Раствор для одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования

 

Изобретение относится к области защиты черных и цветных металлов от коррозии, в частности к одновременной очистке и фосфатированию металлических изделий перед нанесением лакокрасочных покрытий. Раствор содержит, мас.%: однозамещенный фосфат щелочного металла или аммония в пересчете на фосфат-ион 0,30-1,98; соль гидроксиламина в пересчете на гидроксиламин 0,03-0,50 и/или соль шестивалентного молибдена в пересчете на шестивалентный молибден 0,002-0,015; одно или несколько поверхностно-активных веществ неионогенного типа, выбранных из группы, включающей неонол АФ 9-6, неонол АФ 9-12, пропанол Б-400, эстефат 383, синтанол ДС-10, синтанол ОС-20 0,01-0,15, органическую кислоту - 0,012-0,05, вода - остальное. Применение раствора позволяет увеличить адгезию покрытия к основе, повысить коррозионную стойкость покрытия и его стойкость к воздействию низких температур, а также повысить моющие свойства раствора, его стабильность и длительность в работе. 4 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области защиты черных и цветных металлов от коррозии, в частности к одновременной очистке и фосфатированию металлических изделий перед нанесением лакокрасочных покрытий.

Из уровня техники известна композиция для получения фосфатных конверсионных покрытий, включающая простые и комплексные фториды, хелатообразователи для железа, фосфат-ионы, источники гидроксиламина и окисляющего компонента. Указанная композиция обеспечивает получение достаточно качественных покрытий, однако, присутствие в ней фторид-ионов в отдельных случаях приводит к точечной коррозии поверхности. Кроме того, присутствие фторид-ионов повышает токсичность композиции (cм. RU 2123066 С1, МПК6 С 23 С 22/36, опубл. 10.12.1998).

Наиболее близким техническим решением является раствор для одновременного обезжиривания и фосфатирования металлов, содержащий, маc.%: однозамещенный фосфат натрия 0,6 - 1,3; соль шестивалентного молибдена в пересчете на металл 0,002 - 0,006; фосфамин 0,046 - 0,095; полиэтиленгликолевый эфир синтетических жирных спиртов 0,0093 - 0,019; виноградная или щавелевая кислота 0,021 - 0,042; вода - остальное.

Раствор не обладает достаточными стабильностью и моющим действием.

Покрытия, полученные из этого раствора, имеют недостаточно высокую адгезию и коррозионную стойкость, кроме того, покрытия не обладают достаточной холодоустойчивостью и не могут быть использованы в районах с холодным климатом (cм. SU 1114711 А, МПК 6 С 23 С 22/07, опубл. 23.09.1984).

Задачей изобретения является повышение качества изделий и эксплуатационных характеристик раствора.

Техническим результатом является увеличение адгезии покрытия к основе, повышение коррозионной стойкости покрытия и его стойкости к воздействию низких температур, а также повышение моющих свойств раствора, его стабильности и длительности работы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что раствор для одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования, включающий источник фосфат-ионов, ускоритель, поверхностно-активную добавку, органическую кислоту и воду, согласно изобретению в качестве источника фосфат-ионов содержит однозамещенный фосфат щелочного металла или аммония, в качестве ускорителя содержит соль гидроксиламина и/или молибденовой кислоты, в качестве поверхностно-активной добавки - одно или несколько поверхностно-активных веществ неионогенного типа, выбранных из группы, включающей неонол АФ 9-6, неонол АФ 9-12, пропанол Б-400, эстефат 383, синтанол ДС-10, синтанол ОС-20, а в качестве органической кислоты раствор содержит кислоту, выбранную из группы, включающей винную, лимонную и янтарную кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Однозамещенный фосфат щелочного металла или аммония в пересчете на фосфат-ион - 0,30-1,98 Соль гидроксиламина в пересчете на гидроксиламин - 0,03-0,50 и/или соль шестивалентного молибдена в пересчете на шестивалентный молибден - 0,002-0,015 Одно или несколько поверхностно-активных веществ неионогенного типа, выбранных из группы, включающей: неонол АФ 9-6, неонол АФ 9-12, пропанол Б-400, эстефат 383, синтанол ДС-10, синтанол ОС-20 - 0,01-0,15 Органическая кислота, выбранная из группы, включающей винную, лимонную, янтарную кислоты - 0,012-0,05 Вода - Остальное При этом максимальный технический результат достигается при соотношении шестивалентного молибдена и фосфат-ионов 1:(150-220), гидроксиламина и фосфат-ионов 1:(5-25), органической кислоты и фосфат-ионов 1:(18-35), поверхностно-активной добавки и фосфат-ионов 1:(5-40).

Раствор для одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования предпочтительно следует готовить в виде фосфатирующего концентрата с последующим разбавлением его водой. Компоненты растворяют в воде в следующей последовательности: смешивают ортофосфорную кислоту с гидроксидом или карбонатом щелочного металла или аммония, затем добавляют органическую кислоту, поверхностно-активную добавку и ускоритель, в качестве которого добавляют сульфат, или хлорид, или иную соль гидроксиламина, и/или молибдат аммония, или щелочного металла. В процессе работы необходимо поддерживать рН раствора в пределах 3,9-5,2.

Предложенные поверхностно-активные вещества представляют собой следующие соединения.

Неонолы АФ 9-6, АФ 9-12 - оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена - представляют собой техническую смесь полигликолевых эфиров моноалкилфенолов состава RС₆Н₄O(С₂Н₄O)_nН, где R - разветвленный алкильный радикал; n - количество молей окиси этилена, приходящихся на 1 моль алкилфенолов - степень оксиэтилирования, составляющая 6 и 12 соответственно;
пропанол Б-400 - смесь монобутиловых эфиров полипропиленгликоля
С₄Н₉O(С₃Н₆О)_mН, где m = 75 ± 5;
эстефат 383 - моно (2-гидроксиэтил) аммоний 2-этилгексилалканфосфонат
С_nH_2n+1PO(OC₈H₁₇)OHNH₂CH₂СН₂ОН;
синтанолы ДС-10 и ОС-20 представляют собой полиэтиленгликолевые эфиры синтетических жирных спиртов общей формулы:
C_nH_2n+1O(CH₂CH₂O)_mH,
где для ДС-10 n=10-18, m=8-10;
для ОС-20 n=14-18, m=20.

Предложенная поверхностно-активная добавка по сравнению с добавкой, применяемой в растворе для одновременного обезжиривания и фосфатирования по наиболее близкому аналогу, обладает большей стабильностью в водном растворе, не приводит к расслаиванию раствора при его хранении и эксплуатации и позволяют повысить маслоемкость раствора до 20 г/л.

Изобретение может быть проиллюстрировано примерами, представленными в табл. 1, 2.

В табл. 1, 2 приведены сведения для аморфных фосфатных покрытий, нанесенных на изделия из холоднокатанной стали 08 кп с последующим напылением слоя порошкового эпоксиполиэфирного лакокрасочного материала толщиной 60 - 80 мкм и его оплавлением. Фосфатное покрытие наносили методом погружения (табл. 1) или методом распыления (табл. 2). Длительность обработки методом погружения составляла 5 минут, а методом распыления - 3 минуты.

Защитную способность фосфатных покрытий оценивали согласно ГОСТ 9.302-88 - ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические, методы контроля. Устойчивость фосфатного покрытия в сочетании с лакокрасочным покрытием к распространению коррозии от надреза оценивали после 600 час испытаний согласно ГОСТ 9.401-88 -ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные изделий, предназначенных для эксплуатации в районах с тропическим климатом. Общие требования и методы ускоренных испытаний. Моющую способность растворов оценивали согласно ТУ 6-23-83-97 - Композиция моющая КМ-17. Технические условия. Стойкость покрытия к воздействию низких температур определяли согласно ГОСТ 9.404-81 - Покрытия лакокрасочные изделий, предназначенных для эксплуатации в районах с холодным климатом.

Анализ приведенных в таблицах 1 и 2 данных показывает, что фосфатное покрытие из предложенного раствора обезжиривания и аморфного фосфатирования обладает преимуществом по сравнению с покрытием, полученным из раствора по наиболее близкому аналогу.

Предложенный раствор обезжиривания и аморфного фосфатирования стабилен в работе, при эксплуатации образует мало пены, позволяет эффективно очищать металлическую поверхность с образованием на ней коррозионностойкой холодоустойчивой аморфной фосфатной пленки, что дает возможность эффективно применять его в различных областях техники.

Формула изобретения

1. Раствор для одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования, включающий источник фосфат-ионов, ускоритель, поверхностно-активную добавку, органическую кислоту и воду, отличающийся тем, что он в качестве источника фосфат-ионов содержит однозамещенный фосфат щелочного металла или аммония, в качестве ускорителя - соль гидроксиламина и/или молибденовой кислоты, в качестве поверхностно-активной добавки - одно или несколько поверхностно-активных веществ неионогенного типа, выбранных из группы, включающей неонол АФ 9-6, неонол АФ 9-12, пропанол Б-400, эстефат 383, синтанол ДС-10, синтанол ОС-20, а в качестве органической кислоты раствор содержит кислоту, выбранную из группы, включающей винную, лимонную и янтарную кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Однозамещенный фосфат щелочного металла или аммония в пересчете на фосфат-ион - 0,30-1,98
Соль гидроксиламина в пересчете на гидроксиламин - 0,03-0,50
и/или соль шестивалентного молибдена в пересчете на шестивалентный молибден - 0,002-0,015
Одно или несколько поверхностно-активных веществ неионогенного типа, выбранных из группы, включающей неонол АФ 9-6, неонол АФ 9-12, пропанол Б-400, эстефат 383, синтанол ДС-100, синтанол ОС-20 - 0,01-0,15
Органическая кислота, выбранная из группы, включающей винную, лимонную, янтарную кислоты - 0,012-0,05
Вода - Остальное
2. Раствор по п. 1, отличающийся тем, что соотношение шестивалентного молибдена и фосфат-ионов составляет 1: (150-220).

3. Раствор по п. 1, отличающийся тем, что соотношение гидроксиламина и фосфат-ионов составляет 1: (5-25).

4. Раствор по п. 1, отличающийся тем, что соотношение органической кислоты и фосфат-ионов составляет 1: (18-35).

5. Раствор по п. 1, отличающийся тем, что соотношение поверхностно-активной добавки и фосфат-инов составляет 1: (5-40).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2