本發(fā)明涉及金屬表面處理劑領域，更具體的說，涉及一種金屬表面調(diào)整劑及其制備方法。
背景技術：
隨著金屬加工業(yè)的迅速發(fā)展，金屬表面調(diào)整處理的應用日益廣泛。通常表面調(diào)整劑的表面調(diào)整時間長,制得的磷化膜結晶粗大，膜層較厚，磷化時間長，磷化設備投資大、能耗高、酸霧大、溶液穩(wěn)定性差、沉渣多、調(diào)整繁瑣、環(huán)保壓力大，使用壽命短等不利因素，且工件在磷化后易返銹。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種金屬表面調(diào)整劑，本金屬表面調(diào)整劑磷酸鹽皮膜結晶致密均勻，附著力和耐蝕性顯著提高，在較低的溫度和較短的時間內(nèi)便可完成轉化膜的全部生長過程。磷化上膜速度特別快，正常情況下，磷化30秒即可完全覆膜，三分鐘即具有相當優(yōu)越的耐蝕性。
本發(fā)明的目的之二在于提供上述金屬表面調(diào)整劑的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種金屬表面調(diào)整劑，以重量份數(shù)計，由以下原料制成：
氫氧化鉀 10-23份，磷酸 36-40份，硫酸氧鈦混合液 13-16份，三聚磷酸鈉24-30份。
其中所述的氫氧化鉀優(yōu)選20.8-22.4份；
其中所述的磷酸優(yōu)選36.6-38份；
其中所述的硫酸氧鈦混合液優(yōu)選14.6-15.2份；其中所述的硫酸氧鈦混合液即為硫酸氧鈦：水=1:（1.5-2.5）（質量比），優(yōu)選1:2；
其中所述的三聚磷酸鈉優(yōu)選24.4-28份。
本發(fā)明金屬表面調(diào)整劑的制備方法依次包括如下步驟：
（1）往反應釜中加入硫酸氧鈦混合液；
（2）往反應釜中加入氫氧化鉀，進行攪拌，直至氫氧化鉀完全溶解；
（3）往反應釜中緩慢滴加磷酸，待反應完全；
（4）往反應釜中加入三聚磷酸鈉，攪拌均勻。
其中步驟（2）中的攪拌時間為3-10分鐘；步驟（3）中的滴加時間為1-3小時；步驟（4）中的攪拌時間為1-3小時。
本發(fā)明金屬表面調(diào)整劑的使用方法為如下（以配制1000L為例）：
先將1/2的自來水加入槽中，再一邊開動噴淋泵或循環(huán)系統(tǒng)，一邊少量緩緩地加入金屬表面調(diào)整劑5公斤，待完全溶解后加足水量（最好用50~60℃溫水溶解金屬表面調(diào)整劑后建浴或添加）。連續(xù)生產(chǎn)時，每處理500~1000㎡，補加1~2公斤金屬表面調(diào)整劑。PH值小于7.8時，用金屬表面調(diào)整劑進行調(diào)整。PH值小于7.5時，膠體鈦被沉淀，表面調(diào)整失效，應更換。
經(jīng)過較長時間處理后，槽液會老化變差，變黃，表調(diào)效果下降，最好采用將表調(diào)槽液連續(xù)溢流排放方式補加或到一定周期后全部更新。
本發(fā)明的主要工作原理如下：
帶負電的磷酸鈦膠體水解產(chǎn)生具有高活性的Ti(OH)4，以物理吸附的方式附著在工件表面，它填補了蝕點并形成大量的網(wǎng)狀結晶核。當活化層表面與磷化液接觸時，吸附在磷酸鈦膠體表面的鈉離子與磷化液中的鋅離子交換生成磷鋅礦晶粒，這些晶粒就提供了磷化層外延生長的平臺。這些吸附的Ti在金屬表面形成的活性點的多少必然直接影響磷化膜的結晶大小。膠體Ti離子越小，單位面積上吸附的膠體 Ti越多，磷化膜結晶就越細致。
本發(fā)明金屬表面調(diào)整劑的有益效果如下：
(1)金屬表面調(diào)整劑具有極強的防銹斑功能?？纱蟠蟮亟档凸ぜ典P率，解決了多年來各前處理廠商的疑難問題：即工件在磷化后易返銹。
(2)活性超高。金屬表面調(diào)整劑的活性作用是一般金屬表調(diào)劑的數(shù)倍，一般情況下靜置30天膠鈦都不沉降，一般表調(diào)劑表調(diào)時間1-2分鐘，金屬表面調(diào)整劑只需：鋼鐵：5秒左右、鋅及鋅合金：1秒左右，可大大縮短磷化時間并降低磷化溫度。
(3)提高磷化膜的質量、消除堿性除油或酸洗除銹引起的腐蝕不均等缺陷、增加晶核數(shù)量、提高磷化膜的致密性和抗蝕性、改善磷化膜的外觀。
(4)不擇水質。金屬表面調(diào)整劑內(nèi)含水質軟化劑，所以配制時不挑剔水質，配比濃度0.05%-0.2%。
(5)使用壽命長。該金屬表面調(diào)整劑活性衰減慢、壽命長，一般1公斤金屬表面調(diào)整劑可處理面積為2000平方米的工件，與一般表調(diào)劑相比，金屬表面調(diào)整劑綜合成本可降低1.5-2倍。
具體實施方式
實施例1
每1000Kg金屬表面調(diào)整劑，由以下原料制成：
氫氧化鉀 200Kg，磷酸 360 Kg，硫酸氧鈦混合液130 Kg，三聚磷酸鈉310 Kg。
其中硫酸氧鈦混合液即為硫酸氧鈦：水=1:2的溶液（以下實施例均使用該硫酸氧鈦混合液）。
其制備方法依次包括如下步驟：
（1）往反應釜中加入硫酸氧鈦混合液；
（2）往反應釜中加入氫氧化鉀，攪拌3-10分鐘，直至氫氧化鉀完全溶解；
（3）往反應釜中緩慢滴加磷酸，待反應完全，滴加時間為1-3小時；
（4）往反應釜中加入三聚磷酸鈉，攪拌均勻，攪拌時間為1-3小時;
(5) 將產(chǎn)品進行理化指標檢測，包裝入庫。
該實施例的使用方法如下（以配制1000L為例）：
先將1/2的自來水加入槽中，再一邊開動噴淋泵或循環(huán)系統(tǒng)，一邊少量緩緩地加入金屬表面調(diào)整劑5公斤，待完全溶解后加足水量（最好用50~60℃溫水溶解金屬表面調(diào)整劑后建浴或添加）。
實施例2
每1000Kg金屬表面調(diào)整劑，由以下原料制成：
氫氧化鉀 210Kg，磷酸 370 Kg，硫酸氧鈦混合液140 Kg，三聚磷酸鈉280 Kg。
制備方法及使用方法同實施例1。
實施例3
每1000Kg金屬表面調(diào)整劑，由以下原料制成：
氫氧化鉀 210Kg，磷酸 380 Kg，硫酸氧鈦混合液140 Kg，三聚磷酸鈉270 Kg。
制備方法及使用方法同實施例1。
實施例4
每1000Kg金屬表面調(diào)整劑，由以下原料制成：
氫氧化鉀 220Kg，磷酸 360 Kg，硫酸氧鈦混合液140 Kg，三聚磷酸鈉280 Kg。
制備方法及使用方法同實施例1。
實施例5
每1000Kg金屬表面調(diào)整劑，由以下原料制成：
氫氧化鉀 215Kg，磷酸 375 Kg，硫酸氧鈦混合液150 Kg，三聚磷酸鈉260 Kg。
制備方法及使用方法同實施例1。
實施例6
每1000Kg金屬表面調(diào)整劑，由以下原料制成：
氫氧化鉀 215Kg，磷酸 380 Kg，硫酸氧鈦混合液152 Kg，三聚磷酸鈉253 Kg。
制備方法及使用方法同實施例1。
實施例7
每1000Kg金屬表面調(diào)整劑，由以下原料制成：
氫氧化鉀 208Kg，磷酸 370 Kg，硫酸氧鈦混合液147 Kg，三聚磷酸鈉275 Kg。
制備方法及使用方法同實施例1。
實施例8
每1000Kg金屬表面調(diào)整劑，由以下原料制成：
氫氧化鉀 224Kg，磷酸 367 Kg，硫酸氧鈦混合液145 Kg，三聚磷酸鈉264Kg。
制備方法及使用方法同實施例1。
實施例9
每1000Kg金屬表面調(diào)整劑，由以下原料制成：
氫氧化鉀 224Kg，磷酸 380 Kg，硫酸氧鈦混合液152 Kg，三聚磷酸鈉244 Kg。
制備方法及使用方法同實施例1。
本發(fā)明實施例1-9的配方見表1,表2（以1000Kg金屬表面調(diào)整劑計算）。
表1實施例1-5的配方
表2實施例6-9的配方
本發(fā)明實施例1-9的使用效果見表3, 表4。
表3實施例1-5的使用效果
表4實施例6-9的使用效果
從表2可以看出使用本發(fā)明后，可以將磷化上膜時間從7min縮短到3min；涂覆后漆膜耐中性鹽霧時間從800小時提高到1000小時；磷化膜層更薄更致密，大大增強了涂裝配套性。
表2中對比項目的測試方法如下:
磷化膜的致密性: 以金相顯微鏡或電子顯微鏡將磷化膜放大到100~1000倍，觀察結晶形狀、尺寸大小及排布情況。結晶形狀以柱狀晶為好。結晶尺寸小些為好，一般控制在幾十微米以下，排布越均勻，孔隙率越小越好；
磷化膜中性鹽霧試驗: 根據(jù)GB 10125-1997人造氣氛腐蝕試驗 鹽霧試驗標準進行測試；
磷化膜厚度：根據(jù)GB 4956-2003T磁性基體上非磁性覆蓋層 覆蓋層厚度測量磁性法進行測試。