КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ФОСФАТНОГО ПОКРЫТИЯ И КОРРЕКТИРУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ НЕЕ Российский патент 2005 года по МПК C23C22/13 

Изобретение относится к составам для получения защитного фосфатного покрытия, используемым для подготовки поверхностей металлических изделий и конструкций, и может быть использовано перед окраской (в том числе катодным и анодным электроосаждением) в металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности.

Наиболее близкими по составу и назначению к изобретению являются композиция для получения защитного покрытия и корректирующий состав к ней, раскрытые в способе получения фосфатного покрытия /AC SU 1513950 А1, С 23 С 22/07, приоритет 14.08.1986, опубл. 30.12.1993, бюл. №47-48/.

Известная композиция для получения защитного фосфатного покрытия содержит ионы цинка, никеля, фосфата, нитрата и нитрита при мольном отношении катионов к ионам фосфата 0,10-0,18, а корректирующий состав содержит компоненты при следующем соотношении, % мас.: окись цинка 9,8-10,8, ортофосфорную кислоту 34,3-40,3, никель азотнокислый (в пересчете на шестиводный) 5,1-6,2, натрий фосфорнокислый (орто) 4,4-8,2, воду - до 100.

При использовании указанных выше составов обнаруживаются существенные недостатки:

1. Масса фосфатного слоя (2,8 г/м²) приводит к снижению физико-механических показателей лакокрасочных покрытий.

2. Достаточно высокий расход фосфатирующего состава (0,016 кг/м²).

3. Значительное количество образуемого шлама (6-8 г/м²) поверхности.

Задачей изобретения является создание новой композиции для получения защитного фосфатного покрытия с высокими эксплуатационными характеристиками: оптимальными и стабильными показателями массы фосфатного слоя, уменьшением расхода состава, сокращением количества образуемого шлама, при сохранении эксплуатационных характеристик лакокрасочных покрытий, а именно - стойкости к коррозионному воздействию.

Поставленная задача достигается тем, что композиция для получения защитного фосфатного покрытия, содержащая ионы цинка, фосфата, никеля, нитрата и воду, дополнительно содержит натрийсодержащее соединение из ряда: карбонат натрия или гидроксид натрия, при этом в качестве ионов цинка - оксид цинка, в качестве ионов фосфата - ортофосфорную кислоту, в качестве ионов никеля - никель азотнокислый, в качестве ионов нитрата - азотную кислоту, при следующем соотношении компонентов, % мас.:

Кислота ортофосфорная27,5-30,0Натрийсодержащее соединение5,0-11,0Никель азотнокислый4,8-6,0Кислота азотная3,0-5,0Оксид цинка1,6-3,0Водадо 100

Корректирующий состав для композиции содержит оксид цинка, ортофосфорную кислоту, никель азотнокислый, натрийсодержащее соединение и воду, при этом в качестве натрийсодержащего соединения он содержит карбонат натрия или гидроксид натрия при следующем соотношении компонентов, % мас.:

Кислота ортофосфорная36,0-39,5Натрийсодержащее соединение0,5-3,5Никель азотнокислый3,8-6,0Оксид цинка10,0-12,5Водадо 100

Композиция для получения фосфатного покрытия и корректирующий состав для композиции представляют собой прозрачную жидкость зеленого цвета.

Рабочие концентрации композиции составляют 40-50 г/л. Корректировку композиции проводят в процессе эксплуатации корректирующим составом и раствором нитрита натрия.

Фосфатирующий раствор композиции периодически очищают от шлама путем перелива его в запасную емкость и отстаивания, затем раствор переливают назад в очищенную от шлама рабочую емкость. Количество выделившегося шлама (г/м²) определяется и фиксируется в таблице эксплуатационных характеристик.

Составы композиции и корректирующего раствора, а также эксплуатационные свойства рабочего раствора композиции (с концентрацией 50 г/л) представлены в таблице.

Рабочие растворы композиции наносят в специальных установках методом распыления или окунания на обезжиренную поверхность стали при температуре 50-55°С.

Массу фосфатного слоя определяют гравиметрическим способом в соответствии с ГОСТ 9.402-80.

Коррозионную стойкость фосфатных слоев в сочетании с однослойным катофорезным покрытием определяют при испытании в камере соляного тумана до появления ширины поражения от надреза на 2 мм.

По результатам испытаний, представленным в таблице, можно сделать следующие выводы, что при использовании заявляемого соотношения компонентов композиции и корректирующего состава в примерах 1-3, 6-8, 11-13, 16-18, 21-23 были получены следующие результаты:

1) покрытия с оптимальными и стабильными показателями массы фосфатного слоя в пределах 2,0-2,3 г/м²;

2) уменьшение расхода композиции и корректирующего состава до 0,013 кг/м²;

3) снижение количества выделившегося шлама в пределах 2,0-2,5 г/м²;

4) стабильные значения коррозионной стойкости лакокрасочных покрытий.

При несоблюдении заявляемого соотношения компонентов композиции и корректирующего состава в примерах 4, 5, 9, 10, 14, 15, 19, 20, 24, 25 возрос расход композиции и корректирующего состава (0,014-0,015 кг/м²), увеличилось количество выделившегося шлама (3,2-3,5 г/м²), получены фосфатные покрытия с нестабильными показателями массы фосфатного слоя (1,8; 1,9; 2,7 г/м²), снижается коррозионная стойкость лакокрасочных покрытий приблизительно до уровня прототипа AC SU 1513950 (пример 26 таблицы).

Таким образом, поставленная задача изобретения достигается совокупностью всех признаков: состава и соотношения компонентов композиции для получения защитного покрытия, корректирующего состава к ней, заявляемых в решении.

При использовании заявляемой композиции и корректирующего состава к ней получены дополнительные преимущества:

1) улучшение эксплуатационных характеристик лакокрасочных покрытий;

2) возможное увеличение срока службы лакокрасочных покрытий;

3) использование доступного сырья для изготовления композиции и корректирующего состава.

Изобретение относится к составам для получения защитного фосфатного покрытия, используемым для подготовки поверхностей металлических изделий и конструкций, и может быть использовано перед окраской в металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности. Композиция содержит, % мас.: кислота ортофосфорная 27,5-30,0; натрийсодержащее соединение - карбонат или гидроксид натрия 5,0-11,0; никель азотнокислый 4,8-6,0; кислота азотная 3,0-5,0; оксид цинка 1,6-3,0; вода до 100. Корректирующий состав содержит, % мас.: кислота ортофосфорная 36,0-39,5; натрийсодержащее соединение - карбонат натрия или гидроксид натрия 0,5-3,5; никель азотнокислый 3,8-6,0; оксид цинка 10,0-12,5; вода до 100. Техническим результатом является создание новой композиции для получения защитного фосфатного покрытия с высокими эксплуатационными характеристиками: оптимальными и стабильными показателями массы фосфатного слоя, уменьшением расхода состава, сокращением количества образуемого шлама при сохранении эксплуатационных характеристик лакокрасочных покрытий, а именно стойкости к коррозионному воздействию. 2 н.з. п. ф-лы, 1 табл.

1. Композиция для получения защитного фосфатного покрытия, содержащая ионы цинка, фосфата, никеля, нитрата и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит натрийсодержащее соединение из ряда: карбонат натрия или гидроксид натрия, а в качестве ионов цинка - оксид цинка, в качестве ионов фосфата - ортофосфорную кислоту, в качестве ионов никеля - никель азотнокислый, в качестве ионов нитрата - азотную кислоту, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кислота ортофосфорная27,5-30,0Натрийсодержащее соединение5,0-11,0Никель азотнокислый4,8-6,0Кислота азотная3,0-5,0Оксид цинка1,6-3,0ВодаДо 100

Кислота ортофосфорная36,0-39,5Натрийсодержащее соединение0,5-3,5Никель азотнокислый3,8-6,0Оксид цинка10,0-12,5ВодаДо 100