一種環保通用型金屬表面前處理液及使用方法技術

一種環保通用型金屬表面前處理液及使用方法，其組分及重量百分數為：以重量份為100%計，多官能團烷基磷酸酯0.5-1.5%，氧化鋅2-5%，鉬酸鈉0.5-1%，酒石酸1-5%，金屬表面氧化劑1-3%，氧化石墨烯0.1-0.5%，檸檬酸1-2%，余量為水。本發明專利技術中高效金屬表面氧化劑的加入大大改善了原有產品中鈍化層的質量，因此化學轉化膜的耐腐蝕性能大大提高；氧化石墨烯的加入有效提高了有機吸附層的活性官能團的數目，提高了與外層有機涂層的交聯程度，有效的提高了漆膜附著力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及到一種耐蝕性能優異、漆膜附著力強的環境友好型金屬表面處理液及其應用，屬于金屬表面處理領域。
技術介紹
目前，磷化液占據著金屬表面處理行業的絕大部分市場。金屬材料經磷化處理之后會在表面形成一層致密的多孔性薄膜，可以提高金屬材料的耐腐蝕性能及與外層有機涂層間的結合力。但是，磷化膜的成膜原理決定了磷化處理過程中會產生大量的磷化廢渣、廢液，由此帶來很嚴重的環境污染問題。為適應環境保護的要求，促進金屬表面處理行業的良性發展，開發一種環境友好型金屬表面處理液來代替目前廣泛使用的傳統磷化液不僅具有重要的社會效益和經濟價值，而且勢在必行。專利《一種基于多官能團烷基磷酸酯的環境友好型金屬表面處理液及應用》（申請號：201510026374.5）中公開了一種環保通用型的金屬表面處理液。為了進一步提高該產品的“耐腐蝕性”及“漆膜附著力”方面的性能，專利技術人通過對配方的調整優化，研發出了一種耐腐蝕性能及漆膜附著力性能顯著提高的升級型環保通用型金屬前處理液，使用這種環保通用型金屬表面處理液的應用范圍可拓寬到對涂裝性能要求較高的行業。
技術實現思路
本專利技術提供了一種耐腐蝕性能非常優異的環境友好型金屬表面處理液。在現有產品的基礎上，通過添加環境友好型金屬表面氧化劑及氧化石墨烯與配方中的其他組分配合使用，協同增效來優化鈍化層的成膜質量，大大提高了轉化膜的耐腐蝕性能，同時由于氧化石墨烯的加入可以有效地增加有機層吸附層中活性官能團的數目，提高了與外層有機涂層的交聯程度，有效的提高了漆膜附著力。使用方法簡單，使用過程中無沉渣產生，經濟、環保。本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種環保通用型金屬表面前處理液，其組分及重量百分數為：以重量份為100%計，多官能團烷基磷酸酯0.5-1.5%，氧化鋅2-5%，鉬酸鈉0.5-1%，酒石酸1-5%，金屬表面氧化劑1-3%，氧化石墨烯?0.1-0.5%，檸檬酸1-2%，余量為水。優選的組分及重量百分數為：以重量份為100%計，多官能團烷基磷酸酯1-1.5%，氧化鋅2-3%，鉬酸鈉0.5-0.7%，酒石酸1-2%，金屬表面氧化劑2-3%，氧化石墨烯?0.2-0.5%，檸檬酸1-2%，余量為水。優選的多官能團烷基磷酸酯為植酸、季戊四醇四磷酸酯、1,?6-己二醇磷酸酯、磷酸酯化環糊精或1,8-辛二醇磷酸酯。優選的金屬表面氧化劑為氯酸鈉、間硝基苯磺酸鈉、雙氧水或硫酸羥胺。作為本專利技術的優選方式之一，本專利技術按重量份為100%計，包括以下組分：植酸1%，氧化鋅2%，鉬酸鈉0.5%，酒石酸1%，金屬表面氧化劑1%，氧化石墨烯?0.2%，檸檬酸1%，余量為水。作為本專利技術的優選方式之一，本專利技術按重量份為100%計，包括以下組分：植酸1.2%，氧化鋅2%，鉬酸鈉0.5%，酒石酸2%，金屬表面氧化劑1.5%，氧化石墨烯?0.3%，檸檬酸2%，余量為水。作為本專利技術的優選方式之一，本專利技術按重量份為100%計，包括以下組分：季戊四醇四磷酸酯0.5%，?氧化鋅3%，鉬酸鈉0.5%，酒石酸3%，金屬表面氧化劑2%，氧化石墨烯?0.3%，檸檬酸2%，余量為水。作為本專利技術的優選方式之一，本專利技術按重量份為100%計，包括以下組分：季戊四醇四磷酸酯1%，?氧化鋅3%，鉬酸鈉0.7%，酒石酸3%，金屬表面氧化劑2%，氧化石墨烯?0.4%，檸檬酸1%，余量為水。作為本專利技術的優選方式之一，本專利技術按重量份為100%計，包括以下組分：1,6-己二醇磷酸酯1.5%，氧化鋅2.5%，鉬酸鈉1%，酒石酸4%，金屬表面氧化劑3%，氧化石墨烯?0.5%，檸檬酸1%，余量為水。本專利技術所述的一種環保通用型金屬表面前處理液的使用方法，步驟如下：對待處理的金屬表面進行除油、水洗、酸洗、二次水洗處理后，在常溫下浸泡于所述金屬表面前處理液中，將浸泡后的金屬水洗后自然晾干或烘干，即完成金屬表面處理。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：1、所選用的金屬表面氧化劑，氧化石墨烯，檸檬酸均是環境友好型的物質，他們的引入不會引起環境污染；2、高效金屬表面氧化劑的加入大大改善了原有產品中鈍化層的質量，因此化學轉化膜的耐腐蝕性能大大提高；3、改性氧化石墨烯的加入有效提高了有機吸附層中活性基團的數目，有效提高了與外涂裝層的附著力。具體實施方式本專利技術是通過以下技術方案實現的：本專利技術的環保通用型金屬表面前處理液，其組分及重量百分數為：以重量份為100%計，多官能團烷基磷酸酯0.5-1.5%，氧化鋅2-5%，鉬酸鈉0.5-1%，酒石酸1-5%，金屬表面氧化劑1-3%，氧化石墨烯?0.1-0.5%，檸檬酸1-2%，余量為水。進一步優選的組分及重量百分數為：以重量份為100%計，多官能團烷基磷酸酯1-1.5%，氧化鋅2-3%，鉬酸鈉0.5-0.7%，酒石酸1-2%，金屬表面氧化劑2-3%，氧化石墨烯?0.2-0.5%，檸檬酸1-2%，余量為水。其中所述多官能團烷基磷酸酯為植酸、季戊四醇四磷酸酯、1,?6-己二醇磷酸酯、磷酸酯化環糊精或1,8-辛二醇磷酸酯。其中所述的金屬表面氧化劑為氯酸鈉、間硝基苯磺酸鈉、雙氧水或硫酸羥胺。本專利技術配制的金屬表面前處理液為微黃色的透明液體，pH為1.8到3.5之間。冷軋板經過除油、水洗之后即可進行表面處理，時間為2-3分鐘，經本專利技術的處理液處理之后冷軋板表面形成均勻的藍色薄膜。已經大量生銹的冷軋板除油、水洗后，再經過酸洗除銹和水洗處理之后，用本專利技術的處理液處理3-5分鐘，即可在冷軋板表面生成深藍色至灰黑色的均勻膜層。本專利技術的處理液在使用過程中主要通過控制pH值來調節成膜質量。新配置的處理液的pH值在1.8左右，隨著處理工件的數量的增多，pH會逐步上升，當pH值升高到3.?5以上時，會出現成膜不均勻的現象。在使用過程中應控制pH值在1.8到3.?5之間。本專利技術中，各組分之間相互促進，共同達到現有的產品質量。多官能團烷基磷酸酯的分子結構中擁有可在金屬表面發生強烈吸附的羥基官能團，使其可以在金屬表面自發吸附，形成一層吸附型的化學轉化膜，在一定程度上起到對金屬基體的腐蝕防護作用。另一方面，所述烷基磷酸酯分子中還存在其它官能團(如羥基、羧基等)，可以與外涂層發生化學交聯反應，增強外涂層與金屬基體的結合力。但是單一的烷基磷酸酯分子吸附形成的膜很薄，因此加入了可以起到橋梁作用的氧化鋅組分。烷基磷酸酯分子一方面可以通過羥基官能團吸附到金屬表面，另一方面可以通過未吸附到金屬表面的羥基與氧化鋅分子螯合，這樣氧化鋅分子就相當于一個橋梁串聯起了很多烷基磷酸酯分子，有效的提高了烷基磷酸酯吸附層的厚度，增強其防腐蝕性能。另外，由于烷基磷酸酯極易在金屬氧化物的表面成膜，為了進一步提高成膜的質量，本專利技術進一步優化了鈍化層的成膜物質，加入了一種較為溫和的表面氧化劑，在金屬表面的pH發生變化，刺激金屬表面氧化劑發揮其氧化作用是金屬表面生成一層致密的氧化層，所述氧化層的形成有利于多官能團烷基磷酸酯在金屬表面的吸附。由于氧化石墨烯具有平面的網狀結構，其表面存在豐富的羥基、羧基本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種環保通用型金屬表面前處理液，其特征在于，其組分及重量百分數為：以重量份為100%計，多官能團烷基磷酸酯0.5?1.5%，氧化鋅2?5%，鉬酸鈉0.5?1%，酒石酸1?5%，金屬表面氧化劑1?3%，氧化石墨烯?0.1?0.5%，檸檬酸1?2%，余量為水。

【技術特征摘要】
1.一種環保通用型金屬表面前處理液，其特征在于，其組分及重量百分數為：以重量份為100%計，多官能團烷基磷酸酯0.5-1.5%，氧化鋅2-5%，鉬酸鈉0.5-1%，酒石酸1-5%，金屬表面氧化劑1-3%，氧化石墨烯?0.1-0.5%，檸檬酸1-2%，余量為水。
2.根據權利要求1所述的一種環保通用型金屬表面前處理液，其特征在于，其組分及重量百分數為：以重量份為100%計，多官能團烷基磷酸酯1-1.5%，氧化鋅2-3%，鉬酸鈉0.5-0.7%，酒石酸1-2%，金屬表面氧化劑2-3%，氧化石墨烯?0.2-0.5%，檸檬酸1-2%，余量為水。
3.根據權利要求1或2所述的一種環保通用型金屬表面前處理液，其特征在于，其中所述多官能團烷基磷酸酯為植酸、季戊四醇四磷酸酯、1,?6-己二醇磷酸酯、磷酸酯化環糊精或1,8-辛二醇磷酸酯。
4.根據權利要求1或2所述的一種環保通用型金屬表面前處理液，其特征在于，所述金屬表面氧化劑為氯酸鈉、間硝基苯磺酸鈉、雙氧水或硫酸羥胺。
5.根據權利要求3所述的一種環保通用型金屬表面前處理液，其特征在于，其組分及重量百分數為：按重量份為100%計，植酸1%，氧化鋅2%，鉬酸鈉0.5%，酒石酸1%，金屬表面氧化劑1%，氧化石墨烯?0.2%，檸檬酸1%，余量為水。
6.根據權利要求3所述的一種環保通用型金屬表面前處理液，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬厚義，高翔，劉士明，周昆侖，侯士峰，
申請(專利權)人：青島格瑞烯金屬防護科技有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37