不規則的工件，相較酸洗及拋丸噴砂的處理方法，環保節能，處理時間快，工序簡單，無處理死角。可以大幅降低維生產成本，提高產品涂裝質量。
所需設備超聲清洗池(也可用普通酸洗池加獨立超聲設備)、過濾設備、(加熱設備) 處理步驟
I、對待處理工件表面的嚴重油污、嚴重銹蝕、灰塵進行簡單清理。2、將工件浸入超聲清洗設備。2. I藥液在常溫(15 0C _35°C)通常超聲處理2-10min，如溫度過低需適當加熱。超聲設備使藥液震動，對工件起到沖刷作用。 2. 2在浸泡過程中需要添加過濾設備濾除殘渣污物。2. 3如果除重銹或氧化皮處理時間要適當延長并將藥液加熱到40°C左右不得超過 50 °C。3、處理后的工件需直立放置在通風干燥處，避免用手觸碰或接觸其他污染(水、粉末灰塵、汗液)
4、一般在25 °C的晴天表干時間約為2-4h，實干(形成磷化膜)為12-18h，實干過程中形成磷化膜，采用100°C -150°C烘干設備20-30min左右實干形成磷化膜，通風式烘干設備
效果更佳。5、在使用過程中隨著PH值的升高處理時間可能會有所延長，這時可適當添加新藥液以保證使用效果。
噴淋法將待處理的工件直接進入噴淋室用適當壓力進行噴淋的處理方法，適用于較為規則的工件，相較拋丸噴砂的處理方法，環保節能，處理時間快，表面光潔度高，工序簡單，無處理死角。可以大幅降低維生產成本，提高產品涂裝質量。所需設備噴淋設備附圖2，過濾設備 處理步驟
I、對待處理工件表面的嚴重油污、嚴重銹蝕、灰塵進行簡單清理。2、以2. 5公斤以上的壓力使藥液噴淋在工件表面的銹蝕及油污上，直至工 件表面的銹蝕及油污被徹底清理掉。2. I噴淋方法工作過程中必須將沉淀物過濾除去，過濾后繼續使用。(工作過程中回收的藥液將沉淀物過濾后可繼續使用)
3、處理后的工件需直立放置在通風干燥處，避免用手觸碰或接觸其他污染(水、粉末灰塵、汗液)
4、一般在25°C的晴天表干時間約為2-4h，實干(形成磷化膜)為12-18h(形成磷化膜)。采用10(TC -150°C烘干設備20-30min左右實干形成磷化膜，通風式烘干設備效果更佳。5、在使用過程中隨著PH值的升高處理時間可能會有所延長，這時可適當添加新藥液以保證使用效果。注意事項
I.處理過的工件在干燥過程中工件不得淋雨，不得粘灰塵，在工件表面實干之前不得涂漆。2.在使用過程中需要有循環過濾系統過濾殘渣以保證工作液清潔。3.過濾出的殘渣加10%的生石灰攪拌后可直接當植物肥料。4.本液若出現少許沉淀，可攪拌或搖勻后繼續使用，效果不變。
5、本液在與鋼鐵銹層進行化學反應時會散發輕微酸味，對人及動(植)物無傷害。
6.鋼鐵表面銹蝕厚薄不同經本液處理后母體色澤不一致屬于正常現象。7.由于浸泡時間、銹蝕厚薄等因素造成轉化膜表面有水跡、掛灰(泛白)屬于正常現象，不影響防腐效果。
8.轉化膜的干燥時間受客觀環境影響較大，施工時要靈活掌握。
9.本液必須與面漆配套使用才能獲得最佳防腐效果。10.如不慎將工作液濺如眼睛，用大量清水沖洗即可
1.產品配套輔助設備
序號設備名設備介紹配套性工藝功能
權利要求
1.環保型多功能鋼鐵表面處理液是由磷酸、成膜劑、有機酸、分散劑、氧化促進劑、絡合劑、表面活性劑等原料組成，其特征在于 本發明的具體原料配比如下 磷酸(85%)28-35% (按重量百分比)磷酸二氫鋅1-3% 有機酸2-5% 硝酸鋅2-3%聚乙二醇0.5-0.8%氧化促進劑O. 6-1%絡合劑O. 3-1% 表面活性劑O. 6-2. 2% 純凈水余量 根據權利要求I所述的環保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的有機酸為檸檬酸、酒石酸、草酸中的一種或兩種以上復配。
2.根據權利要求I所述的環保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的硝酸鋅也可以是氧化鋅或硫酸鋅。
3.根據權利要求I所述的環保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的聚乙二醇分子量應在4000以上，即聚乙二醇4000或聚乙二醇6000或聚乙二醇10000。
4.根據權利要求I所述的環保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的氧化促進劑為鑰酸銨、鑰酸鈉中的一種或兩種以上復配。
5.根據權利要求I所述的環保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的絡合劑為檸檬酸鈉、EDTA二鈉、酒石酸鉀鈉中的一種或兩種以上復配。
6.根據權利要求I所述的環保型多功能鋼鐵表面處理液，其特征在于所述的表面活性劑可以是OP —10、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或兩種以上復配。
全文摘要
環保型多功能鋼鐵表面處理液工藝介紹。1. 涂裝前預處理階段對涂裝質量的影響1)徹底清除鋼鐵工件表面油污及銹蝕，不會產生強酸分子的殘留，避免了工件涂裝后從內部繼續腐蝕的可能。2. 涂裝后對涂裝質量的影響1)本藥液可與各種漆結合，涂裝后的耐蝕性比傳統的方法大幅提高，抗沖擊性可達50kg/cm，附著力達國標一級。3. 涂裝后對設備維護的影響1)本產品可以在帶有銹蝕及油脂的舊漆膜上以噴淋，或涂刷的方式直接處理，藥液可滲透漆膜，直接與漆膜下面的銹蝕發生反應，不影響原有漆膜，處理完成后直接涂裝即可；2)對于設備維護的工藝要求簡單，操作方面，能夠大量節省水、電等國家能源，降低勞動強度及人工成本。
文檔編號C23C22/42GK102839365SQ201210104550
公開日2012年12月26日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者王曉翌 申請人:王曉翌