文档介绍：新型陶化液技术还原
一陶化液项目背景
钢铁在进行涂装前通常需要进行前处理,包括除油、除锈等工艺,化学前处理方法通常还要在钢铁的表面形成一层化学转化膜,该转化膜既有一定的防腐能力,可以避免零件在喷涂前短暂的时间内返锈,也可以增加零件表面的粗糙度,增强涂料与基底的结合力。
目前大部分采用的是磷化工艺,随着节能减排的不断推进,新型无磷转化膜(陶化膜)正在悄然取代传统的磷化膜。这种新型氧化锆转化膜技术在实验室里已取得了成功,全面生产试验正在进行中。该新型转化膜是由无定形态ZrO2组成的,而不是Zn3(PO4)2多晶体。它主要是用氧化锆组成的纳米陶瓷涂层取代传统的结晶型磷化保护层,与金属表面和随后的油漆涂层之间有良好的附着力,耐腐蚀性能优良。相信氧化锆转化膜技术的应用一定会给钢铁行业前处理工艺带来巨大的变革。
硅烷化和陶化等无磷成膜技术的应用,使钢铁表面化学转化膜技术发生了重大变革。尽管这些转化膜工艺尚未成熟,与磷化处理相比,在实际生产应用中还存在一些难度,但我们相信,随着技术的不断发展,在不久的将来,这些处理技术一定会逐步取代传统的磷化工艺,或者出现更为先进的处理工艺。
2007年以来,氧化锆转化膜技术在通用、沃尔沃、大众等三家汽车公司分别进行了附着力和耐腐蚀性能的检测,结果基本达到了各家公司的测试指标。新型氧化锆转化膜技术在汽车前处理上的应用,还需做以下方面的工作。
当前汽车前处理行业充满挑战和竞争,随着环保法规的日益严格、能源和原材料成本的日益增加,以及劳动力成本的上涨,促使原材料供应商不断进行技术创新。氧化锆转化膜技术的发明,给汽车前处理行业带来了全新的发展前景。
二陶化液的组成及相关配方
1)硅烷处理剂
水溶液中通常以水解的形式存在:硅烷水解后通过其SiOH基团与金属表面的MeOH基(M表示金属)的缩水反应而快速吸附于金属表面;一方面硅烷在金属界面上形成Si-O-Me共价键。
(1)
(2)
一般来说,共价键问的作用力可达70010,硅烷与金属之间的结合是非常牢固的;另一方面,剩余的硅烷分子通过SiOH基团之间的缩聚反应在金属表面形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜。该硅烷膜在烘干过程中和后道的电泳漆或喷粉通过交联反应结合在一起,形成牢固的化学键。这样,基材、硅烷和油漆之间可以通过化学键形成稳固的膜层结构。
相关优点:
1)不含重金属和磷酸盐,废水处理简单,可以降低废水处理的成本,减轻环境污染。
2)不需表调,也不需要亚***盐促进剂等,药剂用量少,可加快处理速度,提高生产效率,也减少了这类化学物质的对环境污染。
3)可在常温下进行,不需加温,减少能源消耗。
4)一种处理液可同时处理铁、铝等材料,不需更换槽液,降低生产成本。
它是以锆盐为基础在金属表面生成一层纳米级陶瓷膜。陶化剂不含重金属、磷酸盐和任何有机挥发组分,成膜反应过程中几乎不产生沉渣,可处理铁、锌、铝、镁等多种金属。
1)前处理技术
:
1)酸的侵蚀使金属表面H+浓度降低:Fe-2e—Fe2+,2H++2e—2[H]。
2)纳米硅促进反应加速:
[SiJ:ZrO2+4[H]—[Zr]+2H2O
式中[Si]为纳米硅,[Zr]为还原产物,纳米硅为反应活化体,加快了反应速度,进一步导