张　华（无锡灵创工程技术服务有限公司，江苏无锡 214072）

一种常温快速磷化液的研究

张华
（无锡灵创工程技术服务有限公司，江苏无锡 214072）

磷化液主要应用于铜、铝等金属及合金的表面处理工艺，其反应产生的磷化膜能够有效地防止金属腐蚀和损耗，是我国重要的工业生产用料，但是普通磷化液的生产和使用过程需要消耗较大的能量，并对环境有较大的污染，因此急需改进磷化液的生产技术。

常温快速磷化液；配方确定；反应条件

1　普通常温快速磷化液的研究

1.1反应原料及实验过程

常温磷化溶的制备过程中会用到很多化学试剂[1]。其中中包含基本成膜物质（2～15g/L的Zn2+、15～35g/L的PO43-、20～50的酸比）、磷化促进剂（氧化促进剂H2O2、MnO4-、硝基化合物等，金属离子促进剂Mn2+、Cu2+、Ni2+等，磷化助剂NaF、酒石酸盐等）。在生产过程中，将50～70g/L的ZnO、40～50g/L的浓HNO3、30～40g/L的浓H3PO4、0.02～0.05g/L的Cu2+、1～7g/L的Ni2+、3～5g/L的Mn2+、2～5g/L的MnO4-及适量的水和助剂配置在一起即可得到常温快速磷化溶。在磷化工艺的生产过程在室温下（5～40℃）进行即可，一般采用先用碱溶除去金属表面的油渍，再用冷、热水交替冲洗后将其表面的锈迹清除干净，然后仔细调整金属表面的形态，适合生产要求后再用常温快速磷化溶使之产生磷化反应，待磷化膜凝固不变形之后再进行水洗、干燥、检测等流程，生产合格的金属构建，使金属的表面属性能够完美地达到使用和再加工的要求。

2　常温低渣磷化液的研究

2.1反应原料及实验过程

常温低渣磷化溶是常温快速磷化溶化的一种特殊化学试剂，是在常温快速磷化溶的基础上，通过对环境的保护研究及资源的充分利用等方面的充分思考而得出的更加优化的化学试剂。其配置过程中需要用到ZnO、表面活性剂、H3PO4、有机络合剂、钼酸钠、pH缓冲剂等化学材料[2]。实验过程：第一步：配制磷化基础溶，取一定量的磷酸溶溶，在氧化锌加水搅拌成糊状后将两者混合，使其完全溶解成溶溶，再加入一定量的钼酸钠，搅拌均匀即可；第二步：将磷化基础溶意识20倍左右得到磷化溶；第三步，将金属表面除油除锈，处理干净后调整其表面形态，符合设计要求后水洗干净即可使用磷化溶上膜，待磷化膜成型稳定后再进行水洗、热风烘干处理，得到常温低渣磷化溶对金属的反应试件。

2.2影响因素及使用研究

经过对反应温度、磷化基础溶用量、缓冲剂用量、表面活性剂用量的综合控制变化实验可以得出：在磷化反应的过程中缓冲剂的用量要严格控制（75.4%左右），使磷化膜的pH应该保持相对稳定，防止出现酸度过低沉渣较多和反应速度慢、酸度过高防腐蚀性和抗氧化性较差的现象；磷化反应的实验温度控制在37.6℃左右时磷化反应的成膜质量最好；表面活性剂的使用一般控制在73.7%左右时，能够稳定控制磷化膜的扩散速度，且成膜质量较高；基础溶控制在39.3%左右时，能够稳定控制磷化膜的结构，使之均匀分布。因此，在常温低渣磷化溶的制备过程中要严格控制各影响变量[3]。

3　常温低锌磷化液的研究

3.1反应原料及实验过程

常温低锌磷化溶具有反应速度快、抗腐蚀性强的优点[4]。在环境保护研究的基础上，通过对常温快速磷化溶制备方法的再研究，减少了锌元素在制备过程中的用量，提高了对环境的保护效果，是一种性能更优化的常温快速磷化溶。在实验过程中需要用到40～60g/L氧化锌溶溶、120～160ml/L磷酸溶溶、250～350g/L二水磷酸二氢纳溶溶、40～60g/L二水钼酸钠溶溶、5～10g/L六水硝酸镍溶溶、16～40g/L复合添加剂等化学试剂。制备过程：第一步，取一定量的ZnO加水搅拌成糊状再加入磷酸溶溶使其完全溶解；第二步，依次加入其他化学试剂，最后加水至1L左右即可得浓缩常温低锌磷化溶；第三步，在需要使用时，将浓缩常温低锌磷化溶加水稀释20倍左右，就可得到用于磷化反应的磷化溶。

3.2影响因素及性能测定

常温低锌磷化溶在制备过程中要严格控制游离酸度，pH值在1.5～3.5时效果最佳[5]。当pH值低于1.2时，磷化膜容易出现挂灰现象且在磷化溶的制造过程会产生大量沉渣影响环境，当pH值大于4.0时，磷化膜的耐腐蚀性能就会降低，且容易氧化变黄，不利于喷塑和涂装颜色的保持，因此要想提高常温低锌磷化溶的磷化反应质量，就要严格控制其反应环境的pH值。其次，在实验温度控制在10～40℃左右，同时适当延长磷化溶的反应时间的条件下，可以增加磷化膜的厚度并提高其抗腐蚀的能力，是提高常温低锌磷化溶磷化反应质量的另一种方法。

4　结束语

综上所述，常温快速磷化溶较之高温和中温磷化溶，克服了高能耗、易挂灰、污染大的缺点，其具有磷化温度低、时间短的优点，而且磷化膜的耐腐蚀也较高、使用寿命较长，在一定程度上促进了磷化溶工业的发展。常温低渣磷化溶和常温低锌磷化溶的研究与发展就是在常温快速磷化溶的基础上做的进一步改进。

[1] 张长岭，赵宇哲.浅谈常温快速磷化溶的制备方法及性能研究[A].第三届环渤海表面精饰发展论坛论文集[C]，2014.

[2] 徐丽丽，杭忠慧.常温快速磷化溶的使用研究及制备策略[J].合成材料材料与工程，2012，（2）.

Study of A Fast Phosphating Solution at Room Temperature

Zhang Hua

The phosphate solution is mainly used in surface treatment processes copper，aluminum and other metals and alloys，phosphate coating produced by the reaction can effectively prevent metal corrosion and loss，is an important industrial material，but ordinary phosphate liquid production and use of the process need to consume large energy，and the environment have a greater pollution，and therefore need to improve production techniques phosphate solution.

quickly at room temperature phosphating solution；formula determined；the reaction conditions

TG 156.8

A

1003-6490（2016）03-0138-01

2016-03-20

张华（1980—），男，江苏无锡人，工程师，主要从事化工工程设计工作。