无磷涂装前处理技术在汽车涂装中的应用

四川重防腐涂料/油漆总部   2012年03月24日 19:05   评论»  

无磷涂装前处理技术在汽车涂装中的应用

1前言

目前,汽车行业电泳前处理多采用锌锰镍三元系磷化处理,该处理方法由于含锌、锰、镍等重金属离子以及大量的磷,受到国家环保政策方面的巨大压力。

在使用成本方面,磷化处理过程中会产生大量的磷化渣,需要一套除渣装置与之配套,而且磷化使用温度大多为38~45°C,因此,还需要辅助加热设备及热源对磷化槽进行加热。

同时,磷化后需要大量逆流水对工件进行漂洗。在环保及使用成本方面的压力之下,一种新的环保、节能、低排放、低使用成本的电泳前处理技术成为业界研究的重点[1]。 该无磷转化处理是以锆盐类物质为主要原料对金属基材进行表面处理的过程。

与传统磷化处理相比,无磷转化处理配合无磷脱脂剂使用具有以下诸多优点:无有害重金属离子,不含磷,无需加温;转化处理过程不产生沉渣,处理时间短,控制简便;处理步骤少,可省去表调工序,槽液可重复使用;能有效提高电泳漆对基材的附着力;可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种基材。

欧美国家早已开始对金属无磷转化处理技术进行研究及生产应用,我国迫于环保方面的巨大压力,各大研究机构及生产企业也着手对无磷转化技术进行研究,并有针对性地进行生产应用。

2无磷前处理的基本原理

锆与钛是性质非常相似的元素,锆在几乎所有的自然环境中都不腐蚀[2]。锆极好的腐蚀阻力源于在其表面上所形成的连续稳定、结合牢固和具有保护性质的氧化膜层。锆的高反应活性以及与氧极强的亲和力使得其金属表面暴露于空气或潮湿环境中时,能立即形成氧化膜。

事实上,如同铬酸盐化学转化膜一样,只要环境中存在微量的氧或水(潮气),由于锆与氧有极强的亲和力,遭到破坏的氧化锆膜能够立即自我修复。 无磷转化剂以含氟锆盐为主剂,配合促进剂、调整剂,使钢铁表面溶解,析氢引起了钢铁工件与溶液界面附近pH升高,并且在促进剂的作用下,含氟锆盐溶解形成胶体。

当pH升高时,锆离子以胶体的形式沉积在工件表面,形成含锆转化膜。该转化膜具有很高的不溶解性和良好的耐腐蚀性能,并能为基材后续涂膜提供优异的附着力。无磷转化处理可用以下反应式表示: H2ZrF6+M+2H2O→ZrO2+M2++4H++6F−+H2(其中M为Fe、Zn、Al等金属)。

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