四維一磷化工藝的研究

四維一磷化工藝的研究

0吸熱劑、總涂料、磷化涂膜的注漿磷酸：將鋼鐵產(chǎn)品浸泡在含有鋅、錳、鐵、鈣等金屬堿性鹽的化學(xué)處理中。經(jīng)過多次反應(yīng)，形成了難以溶解水的磷酸膜。形成的磷化膜被稱為磷化膜。磷化的目的主要是:給基體金屬提供保護,在一定程度上防止金屬被腐蝕;用于涂漆前打底,提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力;在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑作用。在一般的磷化工藝中,必須要對磷化的鋼鐵產(chǎn)品進行表面處理,除去鋼鐵產(chǎn)品表面的油脂、氧化皮、浮銹等雜質(zhì),并對表面進行調(diào)整,以增強鋼鐵產(chǎn)品表面的活性,為涂漆等的后續(xù)工序提供清潔的表面。常規(guī)磷化工藝中除油、除銹、磷化、表調(diào)是分步進行的,工序復(fù)雜,效率較低。本文針對以上工藝的不足,對除油、除銹、磷化、表調(diào)進行了合并,設(shè)計了“四合一”磷化配方,尤其對除油起關(guān)鍵作用的表面活性劑進行了篩選,確定了復(fù)配的表面活性劑的比例,使“四合一”的磷化液中的表面活性劑既起到除油作用,又起到了滲透作用,從而加快除銹速度。1基本組成的配置本配方采用了鋅系磷化液體系作為基礎(chǔ)配方,同時添加了表面活性劑、絡(luò)合劑、鈍化劑。1.1磷酸溶液的基本制備氧化鋅14g/L,磷酸310mL/L,硝酸鎳12g/L,乙醇7.5g/L。1.2檸檬酸添加量對酒石酸鈉的絡(luò)合能力的影響加至磷化液中的絡(luò)合劑通常均有酒石酸、檸檬酸等。酒石酸和檸檬酸均易與化合價高的金屬離子形成絡(luò)合物,而酒石酸的絡(luò)合能力比檸檬酸弱一些,本實驗磷化液配方中添加檸檬酸作為絡(luò)合劑,能將磷化液中的Fe絡(luò)合起來呈溶解狀態(tài)存在于磷化液中,阻止產(chǎn)生出過多的磷酸鐵沉淀,檸檬酸加入量與鋅離子質(zhì)量比為0.1∶20。1.3軟化在磷化前增加表面鈍化工序,可采用草酸鈍化或者碳酸鈉鈍化處理。本配方用草酸作為鈍化劑。1.4陰離子表面活性劑在鋼鐵制品磷化這一工序中,盡管磷化液的成分、有效物含量、磷化溫度、磷化時間、處理方式都直接影響處理效果,但如何選擇適用的表面活性劑,也是直接影響磷化效果的重要因素。表面活性劑可分為非離子、陰離子、陽離子及兩性表面活性劑。本實驗僅對陰離子表面活性劑及非離子表面活性劑進行初步探討。陰離子表面活性劑,主要為半透明粘稠液體,呈白色針狀、白色粉狀等形態(tài),其在水中解離后,生成憎水性陰離子。陰離子表面活性劑是發(fā)展最早、產(chǎn)量最大、品種最多及工業(yè)化最成熟的一類表面活性劑。適用于水基除油的陰離子表面活性劑主要類型見表l。在選擇陰離子型表面活性劑時,陰離型表面活性劑的活性大小是最重要的指標。陰離子表面活性劑活性是指陰離子型表面活性劑的乳化和分散性能、潤濕和滲透性能、增溶性和去污性能等綜合性能。對于烷基磺酸鹽表面活性劑,其活性一般隨親油基烷基碳數(shù)增加,而增加。而其達到吸附飽和的濃度卻降低。烷基磺酸鹽表面活性劑用于水基除油,碳鏈長度一般應(yīng)為C非離子型表面活性劑因其具有較高的活性,故在很多性能方面超過其他離子型表面活性劑,應(yīng)用非常廣泛,發(fā)展非常迅速。由于非離子表面活性劑的親水基主要是具有一定數(shù)量的含氧基團(一般為醚基和羥基)構(gòu)成,其在水溶液中不發(fā)生離解,呈中性分子態(tài),所以,其穩(wěn)定性高,不易受強電解質(zhì)無機鹽存在的影響,也不易受酸、堿的影響。本實驗采用脂肪醇聚氧乙烯醚作為實驗原料。用于水基除油的非離子型表面活性劑主要類型見表2。在選擇非離子型表面活性劑時,HLB值是一項重要的參考指標。一般來講,HLB值越高,對金屬表面的吸附能力越強,乳化和潤濕性能越好。對于水基除油,應(yīng)當選擇表面活性劑的HLB值為13~15,該范圍內(nèi)的非離子型表面活性劑分散性能較好,乳化和去污性能強,有利于油污的去除。由于陰離子型和非離子型表面活性劑合理的復(fù)配具有比單一類型的表面活性劑更優(yōu)良的潤濕、乳化、增溶和洗凈性能,所以,在水基除油中,通常選用2種或2種以上的表面活性劑進行復(fù)配。本文選用了十二烷基苯磺酸鈉和脂肪醇聚氧乙烯醚進行復(fù)配。2表面活性劑的應(yīng)用實驗2.1表面活性劑的去除試驗2.1.1測試對象Q345鋼板40×60mm,恒溫水浴鍋,燒杯,分析天平。2.1.2脂肪醇聚氧乙烯醚十二烷基苯磺酸鈉(化學(xué)純),天津試劑廠;脂肪醇聚氧乙烯醚(工業(yè)品),中石油吉林石化分公司;46號機油(工業(yè)品),中石油昆侖潤滑油。2.1.3表面活性劑的復(fù)配將Q345鋼板浸上46號機油,在溫度為35士2℃條件下,用不同比例復(fù)配的表面活性劑進行除油,通過失重法測量除油效率。除油率按下式計算:在其他成分含量不變時,當除油時間為15min時,陰離子表面活性劑和非離子型表面活性劑復(fù)配比例及除油效率見表3。由表3可以看出,當陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉和非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚按比例復(fù)配為2∶1時除,油效率最高。2.2基礎(chǔ)磷化液體系不添加表面活性劑的酸洗劑的研制為了測定表面活性劑的除銹和去氧化皮能力,將銹蝕試樣(采用Q235熱軋角鋼)放在該基礎(chǔ)磷化液體系(不添加和添加表面活性劑)中進行(40℃)酸洗,結(jié)果見表4及圖1所示。由表4可得,當Fe這是因為該配方的酸液中含有表面活性劑,降低了酸液的表面張力,酸液滲透到鋼基表面,加快了電化學(xué)反應(yīng)過程。3脂肪醇聚氧乙烯醚復(fù)配的效果通過實驗,對“四合一”磷化液配方尤其是其中的