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1、为 0. 2 Lm 的 一 层 膜 5 。 在 铝 片 去 污 后 , 用 含 有 硅 酸 盐 、 聚 丙 烯 酸和 碳 酸 铵 、 碳 酸 锆 的 混 合 溶 液 进 行 涂 膜 6 , 也 可 以 用 含 有 0. 5% 10. 0% 的 水 溶 性 聚 合 物 和 1% 10% 的 SiO 2 (以 xN a2O ySiO 2 计 ) 进 行 涂 装 7 , 水 溶 性 聚 合 物 多 选 用 聚 链 烯 磺 酸 、 聚 链 烯磷 酸 、 马 来 酸 和 苯 乙 烯 共 聚 物 、 聚 丙 烯 酰 胺 、 丁 烯 马 来 酸 共 聚 物 、聚 丙 烯 酸 及 (或 )其 盐 。 美 国
2、研 究 者 则 先 用 铬 酸 2铬 盐 或 者 乙 烯 2丙烯 酸 共 聚 物 在 铝 片 上 形 成 一 层 防 蚀 膜 。 在 此 涂 层 之 上 , 再 用 细 硅酸 微 粒 进 行 涂 膜 , 颗 粒 尺 寸 应 小 于 100 nm , 这 样 , - SiOH 基 团 将在 水 中 离 解 并 产 生 负 电 荷 , 这 样 可 在 水 中 分 散 的 负 电 荷 很 稳 定 ,当 加 热 此 液 态 悬 浮 液 时 , 硅 粒 子 就 很 难 再 分 散 并 且 很 难 从 表 面移 走 。 这 些 粒 子 上 的 - SiOH 基 团 可 以 吸 附 水 分 子 , 这 样
3、就 会 形成 亲 水 表 面 , 有 效 地 抑 制 白 锈 的 产 生 。 据 报 道 8, 9 可 用 含 有 碱 金属 硅 酸 盐 、 乙 二 醛 以 及 丙 烯 酸 2丙 烯 酰 胺 共 聚 物 钠 盐 对 铝 片 进 行涂 装 , 或 者 用 聚 乙 烯 吡 咯 烷 酮 和 硅 酸 钾 的 混 合 溶 液 进 行 涂 装 。 欧洲 科 技 工 作 者 在 铝 片 去 脂 和 铬 化 后 , 用 含 有 聚 醋 酸 乙 烯 酯 、 水 溶性 尼 龙 、 水 溶 性 氨 基 树 脂 、 水 玻 璃 等 的 混 合 物 进 行 涂 装 , 可 获 得 良好 的 亲 水 性 能 和 耐 蚀
4、性 能 。以 上 这 些 涂 装 方 法 大 致 可 以 概 括 为 以 下 几 种 :(1) 磷 酸 盐 处 理 后 的 铝 表 面 直 接 用 硅 酸 盐 进 行 涂 装 并 烘 干 ;(2) 在 铝 表 面 先 涂 上 一 层 亲 水 的 无 机 硅 酸 盐 膜 , 再 涂 上 一 层有 机 聚 合 物 膜 ;(3) 在 铝 表 面 涂 上 一 层 抗 蚀 的 有 机 树 脂 膜 , 再 涂 上 一 层 亲 水的 硅 酸 盐 膜 ;(4) 铝 表 面 用 有 机 聚 合 物 和 无 机 硅 酸 盐 的 混 合 物 进 行 涂 装 。上 述 方 法 可 以 称 作 两 步 成 膜 法 。
5、近 年 来 为 了 涂 装 方 便 , 避 免铬 化 和 磷 化 , 又 出 现 了 一 步 成 膜 法 。 例 如 在 乙 烯 2丙 烯 酸 共 聚 物 铵盐 溶 液 中 , 加 入 异 丙 醇 、 水 、 COR 和 DRAW 630PC 水 溶 性 合 成 润滑 剂 , 快 速 搅 拌 , 然 后 涂 装 在 铝 片 上 并 烘 干 10 ; 铝 片 经 过 清 洗 后 ,用 聚 磺 酸 、 水 和 二 甲 基 氨 基 乙 醇 的 溶 液 进 行 涂 装 ; 或 用 K2ZrF6、H 3BO 3、 KF 2H 2O H F 的 混 合 溶 液 在 pH 值 为 0. 25 0. 50 时
6、对 铝 片 进 行 涂 装 11 。 为 了 改 进 涂 层 的 质 量 , 增 强 耐 蚀 性 能 及 涂 层粘 附 性 能 , 可 加 入 磷 酸 盐 、 聚 磷 酸 盐 、 丹 宁 、 锌 以 及 A TM P 等 。3 应 用 前 景铝 表 面 亲 水 防 蚀 技 术 能 大 大 改 善 空 调 的 使 用 性 能 , 风 量 明显 增 大 , 制 冷 量 也 明 显 增 大 。 日 本 、 美 国 等 国 外 空 调 制 造 厂 生 产的 原 装 空 调 均 采 用 了 该 技 术 , 较 无 亲 水 防 蚀 膜 的 同 类 产 品 节 能10% 以 上 , 并 能 降 低 工 作
7、噪 声 , 国 内 一 些 大 型 空 调 生 产 厂 也 开 始加 大 这 方 面 的 投 入 。 此 技 术 在 我 国 空 调 换 热 器 中 的 应 用 已 成 为一 种 趋 势 , 可 使 我 国 空 调 器 及 类 似 产 品 向 节 能 降 耗 、 小 型 轻 便 、 多功 能 方 向 发 展 12 。参 考 文 献1 U S Pat, 5211989.2 U S Pat, 4503967.3 U S Pat, 4503967.4 JP Pat, 04 316990.5 JP Pat, 62 22997.6 JP Pat, 61 26143.7 JP Pat 61 264000.
8、8 U S Pat, 4588025.9 U S Pat, 472686.10 U S Pat, 5012862.11 WO , 95 10642.12 陈 霞 . 亲 水 防 蚀 处 理 剂 在 空 调 换 热 器 表 面 的 应 用 . 材 料 保 护 , 1996, 29(2) 34(收 稿 日 期 1998 09 28 责 任 编 辑 魏 兆 军 )薄 膜 型 中 温 锌 系 磷 化 液 的 研 制青 岛 三 硕 运 动 器 材 有 限 公 司 (266108) 宫 青 疆青 岛 化 工 学 院 (266042) 崔 波中 温 锌 系 磷 化 是 应 用 最 为 普 遍 的 一 种 磷
9、 化 工 艺 , 与 各 类 涂装 的 配 套 性 良 好 。 本 研 究 针 对 中 温 锌 系 磷 化 膜 厚 , 沉 渣 多 等 缺点 , 研 制 了 薄 膜 型 中 温 锌 系 磷 化 液 , 由 于 添 加 了 多 种 辅 助 成 分 , 相对 地 降 低 了 磷 化 温 度 , 有 效 地 减 少 了 沉 渣 量 , 增 强 了 膜 的 耐 腐 蚀性 , 从 而 显 著 地 改 善 了 中 温 锌 系 磷 化 液 的 性 质 。1 实 验1. 1 配 方原 料 用 量 (% )磷 酸 30 40氧 化 锌 10 20稀 硝 酸 10 20络 合 剂 适 量活 化 剂 1 5贵 金
10、属 盐 适 量水 余 量1. 2 配 制 方 法(1) 将 ZnO 与 所 需 水 量 的 50% 混 合 成 糊 状 。(2) 加 入 磷 酸 并 使 之 完 全 反 应 , 维 持 反 应 温 度 低 于 100 ,必 要 时 进 行 搅 拌 。921999 年 3 月 材 料 保 护 第 32 卷 第 3 期 (3) 分 离 (2)中 的 澄 清 溶 液 与 残 余 的 ZnO。(4) 在 剩 余 ZnO 中 加 入 稀 硝 酸 , 搅 拌 至 溶 液 透 明 , 无 残 渣 。(5) 用 余 量 的 水 溶 解 添 加 剂 。(6) 将 (3)与 (4)步 骤 所 得 的 两 种 澄
11、清 溶 液 混 合 均 匀 , 并 加 入已 溶 解 的 添 加 剂 , 搅 拌 均 匀 , 澄 清 过 滤 , 滤 液 即 为 成 品 。2 结 果 与 讨 论2. 1 磷 化 液 与 磷 化 膜 的 技 术 性 能磷 化 工 作 液 中 的 锌 含 量 为 5 7 g L , 具 有 Zn2+ 浓 度 高 , 使 用寿 命 长 的 特 点 , 其 技 术 性 能 指 标 见 表 1。表 1 锌 系 磷 化 液 技 术 性 能 指 标性 能 指 标 PB298 型 磷 化 液 工 作 液 3外 观 绿 色 透 明 液 体 淡 绿 色 透 明 液 体pH 值 2 h时 间 为 第 一 次 出现
12、 红 锈 斑 的 时 间b. CuSO 4 点 滴 60 s膜 组 成 磷 酸 盐 、 锌 GB 11376- 89磷 化 面 积(m 2 kg) 30 50 浓 磷 化 液涂膜附 着 力 (级 )烟 雾 实 验 15%N aC l 溶 液35 5 250 h涂 膜 为 环 氧 树 脂粉 末 , 平 均 膜 厚65 Lm耐 冲 击 性(N cm ) 500 合 格 GB 958- 86虽 然 膜 厚 的 磷 化 液 应 用 在 防 锈 与 润 滑 方 面 以 及 与 涂 漆 配 套使 用 时 , 效 果 良 好 , 但 在 粉 末 涂 装 , 尤 其 在 静 电 粉 末 涂 装 中 , 当 膜
13、厚 大 于 4 Lm 时 , 涂 装 表 面 会 出 现 针 孔 、 缩 孔 等 质 量 问 题 , 同 时 厚膜 的 脆 性 大 , 会 影 响 漆 膜 抗 弯 曲 、 抗 冲 击 等 性 能 。 本 研 究 的 薄 膜型 磷 化 液 , 特 别 适 用 于 静 电 粉 末 喷 涂 行 业 。2. 3 影 响 磷 化 作 用 的 因 素2. 3. 1 PO 43- NO -3 的 影 响在 中 温 磷 化 液 制 备 过 程 中 , PO 3-4 NO -3 比 值 是 关 键 。 图1 和 图 2 为 PO 3-4 NO 3- 比 值 对 磷 化 膜 重 和 耐 蚀 性 的 影 响 。图
14、1 PO 3-4 NO -4 值 对 磷 化 膜 重 的 影 响图 2 PO 3-4 NO -3 值 对 耐 蚀 性 的 影 响由 图 可 见 , 随 着 PO 3-4 NO -3 值 的 增 加 , 膜 重 先 升 后 降 (见图 1) , 耐 蚀 性 随 之 下 降 (见 图 2)。 这 是 因 为 磷 化 液 中 PO 3-4 参 与成 膜 ,NO -3 充 当 氧 化 促 进 剂 的 作 用 结 果 。 当 NO -3 浓 度 增 加 时 , 溶液 的 氧 化 能 力 增 强 , 成 膜 较 易 , 膜 致 密 均 匀 , 同 时 消 氢 作 用 加 强 ,使 析 出 的 H 2 难
15、以 吸 附 在 表 面 上 , 起 扩 大 阴 极 面 积 的 作 用 , 有 利于 磷 化 的 进 行 , 使 金 属 表 面 产 生 阳 极 去 极 化 作 用 , 加 速 阴 极 过 程 。当 氧 化 剂 过 多 , 大 量 Fe2+ 被 氧 化 成 Fe3+ , 沉 渣 量 增 多 , 因 此 应 将PO 3-4 NO -3 控 制 在 适 宜 的 范 围 (见 表 3)。2. 3. 2 添 加 剂 及 其 最 佳 用 量磷 化 是 一 个 多 步 骤 的 反 应 过 程 , 适 量 的 添 加 剂 及 其 配 合 作用 可 以 反 应 过 程 中 起 协 同 效 应 , 结 果 降 低 了 操 作 温 度 , 提 高 了 磷化 膜 的 质 量 , 减 少 了 沉 渣 。用 CuSO 4 点 滴 法 确 定 添 加 剂 的 最 佳 用 量 , 图 3 显 示 了 各 种添 加 剂 用 量 与 CuSO 4 点 滴 时 间 的 关 系 。图 3 添 加 剂 用 量 与 CuSO 4 点 滴 时 间 的 关 系工 作 液 : 由 制 备 好 的 磷 化 液 按 照 1 20 (重 量 比 ) 的 比 例 与 水混 合 而 成 , 总 酸 点 : 45 55, 游 离 酸 点 2 5, 处 理 温 度 : 50 2 ,处 理 时 间 : 3 7
