專利名稱：水乳型除銹防銹液及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料表面化學(xué)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水乳型除銹防銹液及其制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的涂料在鋼鐵表面涂刷時(shí)，都要徹底除銹，甚至要求完全露出金屬光澤，這是一件十分繁重的的工作，目前許多工業(yè)部門中還采用半機(jī)械化和手工的除銹工藝，不但勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，施工費(fèi)用高，銹塵嚴(yán)重危害人體健康，尤其是大型的設(shè)備工程，如船舶、橋梁、海上采油設(shè)施，重型機(jī)械等，由于建造周期長，往往在建設(shè)過程中原來的預(yù)涂底漆損壞，而重新生銹，還必須進(jìn)行二次除銹。帶銹涂料是一種可直接涂刷于殘余銹蝕鋼鐵表面的新型涂料，國外從50年代開始研究，60年代得到普遍應(yīng)用，按其與銹蝕作用原理，大體可分3種類型，即滲透型、轉(zhuǎn)化型和穩(wěn)定型，此種帶銹涂料成模后，都是帶顏色的模覆蓋鋼鐵表面。除銹是否徹底，不得而知，從人們接觸的事實(shí)來看，目前的防盜護(hù)窗，基底刷有防銹漆，再蓋面漆，在室外不到六個(gè)月就銹跡斑斑，面漆脫落，其本質(zhì)是內(nèi)部銹蝕把外面漆拱開，使銹蝕加快，也就是說，帶銹涂料無論是哪種帶銹涂料，除銹不徹底，成膜防銹效果都不理想。所以目前，國內(nèi)外帶銹涂料期盼在油性帶銹涂料品種的基礎(chǔ)上，向著節(jié)約能源和改善工作環(huán)境的方向發(fā)展。鋼鐵工件表面磷化處理工藝是二十世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的，經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的摸索和發(fā)展，形成了比較完整的技術(shù)，可靠的生產(chǎn)工藝，在機(jī)械加工、制造、工件外觀表面處理中占有重要作用，由于生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，設(shè)備一次性投資比較大，而且必需配套其污水處理設(shè)施，生產(chǎn)成本較高，在我國中小型機(jī)械加工和制造行業(yè)，未得到普遍的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種簡化傳統(tǒng)磷化復(fù)雜工藝，降低磷化設(shè)備一次性投資，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染物的“零排放”，同時(shí)具有除銹防銹效果好的水乳型除銹防銹液及其制造方法。
解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該水乳型除銹防銹液含有的組份物(重量份)為H3PO432％-38％、鋁(Al)粉12％-17％、NH4NO31％-1.4％、AlK(SO4)20.05％-0.1％、水(H2O)50％-55％。其制造方法是先將H3PO4和鋁粉混合充分反應(yīng)制得磷酸鋁液后備用，將NH4NO3、ALK(SO4)2、水(H2O)混合后加入制得的磷酸鋁液，控制該水乳型除銹防銹液的PH值為0.5-1，即得到本發(fā)明的水乳型除銹防銹液。
本發(fā)明水乳型除銹防銹液同時(shí)具有滲透型、轉(zhuǎn)化型和穩(wěn)定型三種除銹防銹涂料的特點(diǎn)，生產(chǎn)極簡單，使用操作方便，生產(chǎn)和使用既不污染環(huán)境，又不危害人體健康，是一種環(huán)保型產(chǎn)品。
本發(fā)明產(chǎn)品除銹防銹的基本原理是當(dāng)活潑的鋼鐵暴露在空氣中受到水、氧氣及其他介質(zhì)的作用而生銹，隨著銹蝕的進(jìn)行，最后全部變?yōu)榉€(wěn)定的鐵化物。在復(fù)雜的銹蝕過程中，銹的組成、銹層的結(jié)構(gòu)與氣候環(huán)境及銹蝕時(shí)間長短相關(guān)。鋼鐵表面的初生銹和鋼鐵底材附著較牢，但隨著銹蝕的進(jìn)行，原來初生的銹蝕逐漸老化并被擠到銹層的表面，所以銹層外觀可分為兩層，外層是松銹(浮銹)，它和鋼鐵底層附著不牢，用鋼絲刷一刷就掉，內(nèi)層是牢銹，它和鋼鐵底材附著牢固，要徹底除去它是比較費(fèi)勁的。另外銹和鐵的晶格常數(shù)相差很大，鐵的晶格常數(shù)為2.86×10-10m而三氧化二鐵的晶格常數(shù)為8.3×10-10m，所以銹層的結(jié)構(gòu)是疏松多孔的，沒有保護(hù)性，而疏松多孔的銹層中往往含有大量的水分，導(dǎo)致底材繼續(xù)銹蝕.因此銹層從結(jié)構(gòu)上看是一個(gè)疏松多孔的含水固體。從組成上看又是穩(wěn)定的無害的銹化合物和活潑有害鐵化合物的混合物。銹層的這兩個(gè)特點(diǎn)與除銹之后的鋼鐵表面性質(zhì)截然不同，因此除銹防銹涂料必須具有一般防銹涂料的性能外，還必須具備兩個(gè)特殊的條件，一是對銹層必須有足夠的滲透能力，即應(yīng)能充分浸潤、滲透整個(gè)疏松多孔的銹層，使銹層粘結(jié)成為連續(xù)的封閉性涂層。二是能將封閉的整個(gè)銹層中活潑的有害鐵化合物經(jīng)過鈍化或轉(zhuǎn)化，變成穩(wěn)定的無害的填料。只有同時(shí)具備了這兩個(gè)條件，才能適應(yīng)于銹層這樣特殊的表面。本發(fā)明水乳型體系中，水是一種極性溶劑，配合體系中微量表面活性劑，能滲透且充分浸潤、滲透整個(gè)疏松多孔的銹層；另外體系中Al3+與Fe2O3、Fe3O4氧化物存在酸性體系中充分反應(yīng)而溶解，，達(dá)到銹層中活潑的有害鐵化合物經(jīng)過鈍化或轉(zhuǎn)化，即PO43-和Fe3+形成高分子磷化模，不僅能穩(wěn)定銹層，而且對鋼鐵表面及銹層均起到良好的阻蝕鈍化作用，其磷化結(jié)構(gòu)如圖1所示。而且膜層防銹性3能來自Fe屬于立方晶格，在本發(fā)明中加入的AlK(SO4)2能使水性分散介質(zhì)，在常溫下保持穩(wěn)定。Fe原子在全部體積中僅占68％，Al原子屬面心立方緊堆晶格，Al占全部體積中74％，明顯Al沉積覆蓋在制件表面后，比本體鐵空間利用率增大6％，且它形成的氧化膜更穩(wěn)定，制件不蓋面漆在室內(nèi)長達(dá)六個(gè)月不出現(xiàn)銹點(diǎn)，而且防銹膜層的色澤加深、硬度增大。


圖1是本發(fā)明在鋼鐵表面形成的磷化結(jié)構(gòu)圖，圖中底部陰影部分為鐵件。
具體實(shí)施例方式
以下是本發(fā)明的非限定實(shí)施例實(shí)施例1稱取H3PO433份、鋁粉15份、NH4NO31份、AlK(SO4)20.05份、水(H2O) 50份(都為重量份)，先將H3PO433份、鋁粉15份混合，充分反應(yīng)制得磷酸鋁液后備用，再將NH4NO31份、AlK(SO4)20.05份、水(H2O)50份混合均勻后與配制的磷酸液混合，即得到本發(fā)明的水乳型除銹防銹液。將本發(fā)明水乳型除銹防銹液用于一樓頂15米直徑鋼球作實(shí)驗(yàn)，油漆前用鋼絲刷除去浮銹，用本明水乳型除銹防銹液涂刷二層，再蓋上面漆裝飾后，經(jīng)風(fēng)吹雨淋，烈日寒風(fēng)自然條件檢測，一年時(shí)間沒有銹跡產(chǎn)生，證明具有委好的除銹防銹效果。與漆膜的附著力達(dá)到一級。
實(shí)施例2取H3PO434％、鋁(Al)粉13％、NH4NO31％、AlK(SO4)20.1％、水(H2O)51.9％配制本發(fā)明水乳型除銹防銹液5噸用于對鋼鐵件的浸泡型除銹防銹液。其工序只有2道，即5-20分鐘浸泡(除銹、防銹和磷化)和自然涼干即可。產(chǎn)品可100％被利用，產(chǎn)品無色、透明、不揮發(fā)、PH＝0.5，當(dāng)原液經(jīng)多次使用后，若PH值大于1時(shí)只需添加原液，使PH≤1，則可繼續(xù)使用，不影響質(zhì)量?；緦?shí)現(xiàn)了污染“零排放”，改善操作人員的生產(chǎn)條件。
權(quán)利要求
1.一種水乳型除銹防銹液，其特征在于該水乳型除銹防銹液含有的組份物(重量份)為H3PO432％-38％、鋁(Al)粉12％-17％、NH4NO31％-1.4％、AlK(SO4)20.05％.1％、水(H2O)50％-55％。
2.一種制造權(quán)利要求1所述的水乳型除銹防銹液的方法，其特征在于先將H3PO4和鋁粉混合充分反應(yīng)制得磷酸鋁液后備用，將NH4NO3、ALK(SO4)2、水(H2O)混合后加入制得的磷酸鋁液，即得到本發(fā)明的水乳型除銹防銹液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造水乳型除銹防銹液的方法，其特征在控制該水乳型除銹防銹液的PH值為0.5-1。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬材料表面化學(xué)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水乳型除銹防銹液及其制造方法。該水乳型除銹防銹液含有的組份物(重量份)為H
文檔編號C23C22/20GK1480559SQ02114388
公開日2004年3月10日 申請日期2002年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月6日
發(fā)明者黃奇?zhèn)?申請人:黃奇?zhèn)?br>