¿Cómo preparar líquido coagulante para evitar que el metal se oxide?
La patente estadounidense de 1981 USP4298405 propuso un proceso de fosfatación que puede formar una película de fosfatación a base de hierro con alta calidad y peso moderado sobre la superficie del acero a temperatura normal (10 ~ 38 °C). La fosfatación se puede realizar mediante inmersión o pulverización. Ejemplos de fórmulas son los siguientes.
Fórmula l
Ingredientes (fracción de masa) Ingredientes (fracción de masa)
Dihidrogenofosfato de amonio 82 tensioactivo no iónico lO
Nitrito de potasio ( acelerador) 8
Fórmula 2
Ingredientes (fracción de masa) Ingredientes (fracción de masa)
Dihidrogenofosfato de potasio 72 nitrato de sodio 8
Tensioactivo no iónico de nitrito de sodio l0
La patente estadounidense (USP4003761) también propuso un proceso de fosfatación a base de hierro de dos pasos. El contenido de fosfato en el segundo paso es mayor que el del primer paso. % ~ 100%. El valor de pH de la solución de fosfatación es 4,3 ~ 6,5, y se añaden 0,05 ~ 1,09/L de alquilamina de cadena corta (C2 ~ 4) y 0,01 ~ 1,5 g/L de agente humectante tensioactivo no iónico. La fórmula y el proceso de la solución de fosfatación son los siguientes:
Componentes
Fosfato de sodio primario 9g/L dietilamina 0,4g/L
Sulfato de hidroxilamina 0,4g/ l Ácido caprílico 0,2g/l
Humectante no iónico 0,6g/l
Condiciones del proceso:
Temperatura 65°C durante 3 minutos.
Presión de inyección 1,5 kg/cm²
El componente principal de la solución de fosfatación de película a base de hierro (o metal alcalino) es fosfato, generalmente ácido fosfórico, pirofosfato, ácido polifosfórico, sal sódica, potasio. sal, sal de amonio, etc. , también se necesitan aceleradores, tensioactivos y aditivos. La elección del acelerador es particularmente importante, ya que afecta directamente a la velocidad del proceso de fosfatación, la calidad de la película de fosfatación, la resistencia a la corrosión y la temperatura del proceso de fosfatación. De acuerdo con las características del proceso de fosfatación a base de hierro, Wang Dunjia y otros seleccionaron nitratos, cloratos, molibdatos y compuestos nitro orgánicos como aceleradores. Después de repetidas pruebas, idearon una fórmula aceleradora compuesta. Se desarrolló un líquido fosfatante a base de hierro utilizando este acelerador compuesto, y su fórmula típica es la siguiente.
Ingredientes (fracción de masa) Ingredientes (fracción de masa)
Nail2P04 16 tensioactivo 1,6
Na2HP04 8 aditivo composite 3,4
Composite Fraguado acelerado agente 5.6 agua 65.42
Wang Desong et al. desarrollaron un líquido fosfatante ligero a base de hierro que contiene un acelerador compuesto y un tensioactivo adecuado. La fórmula es la siguiente. Entre ellos, la dosis del acelerador compuesto afecta el efecto de fosfatación. Cuando la dosis es pequeña, el efecto de fosfatación es deficiente; una dosis excesiva no solo pasivará la superficie del metal, lo que no favorece la reacción de fosfatación, sino que también producirá. Se precipitan más fosfatados, lo que hará que la muestra de fosfatado se vuelva muy polvorienta. Se estudiaron los efectos de la aplicación de tres tensioactivos, alquil alcohol amida, alcohol graso polioxietileno éter (AEO) y dodecil sulfonato de sodio en solución de fosfatación. Los resultados muestran que agregar una pequeña cantidad de tensioactivo puede mejorar la resistencia a la corrosión de la película de fosfatación, y el efecto de la alquil alcoholamida es mejor que el del polioxietilen éter de alcohol graso y el dodecil sulfonato de sodio. La dosis de alquil alcohol amida debe ser de 0,1 ~ 0,29/L. Si es demasiado baja, el efecto no será evidente. Si es demasiado alta, la alquil alcohol amida precipitará fácilmente.
Componentes
Fosfato de sodio 20 g/L, acelerador compuesto 2 ~ 5 g/L.
Ácido fosfórico al 85 % 12 g/l tensioactivo 0,1 ~ 0,39/l
Nitrato de sodio 10 ~ 15 g/l
(2) La fosfatación de zinc es un sistema de fosfatación que se ha estudiado más en los últimos años, especialmente la solución de fosfatación de zinc y calcio, tiene las ventajas de una velocidad de deposición rápida, un recubrimiento fino y un precio bajo. El fosfatado a base de zinc se utiliza principalmente para recubrir capas base. Existen varias formulaciones de soluciones de fosfatación a base de zinc en el país y en el extranjero, y sus ingredientes principales son básicamente los mismos. Los ingredientes básicos son iones de zinc, fosfatos, oxidantes, aceleradores, etc.
Los tensioactivos no iónicos son aditivos orgánicos muy utilizados en soluciones de fosfatación a base de zinc. La adición de ciertos tensioactivos no iónicos no solo puede humedecer la superficie de la pieza de trabajo y superar un desengrasado deficiente, sino también reducir el peso de la película, extender la vida útil del tanque de fosfatación y mejorar el rendimiento de la película de fosfatación. T.S.Nsankara et al. estudiaron el monoestearato de sorbitol, y Madiha Shoeib et al. estudiaron los etoxilatos de ácidos grasos de tall oil (TOFA) y los etoxilatos de alcohol oleílico (OA).
Se descubrió que agregar tensioactivos no iónicos a la solución de fosfatación puede reducir significativamente el peso de la película y la disolución de la matriz. Esto se debe a que los tensioactivos no iónicos se adsorben en la superficie de la placa de prueba.
T.S.N. Sankara Narayanan y M. Subayan estudiaron el papel de las aminas orgánicas en la fosfatación y las propiedades de las películas de fosfatación. Utilizan aminas grasas limpias como dodecilamina, tetradecanamina, hexadecilamina y estearilamina. Sin embargo, en medios ácidos, la coexistencia de aminas, especialmente aminas primarias, con HNO2 es problemática porque se generan fácilmente compuestos de nitrosamina con efectos cancerígenos. Agregar una solución de fosfatación a la amina limpia no afecta el valor del pH, la acidez total, la acidez libre y la proporción de ácido. La concentración es de 10 ~ 125 mg/L. En concentraciones bajas, el peso de la película de fosfatación disminuye mucho a medida que aumenta la concentración. el peso de la película rebota. Si bien estas aminas pueden reducir el peso de la membrana, pueden mejorar la calidad y la protección de la membrana de alguna manera. En esta serie de aminas (C12 ~ C18), el peso de la película aumenta con el aumento de la cadena alquílica en la molécula de amina. Porque en medios ácidos (pH 2,71) las aminas existen en forma de cationes diseminados (RNH3+). Este catión se adsorbe en la plantilla y aumenta el potencial de hidrógeno, lo que no solo reduce el área superficial de la membrana (superficie del cátodo) sino que también reduce la disolución del metal. Comparando el peso de las películas de fosfatación obtenidas a partir de soluciones de fosfatación que contienen esta serie de aditivos de amina, se puede observar que la película obtenida de la solución de fosfatación que contiene dodecilamina es la más ligera, mientras que la película obtenida de la solución de fosfatación que contiene octadecilamina es la más pesada. Debido a que la dodecilamina tiene propiedades despolarizantes mínimas, su presencia impide la transferencia máxima de carga durante la disolución del metal. El efecto de diversas concentraciones de aditivos de amina sobre el peso de la membrana fue consistente. Inicialmente aumenta hasta un valor máximo al aumentar la concentración y luego disminuye al aumentar la concentración. Esta tendencia puede explicarse por la actividad superficial de las aminas. En bajas concentraciones, estas aminas existen en forma de monómeros catiónicos que se adsorben en la interfaz del líquido magnetizante del acero a través de fuerzas electrostáticas, inhibiendo la formación de películas debido al efecto barrera de esta adsorción. Cuando la concentración de amina aumenta hasta un cierto valor, el peso de la película aumenta, probablemente debido a la asociación de micelización. Pero cuando la concentración de amina continúa aumentando más allá de un cierto valor (diferente para cada aditivo), el aumento en el peso de la película disminuye debido a la polimerización de las moléculas de amina en micelas. Debido a la adsorción, una gran cantidad de micelas están presentes en la superficie del acero, lo que resulta en una mayor cobertura del área, reduciendo así el peso de la película.
Además, la adición de aminas limpiadoras también puede reducir la absorción de agua de la membrana, lo que puede deberse a la hidrofobicidad de las cadenas de aminas hidrofóbicas. El orden decreciente de absorción de agua es de dodecilamina a octadecilamina, lo que muestra claramente que en presencia de dodecilamina se adsorben más monómeros y, aunque el peso de la película disminuye, imparte mayor hidrofobicidad.
Guo Liangsheng desarrolló una solución de fosfatación a base de zinc a temperatura ambiente (SL-6A). Agregar una pequeña cantidad de emulsionante OP a la solución de fosfatación puede acelerar el proceso de fosfatación y mejorar el efecto de fosfatación. La fórmula de la solución de fosfatación SL-6A es la siguiente.
Componentes
Trihidrógenofosfato de potasio 57,87 g/L Nitrato de cobre 0,10 g/L
Nan 02 0,60 g/L Emulsionante OP 0,1,25 ml/ L
Balance de agua de fluoruro de sodio de 3,50 g/L
Zeng et al. informaron sobre un líquido fosfatante de película de color zinc-manganeso y un líquido fosfatante de película gris de zinc-calcio utilizando aceleradores compuestos. El acelerador A está hecho de EDTA, materia orgánica que contiene nitrógeno, sulfato ferroso, nitrato de cobre y agua en una proporción determinada y el acelerador de proceso 8 está hecho de oxalato de sodio, dodecilsulfonato de sodio, saturador T y agua en una proporción determinada y elaborado con; artesanía. La mejor fórmula para la solución de fosfatación es la siguiente.
①Fórmula de solución fosfatante de película de color zinc-manganeso
Ingredientes (fracción de masa) Ingredientes (fracción de masa)
Ácido fosfórico (85%) 1,60 tartrato de potasio y sodio 0,05
Ácido nítrico (99%) 1,20 Acelerador A0,50
Óxido de zinc (99%) 0,50 Acelerador B0,30
Óxido de manganeso (9596) 0,30 y agua 95,55.
②La mejor fórmula para la solución fosfatante de película gris calcio zinc.
Ingredientes (fracción en masa) Ingredientes (fracción en masa)
Ácido fosfórico (85%) 1,20 Pirofosfato de sodio (98%) 0,20
Nitrato de zinc (95% ) 0,50 Acelerador A0,50
Dihidrógenofosfato de calcio (95%) 0,30 Acelerador B0,80
Ácido tartárico (99%) 0,10 Agua 96,20
HEDP ( 98%) 0,20
El acelerador A está hecho de clorato de potasio, tungstato de sodio, carbonato de sodio y agua en una determinada proporción y el acelerador de proceso B está hecho de dietanolamina, agente tensioactivo no iónico TX-10, coloidal; El titanio y el agua se preparan según una determinada proporción y proceso.
Liang et al. desarrollaron un líquido fosfatante de película multifuncional a temperatura ambiente a base de zinc con un color gris oscuro que puede eliminar aceite, óxido y fosfatado en un solo paso. Los resultados de la prueba de caída de sulfato de cobre, la prueba de inmersión y la prueba electroquímica muestran que la película de fosfatación tiene buena resistencia a la corrosión. El líquido de fosfatación multifuncional se puede fosfatar a temperatura ambiente y se puede aplicar el método de fosfatación, que resuelve el problema de que algunas piezas de trabajo grandes no se pueden sumergir en el tanque para fosfatar. La fórmula óptima de la solución de fosfatación es la siguiente.
Ingredientes (fracción en masa)Ingredientes (fracción en masa)
Óxido de zinc 4,8 Tartrato de sodio 0,24
Ácido fosfórico (85%) 20,3b Aditivo 1,68
Acelerador 5,3 agua 67,3
Dodecilsulfonato de sodio 0,14 Valor de pH 1,12
Tiocarbamida 0,24
Investigación de Wang Desong y otros de la Universidad de Ciencias y Ciencias de Hebei Tecnología Se estudiaron los efectos de tres tensioactivos, alcohol alquílico amida, alcohol graso polioxietileno éter (AEO), lauril sulfato de sodio y un polímero catiónico, sobre el efecto de fosfatación de una solución de fosfatación a temperatura ambiente a base de zinc. Las investigaciones han descubierto que cuando la dosis de polímero catiónico se fija en 0,03 g/l, agregar una cantidad adecuada de tensioactivo a la solución de fosfatación puede mejorar significativamente el efecto de fosfatación de la solución de fosfatación. Dado que las amidas de alcohol alquílico tienen poca estabilidad en ambientes ácidos y precipitarán cuando la dosis es de 0,1 g/l, no son adecuadas para su uso en esta solución de fosfatación a base de zinc. El efecto del éter de polioxietileno de alcohol graso sobre la solución de fosfatación es significativamente mejor que el del dodecilsulfonato de sodio, y con el aumento en la dosis de éter de polioxietileno de alcohol graso, el efecto de fosfatación de la solución de fosfatación mejora aún más. La investigación sobre la aplicación de polímeros catiónicos muestra que el efecto de fosfatación es mejor cuando la dosis de polímero catiónico es de 0,03 g/L (el tensioactivo utilizado es éter de polioxietileno de alcohol graso, la dosis es de 0,2 g/L). La fórmula de la solución de fosfatación a base de zinc es la siguiente.
Componentes
Dihidrogenofosfato de zinc 30g/L Acelerador compuesto 2 ~ 5g/L
Ácido fosfórico al 85% 10g/L Nitrato de níquel 1g/Litro
Fosfato de sodio 5g/L tensioactivo 0,1-0,3g/L
Ácido cítrico 5g/L polímero catiónico 0,01 ~ 0,05g/L
3 ~ 5g/l nitrato de sodio
Se añade una pequeña cantidad de tensioactivo no iónico 0P-10 a la solución de fosfatado de zinc a temperatura ambiente AC-1 desarrollada por Sun Qingchi de la Universidad del Petróleo, que se utiliza principalmente para humectación, penetración, dispersión y solubilización. , Mejorar la limpieza de la superficie. Los grupos hidrofílicos e hidrofóbicos en la molécula de OP-10 se orientan y se adsorben en la interfaz solución/metal para formar una película molecular delgada, reduciendo así la tensión superficial del sustrato y distribuyendo uniformemente H+ sobre la superficie del metal. Una vez que el H+ se reduce a H2, puede escapar fácilmente de la superficie del metal, evitando así la retención de H2 y acelerando la fosfatación. Además, 0P-10 también puede reducir la porosidad y la absorción de agua de la membrana, promover la formación de una película de fosfatación dura y densa en la superficie del metal y mejorar significativamente la uniformidad y la resistencia al agua de la membrana. El líquido fosfatante AC-1 tiene buena estabilidad, menos sedimentos, formación de película uniforme, densa y suave, fuerte resistencia a la corrosión y sin cenizas. La vida útil es aproximadamente 1,6 veces mayor que la del líquido fosfatante normal. La fórmula básica de la solución de fosfatación es la siguiente.
Ingredientes (fracción de masa) Ingredientes (fracción de masa)
Ácido fosfórico 0,2 ~ 0,8, materia orgánica 0,1 ~ 0,2
Dihidrogenofosfato de sodio 1,5 ~ 3,0 materia orgánica B0.1~O.2.
Tungstato de sodio 0,20p-10 0,02
Nitrato de zinc 1.o ~ 3,5 balance de agua del grifo
Nitrito de sodio 0,02-0,10
(3) Fosfatación con sales de plomo En 1970, John W.F. propuso el proceso de fosfatación con sales de plomo. La solución de fosfatación se compone de ácido nítrico, ácido fosfórico, óxido de plomo, cloruro de sodio y polioxietileno de isooctilbenceno. El método de preparación de la solución de fosfatación es el siguiente: agregar 219 partes de ácido nítrico industrial (70%) y 26,4 partes de ácido fosfórico industrial (85%) a 640 partes de agua, y agregar 80,4 partes de óxido de plomo a la mezcla anterior. solución bajo agitación constante. Una vez que el óxido de plomo se haya disuelto por completo, agregue 1,5 partes de cloruro de sodio y 1 parte de isooctilbenceno polietoxi. Diluya la solución anterior con 1425 partes de agua para preparar un líquido de baño de fosfatación. El índice de acidez total es 110. La solución de fosfatado se puede utilizar para fosfatar productos de acero, productos de acero galvanizado y productos de plomo. La película de fosfatación resultante es uniforme, soldable, puede mejorar el rendimiento del estirado en frío del metal, tiene buena resistencia a la corrosión y es una excelente capa inferior de recubrimientos orgánicos.
Añadir tensioactivo a la solución de fosfatación puede mejorar el efecto formador de película de la solución de fosfatación. Además, actúa como dispersante y ayuda a mantener los componentes en solución. Los tensioactivos más eficaces son los polímeros de condensación de óxido de etileno, especialmente aquellos que contienen de 3 a 25 grupos etoxi (un CH2-un CH2O), como los ésteres de polioxietileno del ácido oleico y los polioxietilenos de éter de alquilfenoles. El isooctilbenceno polioxietileno en la solución de fosfatación con sal de plomo es un tensioactivo no iónico.