文档介绍：纳米陶化液配方研制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。陶化液应该就是所谓的锆系、锆钛系、硅烷系、锆硅烷系、等无磷金属表面处理剂,可部分替代磷化液,主要原料为***锆酸盐,硅烷偶联剂等。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 ZrO 2 组成的,而不是 Zn 3 (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。 1 、陶化液的组成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。 Si(OR) 3+H 2O Si(OH)+3ROH(1 ) Si(OH)+MOH SiOM+H 2O(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。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。陶化机理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。陶化原理: 1 )酸的侵蚀使金属表面 H+ 浓度降低: Fe-2e — Fe 2+, 2H + +2e — 2[H] 2 )纳米硅促进反应加速: [Si] : ZrO 2 +4[H] —[Zr]+2H 2O 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, 进一步导致金属表面 H+ 浓度急剧下降,生成的[Zr] 成为成膜晶核。 3 )锆酸根的两级离解: H 2 ZrF 6 +H +— ZrF 6 2- +2H + 由于表面的 H+ 浓度急剧下降,导致锆酸根各级离解平衡向右移动,最终为 ZrF 6 -。 4 )锆酸盐沉淀结晶成膜:当表面离解出的 ZrF 6 - ,与溶解中的金属离子 Fe 2+ 达到溶度积常数 Ksp 时,就会形成锆酸盐沉淀。 Fe 2++ ZrF 6 2- +H 2O— FeZrF 6 +2H20 锆酸盐沉淀与