一种三合一前处理液及其制备方法

摘要

本发明涉及金属表面涂装技术领域，尤其涉及一种三合一前处理液及其制备方法，该处理液按重量份包括以下成分：无机酸20～25重量份、有机酸1.5～2重量份、主促进剂2～3重量份、辅助促进剂0.5～1重量份、成膜助剂2～3重量份、表面活性剂2～3重量份、pH稳定剂0.5～1重量份、缓蚀剂0.5～1重量份以及水50重量份和消泡剂0.5～1重量份。本发明针对传统前处理的不足，将除油、除锈、防锈合成一道工序，工序简单、管控简便、处理时间短、效率高，所形成的防锈膜可耐氯化钠溶液浸泡无明显返锈现象，且与各种油漆、粉末结合力良好。

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面涂装技术领域，尤其涉及一种三合一前处理液及其制备方法。

背景技术

金属表面涂装市场需求量大，特别是钢铁件的喷漆、喷粉涂装，钢铁件自炼钢成型至喷涂加工前，工件表面往往有各种冲压油、拉伸油等油污以及锈迹，传统的喷涂前处理一般采用浸泡或喷淋方式进行除油、除锈(氧化皮)及防锈。而传统的前处理方式目前常用的磷化工艺，往往需要多道工序进行，处理总时间长，效率低，且因工序多，管控指标也多，对操作员工的技能要求较高。因此亟需一种三合一前处理液及其制备方法来解决所述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种三合一前处理液及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种三合一前处理液，按重量份包括以下成分：无机酸20～25重量份、有机酸1.5～2重量份、主促进剂2～3重量份、辅助促进剂0.5～1重量份、成膜助剂2～3重量份、表面活性剂2～3重量份、pH稳定剂0.5～1重量份、缓蚀剂0.5～1重量份以及水50重量份和消泡剂0.5～1重量份。

优选的，所述无机酸选用磷酸，有机酸为柠檬酸。

优选的，所述主促进剂为钼酸钠，辅助促进剂为氟化钠。

优选的，所述成膜助剂为氧化锌，表面活性剂为AEO-9。

优选的，所述pH稳定剂为磷酸三钠，缓蚀剂为硫脲。

一种三合一前处理液的制备方法，包括以下步骤：

S1、依次向水中加入柠檬酸、硫脲、磷酸钠、硫脲、氟化钠，并充分搅拌至各组分完全溶解于水；

S2、加入氧化锌，并搅拌至溶液呈白糊状；

S3、缓慢加入磷酸，持续搅拌至溶液澄清，无沉淀；

S4、加入钼酸钠，搅拌至完全溶解；

S5、加入AEO-9，搅拌至完全溶解；

S6、加入消泡剂，搅拌均匀即得成品。

本发明的有益效果是：

本发明针对传统前处理的不足，将除油、除锈、防锈合成一道工序，工序简单、管控简便、处理时间短、效率高，所形成的防锈膜可耐氯化钠溶液浸泡无明显返锈现象，且与各种油漆、粉末结合力良好。

附图说明

图1为本发明提出的一种三合一前处理液及其制备方法在确定无机酸用量时的折线示意图；

图2为本发明提出的一种三合一前处理液及其制备方法在确定有机酸用量时的折线示意图；

图3为本发明提出的一种三合一前处理液及其制备方法在确定促进剂用量时的折线示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

①选取原料：按重量份包括以下成分：磷酸20重量份、柠檬酸1.5重量份、钼酸钠2重量份、氟化钠0.5重量份、氧化锌2重量份、AEO-92重量份、磷酸三钠0.5重量份、硫脲0.5重量份以及水50重量份和消泡剂0.5重量份。

②制备三合一前处理液：

S1、依次向水中加入柠檬酸、硫脲、磷酸钠、硫脲、氟化钠，并充分搅拌至各组分完全溶解于水；

S2、加入氧化锌，并搅拌至溶液呈白糊状；

S3、缓慢加入磷酸，持续搅拌至溶液澄清，无沉淀；

S4、加入钼酸钠，搅拌至完全溶解；

S5、加入AEO-9，搅拌至完全溶解；

S6、加入消泡剂，搅拌均匀即得成品。

实施例二：

①选取原料：按重量份包括以下成分：磷酸23重量份、柠檬酸1.7重量份、钼酸钠2.5重量份、氟化钠0.6重量份、氧化锌2.5重量份、AEO-92.5重量份、磷酸三钠0.8重量份、硫脲0.7重量份以及水50重量份和消泡剂0.6重量份。

②制备三合一前处理液：

S1、依次向水中加入柠檬酸、硫脲、磷酸钠、硫脲、氟化钠，并充分搅拌至各组分完全溶解于水；

S2、加入氧化锌，并搅拌至溶液呈白糊状；

S3、缓慢加入磷酸，持续搅拌至溶液澄清，无沉淀；

S4、加入钼酸钠，搅拌至完全溶解；

S5、加入AEO-9，搅拌至完全溶解；

S6、加入消泡剂，搅拌均匀即得成品。

实施例三：

①选取原料：按重量份包括以下成分：磷酸25重量份、柠檬酸2重量份、钼酸钠3重量份、氟化钠1重量份、氧化锌3重量份、AEO-93重量份、磷酸三钠1重量份、硫脲1重量份以及水50重量份和消泡剂1重量份。

②制备三合一前处理液：

S1、依次向水中加入柠檬酸、硫脲、磷酸钠、硫脲、氟化钠，并充分搅拌至各组分完全溶解于水；

S2、加入氧化锌，并搅拌至溶液呈白糊状；

S3、缓慢加入磷酸，持续搅拌至溶液澄清，无沉淀；

S4、加入钼酸钠，搅拌至完全溶解；

S5、加入AEO-9，搅拌至完全溶解；

S6、加入消泡剂，搅拌均匀即得成品。

在上述实施例一～实施例三中，为了确定无机酸、有机酸、主促进剂、辅助促进剂、成膜助剂以及pH缓冲剂的用量，故设计如下实验：

实验一：为保证除锈能力及防锈上膜质量，无机酸的选用及用量尤为关键，本发明选用除锈能力适中，且能与铁反应成膜的磷酸作为主要作用的无机酸，其作用为除锈且为配方溶液提供游离酸，为成膜提供必要条件，其用量如附图1所示；

且由附图1的数据可以看出，当磷酸用量达到20％时，浸泡15min除锈，除锈率可达到高点，当继续增加磷酸量时，除锈率没有更明显的提升，所以磷酸用量在20～25％为最佳用量。

实验二：有机酸在体系除锈环节可以辅助无机酸，提升除锈效率，本发明选用环保的柠檬酸作为无机酸的除锈提升，其用量及除锈提升率如附图2所示；

且由附图2的数据可以看出，当柠檬酸用量在1.5％时，对磷酸的除锈提升率达到高点，再增加用量则提升不明显，故柠檬酸最佳用量为1.5％～2％。

实验三：促进剂作用于成膜，可加速成膜速度，在除锈完毕时尽快成膜以缩短总体处理时间，本发明选用既能促进成膜又可参与成膜物的钼酸钠为主促进剂，其用量及成膜效果如附图3所示；氟化钠作为辅助促进剂，可使成膜更加均匀致密，其最佳投放量为0.5～1％；

由附图3的数据可以看出，当钼酸钠用量达到2％时，成膜厚度达到最高，继续增加用量，膜厚不再增加，所以钼酸钠最佳用量在2～2.5％为宜。

实验四：为保证成膜质量，锌的参与既能增加膜的耐蚀性，还能提高膜与油漆、粉末的结合力，本发明故选用氧化锌作为成膜助剂，其用量与成膜效果如下表所示：

由上表数据可以看出，当氧化锌用量在2～3％时，耐蚀性提升最好，继续增加用量，耐蚀性提升反而下降，这是因为，过量的氧化锌参与成膜会使膜厚过厚，空隙变大，反而不利于膜的耐蚀。

除上述实验之外，在使用过程中，溶液pH会随使用时间、次数发生变化，从而使用效果发生变化，故添加磷酸三钠作为pH缓冲作用，用量为0.5～1％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。