Раствор для одновременного обезжиривания и фосфатирования Советский патент 1984 года по МПК C23F7/08 C23F5/02 

Изобретение относится к обработке металлической поверхности, в частности к раство. рам одновременного обезжиривания и фосфатировання. и может быть использовано в любой отрасли маишностроения при проведени окрасочных работ. Известен рчствор для одновременного обезжиривания и фосфатирования металлической поверхности, например стали, содержащий одно замещенный фосфат натрия, окислители, повер хностно-активные вещества и сульфаминовую кислоту, как подкисляющую добавку для под держания величины рН при корректировке раствора. В качестве окислителей используют молибдаты аммония, нитрат натрия или нитро бензол; поверхностно-активные вещества; оксизтилированный нонилфенол с 9-10 молями этиленоксида на 1 моль вещества или оксизтилированный спирт фракщ1и Сад -Cg с 10 молями этиленоксида на 1 моль вещестна 11. Недостатком такого раствора является сильное пенообразование при нанесении его на изделия методом распыления, что практически делает невозможным его применение. Кроме того, отсутствие комплексообразоват лей, необходимых для связывания соЛей жесткости, приводит к тому, что из раствора, приготовленного на жесткой воде, соли, состоящие из фосфатов кальция и магния, высаждаются на поверхности изделия в виде шлама. Это вызывает ухудщение защитных свойств, лакокрасочных покрытий, наносимых на фосфатированную поверхность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является раствор для одновременного обезжиривания и фосфатирования, содержащий однозамещепный фосфат натрия, соль щестивалентного молибдена, например молибдат аммония, поверхностно-активную добавку неионогенного или амфотерного типа, зтилеидиаминтетрауксус ную кислоту и сахар 2. Однако покрытия, полученные из известного раствора, имеют недостаточ}1ую коррозионную стойкость, а сам раствор склонен к пе- кообразованию. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости покрытия, адгезии его к основе и уменьшение пенообразования раствора. Указанная цель достигается тем, что раствор для одновременного обезжиривания и фосфатирования, содержащий однозамешенный фосфат натрия, соль шсстивалентного молибдена, поверхностно-активную добавку, органическую кислоту и воду, в качестве поверхностно-активной добавки содержит смесь Д11этаноламиновой соли 2-этилгексилового зфира алкилфосфоновой кислоты (фосфамин) с полизтиленгликолевым эфиром синтетических жирных спиртов, выбранных из группы ДС-10, ДТ-7, или сульфонолом, а в качестве органической кислоты раствор содержит виноградную или щавелевую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: Однозамещенный фосфат 0,6-1,3 Соль шестивалентного молибдена в пересчете на Мо 0,002-0,006 Дизтаноламиновая соль 2-зтилгексилового зфира алкилфосфоновой кислоты (фосфамин) 0,046-0,095 Полизтиленгликолев ый эфир синтетических жирных спиртов, выбранных из группы ДС-10 ДТ-7, или суль0,0093-0,0190 Виноградная или щавелевая кислота0,021-0,042 ВодаОстальное Фосфамин как компонент, понижающий пенообразование, использовался ранее в щелочных средах в сочетании с синтанолом ДТ-7, причем применение синтанола ДС-10 и сульфонола в сочетании с фосфамином не снижало пенообразования. В кислых средах фосфамин в сочетании с синтанолами ДТ-7, ДС-10 и сульфонолом снижает пенообразование, но недостаточно для того, чтобы осуществить фосфатирование методом распьшения. Использование же фосфамина в определенном соотношении с виноградной или щавелевой кислотой Не только уменьшает пенообразование до норм, соответствующих требованиям распылительной установки,но и обеспечивает получение фосфатных слоев,обладающих в сочетании с лакокрасочным покрытием более высокими заищтными и физико-механическими свойствами. Способ приготовления... раствора. Фосфатирующий раствор готовят из жидкого фосфатируюшего концентрата, который получают смешением соды кальцинированной, фосфорной кислоты и воды в соотношениях, позволяющих корректировать раствор при выработке до величины рН 4,2-5,0. К полученной смеси добавляют молибдат аммония и поверхностно-активное вещество - полиэтиленгликолевый зфир синтетических жирных кислот (ДТ-7, ДС-Ю) или сульфонол. На основе приготовленного раствора составляют композиции, добавляя фосфамин и виноградную или щавелевую кислоту в различных соотношениях. В табл. 1 приведены примеры pacTBojBpB.

Пример. Образцы из холоднокатаной стали 0,8 КП, электро- (з.о.с.) и горячеоцинKOBairaoH (г.о.с.) стали обрабатывают методом распыления на лабораторной струйной установке при и под давлением 1,2 атм в темение 5 мин приготовленными композициями.

На зафосфатированны образцы наносят, грунт ГФ-017, сушат при 125°С в течение 30 мин, затем наносят змаль МЛ-197 н сушат при 100 С в течение 30 мин.

Пенообразование оценивают по методу встряхивания в цилиндре при 60 С, а также при распылении в установке.

Внешний вид фосфатных покрытий оценивают по баллам: баллы от I до 3 - коррозия после сушки фосфатных слоев соответственно от значительной до минимальной с плохой адгезией покрытия (стирающееся покрытие); балл 4 - отсутствие коррозии после

сушки, покрытие не стирается, недостаточная степень очистки поверхности от загрязнений; балл 5 - отсутствие коррозии, покрытие не стирается, хорошая степень очистки от загрязнений.

Определяют также массу фосфатного слоя и массу стравленного металла (гравиметрическим методом).. Зашитные свойства фосфатных слоев в сочетании с лакокрасочным покрытием определяют по методу Маху, прочность при ударении по ГОСТ 4675-73, адгезию - методом решетчатых надрезов по ГОСТ 15140-78, эластичность - по ОСТ 6-10-411-77.

В табл. 2 приведены пенообразующая спообность растворов и свойства фосфатных ленок. .

В табл. 3 даны свойства покрытий.

vO

00

«Nl

.

, J,Q,X 00 O т ОогТ.0 .«}, OfS vjpo «лгосГ virfO

I

T-l, Я-И, Ч,

f o odvO- oo о оГ- с 00 л о t Р о

ao v о

I a

о

л се

ffH« « ц

РАСТВОР ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ОБЕЗЖИРИВАНИЯ И ФОСФАТИРОВАНИЯ, содержащий однозамещенньш фосфат натрия, соль шестивалентного молибдена, поверхностноактив11ую добавку, органическую кислоту и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости покрытия, адгезии его- к основе и уменьше, 1шя пенообразования раствора, в качестве поверхностно-активной добавки раствор содержит смесь диэтаноламиновой соли 2-этилгексилового эфира алкилфосфоновой кислоты (фосфамин) с полиэтиленгликолевым эфиром синтетических жирных спиртов, выбранных из группы ДС-10, ДТ-7, или сульфонолом, а в качеств е органической кислоты раствор содержит виноградную или щавелевую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: Однозамещенный фосфат натрия0,6-1.3 Соль щестивалентного молибдена в пересчете на ,002-0,006 Диэтаноламиновая соль 2-этш1гексилового эфира алкилфосфоновой кисло(Л ты (фосфамин)0,046-0,095 Полиэтиленгликолевый эфир синтетических исирных спиртов, выбранных из группы ДС-10, ДТ-7, или сульфонол 0,0093-0,0190 Виноградная или щавелевая кислота 0,021 -0,042 . ВодаОстальное 4ib

«ntnin ШЮШ O«nvr ЮШЮ minvi

йоо Sou ёчЧ ЙЧЧ god Soq gdq gcjq ucntJ Omu opiu umtё § I

в I Ю

я S

ill

(Ч

n Cli

a

S

e

n

Ю

cT

о

ON

04 €чЧ €чч§чч чч

9Я Й9ЧнЧ9н Я РЧЯ fiSu udStn unuuciStnCjciSu

ll

.

;i

41

v

n:

«I

«I

n s

VO

.«Л

«o nnо -n, OOTfit oov -tooinvi OCTxO ONON

s.

fSWcn ООЛ OOViiow O OOO O-OO OOO rOflfNfnfn NrOrOr 1Л ЛЧ VIlTlUlinKvi

QOm рО1л ( - uu я я s -Ч ч н p umuH.omuucnu. um(-« uenu или.

I

s

o.

(N m r

m in 1Л

n m о lo «n

«л in to VI n 1in CO rJ -H oo Soo ёчЧ ЧЯ §ОЯ ВЧЧ

о о n - ОООЛЛО Л Л1ЛГ 1ГО«Л ИЧЧсЧЧ ЙооЯрр omuumu 171 Анализприведенных в табл. 2 и 3 данных показывает, что предпагаеАшй раствор превосходит известный по пенообразованию качеству фосфатных покрытий, по защитным и физи ко-механическим свойствам лакокрасочных покрьпий в сочетании с фосфатными слоями. При -концектрациях фосфамина и комплексоо.бразующих кислот, меньших минимального значения (примеры 3 и 8), пенообразующая способность растворов еще велика и работа на распылительной установке затруднена. Кроме того, защитные свойства покрытий невысоки. Увеличение концентраций фосфамина и комплексообразующих кислот выше максимальных предлагаемых (примеры 7 и 12) не приводит к дальнейшему улучшению свойств, лишь увеличивает стоимость подготовки по1верхности из-за повышенного расхода химикатов. За базовый образец приняты композиции для аморфного фосфатирования КФА-1, КФА-2, требующие предварительного обезжиривания поверхности (составов для одновременного обезжирившшя и аморфного фосфатирования в отечественной промышленности нет). Технические преимущества предлагаемой композиции по сравнению с базовым образцом заключаются в уменьшении числа операций подготовки поверхности под окраску, что позволяет сократить время, т. е. увеличить производительность труда. Кроме того, сокращают производственные площади, меньше расходуют химикатов, воды, электроэнергии.