Раствор для одновременного обезжиривания и фосфатирования
Патент 1114711
Авторы
Раствор для одновременного обезжиривания и фосфатирования
Иллюстрации
Реферат
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 егок 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
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 0,002 — 0,006
0,021 — 0,042
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3563162/22 — 02 (22) 16.03.83 (46) 23.09.84. Бюл. No 35
:(72) Н. А. Бабакина, Е. Ф. Акимова, А.,П. Карасева, В. В. Парфенова, В. Г. Дорошенко, 3. А. Соколова, Ю. А. Швецов и В. A. Чумаевский (71) Научно-исследовательский институт Научно-производственного объединения "Лакокраспокрьпие" .(53) 621.794.62 (088.8) (56) 1. Патент Англии Р 1369266, кл. С 7 U, 1971.
2. Патент США Р 3579389, кл. 148 — 6.15, 1971.. (54) (57) РАСТВОР ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО
ОБЕЗЖИРИВАНИЯ И ФОСФАТИРОВАНИЯ, содержащий однозамещенный фосфат натрия, соль шестивалентного молибдена, поверхностноактивцую добавку, органическую кислоту и воду,отличающийся тем,что, с целью повышения коррозионной стойкости покрытия, адгезии е-.о. к основе и уменьше, ния пенообразования раствора, в качестве поверхностно-активной добавки раствор содер..SU„„1-1 1471 А
3(51) С 23 F 7/08 С 23 Э 5 02 жит смесь диэтаноламиновой соли 2-этилгексилового эфира алкилфосфоновой кислоты (фосфамин) с полнэтиленгликолевым эфиром . синтетических жирных спиртов, выбранных из группы ДС вЂ” 10, ДТ вЂ” 7, или сульфонолом, а в качестве органической кислоты раствор содержит виноградную или щавелевую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Однозамещенный фосфат натрия 0,6-1,3
Соль шестивалентного молибдена в пересчете на Мо "а
Диэтаноламиновая соль
2-этилгексилового эфира алкилфосфоновой кислоты (фосфамин) 0,046 — 0,095
Полиэтиленгликолевый эфир синтетических хлорных спиртов, выбранных из группы ДС вЂ” 10, ДТ-7, или сульфонол 0,0093 — 0,0190
Виноградная или щавелевая кислота
Вода
111471
0,002 — 0,006
Изобретение относится к обработке метал- лической поверхности, в частности к растворам одновременного обеэжиривания и фосфатирования. и может быть использовано в любой отрасли машиностроения при проведении 5 окрасочных работ.
Известен 1. створ для одновременного обез жиривания и фосфатирования металлической поверхности, например стали, содержащий однозамещенный фосфат натрия, окислители, повер-.10 хностно-активные вещества и сульфаминовую кислоту, как подкисляюшую добавку для поддержания величины рН при корректировке раствора. В качестве окислителей используют молибдаты аммония, нитрат натрия или нитро-15 бензол; поверхностно-активные вещества; оксиэтилированный нонилфенол с 9 — 10 молями этиленоксида на 1 моль вещества или оксиэтнлированный спирт фракции С1е — Са с
10 молями этиленоксида на 1 моль вешест- Z0 ва (11.
Недостатком такого раствора является сильное пенообразование при нанесении его на изделия методом распыления, что практически делает невозможным его применение. 25
Кроме того, отсутствие комплексообразователей, 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 ухудшение защитных свойств. лакокрасочных покрытий, наносимых на фосфатированную поверхность.
Наиболее близким к изобретению по техни35 ческой сущности и достигаемому результату является раствор для одновременного обезжиривания и фосфатнрования, содержащий однозамещенный фосфат натрия, соль шестивалентного молибдена, например молибдат аммония, 40 поверхностно-активную добавку неионогенного или амфотерного типа, этилендиаминтетрауксусную кислоту и сахар (2).
Однако покрытия, полученные из известного раствора, имеют недостаточную коррознон45 ную стойкость, а сам раствор склонен к пе. нообразованию, I
IleJtb изобретения — повышение коррозионной стойкости покрытия, адгезии его к основе и уменьшение пенообразования раствора. 50
Указанная цель достигается тем, что раствор для одновременного обезжиривани я и фосфатирования, содержащий однозамещенный фосфат натрия, соль шсстивалентного молибдена, поверхностно-активную добавку, органическую 55 кислоту и воду, в качестве поверхностно-активной добавки содержит смесь диэтаноламиновой соли 2-этичгексилового эфира алкил1 3 фосфоновой кислоты (фосфамин) с полиэтиленгликолевым эфиром синтетических жирных спиртов, выбранных иэ группы jlC — 10, ДТ-7, или сульфонолом, а в качестВе органической кислоты раствор содержит виноградную или щавелевую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Однозамешенный фосфат натрия 0,6 — 1,3
Соль шестивалентного молибдена в пересчете на Мо+а
Диэтаноламииовая соль
2- этилгексилового эфира алкилфосфоновой кислоты (фосфамин) 0,046-0,095
Полиэтнленгликолевый эфир синтетических жирных спиртов, выбранных из группы ДС-10 llT — 7, илн сульфонол 0,0093 — 0,0199
Виноградная нли щавелевая кислота 0,021 — 0,042
Вода Остальное
Фосфамин как компонент, понижающий пенообразование, использовался ранее в щелочных средах в сочетании с синтанолом
ДТ вЂ” 7, причем применение синтанола ДС вЂ” 10 и сульфонола в сочетании с фосфамином не снижало пенообразования.
В кислых средах фосфамин в сочетании с синтанолами ДТ вЂ” 7, ДС вЂ” 10 и сульфонолом снижает пенообразование, но недостаточно для того, чтобы осуществить фосфатирование методом распыления.
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 защитными 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 эфир синтетических жирных кислот (ЛТ вЂ” 7, 3C — 1О) или сульфонол.
На основе приготовленного раствора составляют композиции, добавляя фосфамин и вино.градную или щавелевую кислоту в различных соотношениях.
В табл. 1 приведены примеры раствотюв.
111471!
О е О I I I I
О О
g - m Ф
l О О О О О О О О" О
g о ! I I
О О
1 I I 1 I 1 1 1 I I
00 00 (0 Yl (5 ((Ъ (() (3 4 3 ((3
00 00 О 0 О О О О 0 Ю
О О О" О О О О О О О
О» о
v (IS
О»
lA
lA
О
О
О" (Ъ
I I 1 I о о о l) м ° (ф (ч ((i Я ю I
О О О „О
О О О О О яя45555
О О О О О О О О а О О О Я О О О О з в з з . з я з 0
1114711 р, I
)la о
©У о юФ
А
v о" о"
М col
ЧР О о" о"
g I
О
pl
Х
Ц
И ч ( н
9v н Я Щ
3 о о о" о! ю а в
3 8 8 8 о о о о! I ! ! о а = Ь 8 Ь» о 3 о о о о о о о
3 ф ! ! ! !
М С ) < 3 о о" о" о о
8 8» Ф 8 4 Ф 8. )
С ), О ) < 3 1О о о
111471
Пример. Образцы из холоднокатаной стали 0,8 КП, электро- (э.о.с.) и горячеоцинкованной (г.о.с.) стали обрабатывают методом распыления на лабораторной струйной установке при 60 С и под давлением 1,2 атм в тече- 5 ние 5 мин приготовленными композициями.
На эафосфатированные образцы наносят. грунт ГФ вЂ” 017, сушат при 125оС в течение
- 30 мин, затем наносят эмаль МЛ-197 и сушат при 100 C 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 1 до 3 — коррозия после сушки фосфатных слоев соответственно от значигельной до минимальной с плохой адгеэией покрьпия (стнрающееся покрытие); балл 4 — отсутствие коррозии после
l 8
I 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).
Защитные свойства фосфатных слоев в сочетании с лакокрасочным покрытием определяют по методу Маху, прочность при ударении по ГОСТ 4675 — 73, адгезию — методом рею,етчатых надрезов по ГОСТ 15140 — 78, эластичность — по ОСТ 6 — 10 — 411 — 77.
В табл. 2 приведены пенообразующая способность растворов и свойства фосфатных пленок.
В табл. 3 даны свойства покрытий.
)11471) . ф»
3 5
63 о м б ь„ооа с3 "1 Ф «3 Ь" rf 3 Ь ю о Ф
«3 «3 Ь
О И„О„
t 3Ч
3--„Ь Г-.
О «3 Ь
«3 а
ЬСЧ% t»мъ t «33 %
СО Ь 3ОЬ Î t-ЬО а а
«3 3- О
3»" Ь
Ю ооt„ оо ь а „
<3 3 Ь оo î
t-" о Ф ФФ Ф ФrP rl ИW аида аа д ааа ваа Ф
3"": „ ":
I Ц«33- Ц«3 V 3 Vit «.3«3 3- Vit @it О« 33
op
Я о
d3 Ж 3., сб Д о ж 3= >, 33
33 d3 о
OS
Д v
3О, 5 о
2,3
333О Д
CI3 и Ф R
Ь о °
Д о
О
3О 3
Я м
Б и
К, j о
Ж
3О
K
3 в О и о
3О
«3
1 I 1 ,.1
g I
g жо>, I
О «3
8 и 13
>ъ 0ю о1 О.
v1
l у 1 5 33
31 3 .= и х1
31
33 1 о 333 33 3=
3О
3: 3333 О.4
Я „
3. 33
63 о И о ж И
g o
Й
6 3«3
Рь 3g о
Е О3О ЕО
Ж 33 о ж 3 аЗ Е
1114711
Я
Ф5
9 )4. Г
oq,î w oq e-„- ao o- oo o aocx оо«oooo„ осч вел ОСЧО п О аСЧ" О %CO OerlO СЧ О ОО а О о О
$I m h
«1 6 1В 1----)
Ц м а оо ч1,» а
Oooo в оoo . о оооо
ao" в о оо а" î оо оаюи иав ааа ааа ааа аиа ааамъаа ива
2 х
Й
Й":
v m t б m r v m r v m б л r» v ri c v m и в r v л -
В о а д I
Й Ii о > Аа ц » °
О« о о
МЪ
Щ о
3 ) И o"
« I
И о
31 ц I
КI о1 о о ь ь
3 ce
O (щ «
ЖаЙ ж оо о 0 1„о е о оо" о o" ooo а о г-"о о й.
« (5E
Я Ф ю,„о g и 8 Ч Ф С4 С Ф CV % & « ° A м « « « - СЧ < 3
ООа ааО РОО ООО с ъ (4 с ) с ) м а а а а и а
ООО OOO а аО ааа ааа е (пег
ООа
Ф 3 С 4 да Оаа ааеп аале ааа ааа О аа
1":" 1": 1" "" 1":": 1 " "":
06) ч . 0 4 0 ) ° 0A 054 054 0 0 бЪ -
"Ъ Ъ О - ОЧ
oomph ооа Г соаа Оц О ОСпо ОО" О О В оо о о
1114711 и
Д о
>ф о
ООО ааа
ООа
In In
Й
I а
I
С ) . I
Д I
g1 ) I оа I
3С
М о
Я
И
Й о
hC х
О в î
I М э
О а
О О
)ф о й1
Ь
F4 g о
0ю о о ф ЮЭ иЙ а И ИI а И И а оа в оаэи ooо oaо oaa oaa oaо Оовоо
«4 «Ф 4 I I 1 « I ч я ф «1 ° е 3 ° ° т ° ° « «4 ° < ° и «4 С 4
ООО ООО ООО ООО ООО ООгОО О аиииии ааааа аиии lnиаиtna ааа ааи ааи ааи аиа иаа ааа ааааа < фоофоофоо оофooфоофoo 4ooôоо
0 6 4 0 Ch 4 0 Ch 4 0 67 4 0 б) 4 0 > 4 0 и 4 0 б) 4 0 P) 4
11 18
Составитель Г. Ногинская
Техред Т. Маточка Корректор И. Муска
Редактор С. Пекарь
Заказ 6737/18 Тираж 899 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4
17 11147
Анализ приведенных в табл. 2 и 3 данных показывает, что предлагаемый раствор превосходит известный по пенообразованню, качеству фосфатных покрытий, по защитным и физи. ко-механическим свойствам лакокрасочных покрьгтий в сочетании с фосфатными слоями.
При конце .трациях фосфамина и комплексообразующих кислот, меньших минимального значения (примеры 3 и 8), пенообразующая способность растворов еще велика и работа 10 иа распылительной установке затруднена. Кроме того, защитные свойства покрытий невысоки.
Увеличение концентраций фосфамина и комплексообразующих кислот выше макси- 15 мальных предлагаемых (примеры 7 и 12) не приводит к дальнейшему улучшению свойств, лишь увеличивает стоимость подготовки по1 верхности из-эа повышенного расхода химикатов.
За базовый образец приняты композиции для аморфного фосфатирования КФА — 1, КФА — 2, требующие предварительного обезжиривания поверхности (составов для одновременного обеэжирнвания и аморфного фосфатирования в отечественной промышленности нет), Технические преимущества предлагаемой композиции по сравнению с базовым образцом заключаются в уменьшении числа опера1 ций подготовки поверхности под окраску, что позволяет сократить время, т. е. увеличить производительность труда. Кроме того, сокращают производственные площади, меньШе расходуют химикатов, воды, электроэнергии.