一種常溫快速磷化液的研究

張　華（無錫靈創工程技術服務有限公司，江蘇無錫 214072）

一種常溫快速磷化液的研究

張華
（無錫靈創工程技術服務有限公司，江蘇無錫 214072）

磷化液主要應用于銅、鋁等金屬及合金的表面處理工藝，其反應產生的磷化膜能夠有效地防止金屬腐蝕和損耗，是我國重要的工業生產用料，但是普通磷化液的生產和使用過程需要消耗較大的能量，并對環境有較大的污染，因此急需改進磷化液的生產技術。

常溫快速磷化液；配方確定；反應條件

1　普通常溫快速磷化液的研究

1.1反應原料及實驗過程

常溫磷化溶的制備過程中會用到很多化學試劑[1]。其中中包含基本成膜物質（2～15g/L的Zn2+、15～35g/L的PO43-、20～50的酸比）、磷化促進劑（氧化促進劑H2O2、MnO4-、硝基化合物等，金屬離子促進劑Mn2+、Cu2+、Ni2+等，磷化助劑NaF、酒石酸鹽等）。在生產過程中，將50～70g/L的ZnO、40～50g/L的濃HNO3、30～40g/L的濃H3PO4、0.02～0.05g/L的Cu2+、1～7g/L的Ni2+、3～5g/L的Mn2+、2～5g/L的MnO4-及適量的水和助劑配置在一起即可得到常溫快速磷化溶。在磷化工藝的生產過程在室溫下（5～40℃）進行即可，一般采用先用堿溶除去金屬表面的油漬，再用冷、熱水交替沖洗后將其表面的銹跡清除干凈，然后仔細調整金屬表面的形態，適合生產要求后再用常溫快速磷化溶使之產生磷化反應，待磷化膜凝固不變形之后再進行水洗、干燥、檢測等流程，生產合格的金屬構建，使金屬的表面屬性能夠完美地達到使用和再加工的要求。

2　常溫低渣磷化液的研究

2.1反應原料及實驗過程

常溫低渣磷化溶是常溫快速磷化溶化的一種特殊化學試劑，是在常溫快速磷化溶的基礎上，通過對環境的保護研究及資源的充分利用等方面的充分思考而得出的更加優化的化學試劑。其配置過程中需要用到ZnO、表面活性劑、H3PO4、有機絡合劑、鉬酸鈉、pH緩沖劑等化學材料[2]。實驗過程：第一步：配制磷化基礎溶，取一定量的磷酸溶溶，在氧化鋅加水攪拌成糊狀后將兩者混合，使其完全溶解成溶溶，再加入一定量的鉬酸鈉，攪拌均勻即可；第二步：將磷化基礎溶意識20倍左右得到磷化溶；第三步，將金屬表面除油除銹，處理干凈后調整其表面形態，符合設計要求后水洗干凈即可使用磷化溶上膜，待磷化膜成型穩定后再進行水洗、熱風烘干處理，得到常溫低渣磷化溶對金屬的反應試件。

2.2影響因素及使用研究

經過對反應溫度、磷化基礎溶用量、緩沖劑用量、表面活性劑用量的綜合控制變化實驗可以得出：在磷化反應的過程中緩沖劑的用量要嚴格控制（75.4%左右），使磷化膜的pH應該保持相對穩定，防止出現酸度過低沉渣較多和反應速度慢、酸度過高防腐蝕性和抗氧化性較差的現象；磷化反應的實驗溫度控制在37.6℃左右時磷化反應的成膜質量最好；表面活性劑的使用一般控制在73.7%左右時，能夠穩定控制磷化膜的擴散速度，且成膜質量較高；基礎溶控制在39.3%左右時，能夠穩定控制磷化膜的結構，使之均勻分布。因此，在常溫低渣磷化溶的制備過程中要嚴格控制各影響變量[3]。

3　常溫低鋅磷化液的研究

3.1反應原料及實驗過程

常溫低鋅磷化溶具有反應速度快、抗腐蝕性強的優點[4]。在環境保護研究的基礎上，通過對常溫快速磷化溶制備方法的再研究，減少了鋅元素在制備過程中的用量，提高了對環境的保護效果，是一種性能更優化的常溫快速磷化溶。在實驗過程中需要用到40～60g/L氧化鋅溶溶、120～160ml/L磷酸溶溶、250～350g/L二水磷酸二氫納溶溶、40～60g/L二水鉬酸鈉溶溶、5～10g/L六水硝酸鎳溶溶、16～40g/L復合添加劑等化學試劑。制備過程：第一步，取一定量的ZnO加水攪拌成糊狀再加入磷酸溶溶使其完全溶解；第二步，依次加入其他化學試劑，最后加水至1L左右即可得濃縮常溫低鋅磷化溶；第三步，在需要使用時，將濃縮常溫低鋅磷化溶加水稀釋20倍左右，就可得到用于磷化反應的磷化溶。

3.2影響因素及性能測定

常溫低鋅磷化溶在制備過程中要嚴格控制游離酸度，pH值在1.5～3.5時效果最佳[5]。當pH值低于1.2時，磷化膜容易出現掛灰現象且在磷化溶的制造過程會產生大量沉渣影響環境，當pH值大于4.0時，磷化膜的耐腐蝕性能就會降低，且容易氧化變黃，不利于噴塑和涂裝顏色的保持，因此要想提高常溫低鋅磷化溶的磷化反應質量，就要嚴格控制其反應環境的pH值。其次，在實驗溫度控制在10～40℃左右，同時適當延長磷化溶的反應時間的條件下，可以增加磷化膜的厚度并提高其抗腐蝕的能力，是提高常溫低鋅磷化溶磷化反應質量的另一種方法。

4　結束語

綜上所述，常溫快速磷化溶較之高溫和中溫磷化溶，克服了高能耗、易掛灰、污染大的缺點，其具有磷化溫度低、時間短的優點，而且磷化膜的耐腐蝕也較高、使用壽命較長，在一定程度上促進了磷化溶工業的發展。常溫低渣磷化溶和常溫低鋅磷化溶的研究與發展就是在常溫快速磷化溶的基礎上做的進一步改進。

[1] 張長嶺，趙宇哲.淺談常溫快速磷化溶的制備方法及性能研究[A].第三屆環渤海表面精飾發展論壇論文集[C]，2014.

[2] 徐麗麗，杭忠慧.常溫快速磷化溶的使用研究及制備策略[J].合成材料材料與工程，2012，（2）.

Study of A Fast Phosphating Solution at Room Temperature

Zhang Hua

The phosphate solution is mainly used in surface treatment processes copper，aluminum and other metals and alloys，phosphate coating produced by the reaction can effectively prevent metal corrosion and loss，is an important industrial material，but ordinary phosphate liquid production and use of the process need to consume large energy，and the environment have a greater pollution，and therefore need to improve production techniques phosphate solution.

quickly at room temperature phosphating solution；formula determined；the reaction conditions

TG 156.8

A

1003-6490（2016）03-0138-01

2016-03-20

張華（1980—），男，江蘇無錫人，工程師，主要從事化工工程設計工作。