一种一步法钢材钝化脱脂剂及其制备方法与流程

本发明属于金属表面处理，具体涉及一种一步法钢材钝化脱脂剂及其制备方法。

背景技术：

1、钢材在喷涂、电泳、电镀等涂装加工前，需要先去除表面的轧制油、防锈油、灰尘等油污，并进行钝化处理形成转化膜，以提升涂层附着力和基体耐腐蚀性能。传统前处理工艺分为两步：先采用碱性药剂脱脂，再酸洗钝化，工艺流程长、能耗高，且酸洗过程容易产生过腐蚀和酸雾污染。

2、市场上也出现了一步法前处理产品，多将除油、除锈、磷化、钝化合并为酸性四合一体系，依赖高浓度磷酸等强酸实现除锈与成膜，对基体腐蚀作用较强，容易出现过腐蚀和氢脆风险，处理液含酸，废水处理成本较高。而现有碱性体系的一步法脱脂钝化产品普遍存在脱脂不彻底、钝化膜不均匀、耐腐蚀性不足等问题，难以满足高端涂装前处理的质量要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种一步法钢材钝化脱脂剂及其制备方法，使脱脂与钝化能够在同一槽液、同一工序中完成，简化涂装前处理工艺流程，并改善脱脂效果与钝化膜质量。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种一步法钢材钝化脱脂剂，该脱脂剂按照质量份数计，由无机碱、络合剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、钝化成膜剂、缓蚀剂、消泡剂和去离子水组成，各组分的质量份数分别为：无机碱6～15份、络合剂3～8份、非离子表面活性剂2～7份、阴离子表面活性剂1～4份、钝化成膜剂2～6份、缓蚀剂0.2～1份、消泡剂0.1～0.5份，余量为去离子水。

3、在一种实施方式中，上述无机碱为碳酸钠与偏硅酸钠的混合物，两者按2:1的质量比混合。

4、在一种实施方式中，上述络合剂为柠檬酸钠与乙二胺四乙酸二钠的混合物，两者按3:1的质量比混合。

5、在一种实施方式中，上述钝化成膜剂为钼酸钠与磷酸二氢锌的混合物，两者按2:1的质量比混合。

6、在一种实施方式中，上述非离子表面活性剂为aeo-9与op-10的混合物，两者按3:1的质量比混合，阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

7、在一种实施方式中，上述缓蚀剂为苯并三氮唑。

8、在一种实施方式中，上述消泡剂为聚醚消泡剂。

9、本发明的另一目的在于提供上述一步法钢材钝化脱脂剂的制备方法，包括以下步骤：先向反应釜中加入配方量的去离子水并升温至40～50℃，再加入无机碱和络合剂，搅拌20～30min至完全溶解；随后依次加入非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、钝化成膜剂和缓蚀剂，搅拌25～35min使体系均匀；最后加入消泡剂，搅拌5～10min，冷却至室温后过滤出料。

10、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：第一，针对脱脂不彻底的问题，本发明通过非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的复配，利用其乳化、分散和渗透作用去除油污。经测试，在5%工作液、50℃、浸泡10min的处理条件下，实施例1和实施例2对轧制油、防锈油的脱脂率分别达到99.6%和99.8%，高于对比例的99.2%，处理后表面无残留油斑；上述脱脂率数据基于材料记载的测试条件取得。第二，针对钝化膜不均匀、耐腐蚀性不足的问题，本发明通过钼系成膜剂与磷系成膜剂协同作用，能够在钢材表面形成均匀致密的蓝灰色钝化膜，膜厚设计目标为1～3μm；经测试，在上述相同处理条件下，实施例1和实施例2的中性盐雾无锈时间分别为76h和84h，高于对比例的48h，涂层附着力（划格法）实施例均为0级、对比例为1级，耐腐蚀性能与涂层附着力得到改善；上述盐雾及附着力数据基于材料记载的测试条件取得。第三，针对传统两步法流程长、能耗高的问题，本发明将脱脂与钝化在同一工序中同步完成，能够替代传统多步工艺，有利于缩短处理时间，设计目标为缩短50%以上，并可减少设备投入和废水排放。第四，本发明槽液稳定性好，能够连续循环使用，缓蚀剂的加入有利于抑制基体腐蚀，处理过程中能够避免过腐蚀和氢脆现象。

1.一种一步法钢材钝化脱脂剂，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：无机碱6～15份、络合剂3～8份、非离子表面活性剂2～7份、阴离子表面活性剂1～4份、钝化成膜剂2～6份、缓蚀剂0.2～1份、消泡剂0.1～0.5份、去离子水余量。

2.根据权利要求1所述的一步法钢材钝化脱脂剂，其特征在于，所述无机碱为碳酸钠与偏硅酸钠的混合物，质量比为2:1。

3.根据权利要求1所述的一步法钢材钝化脱脂剂，其特征在于，所述络合剂为柠檬酸钠与乙二胺四乙酸二钠的混合物，质量比为3:1。

4.根据权利要求1所述的一步法钢材钝化脱脂剂，其特征在于，所述钝化成膜剂为钼酸钠与磷酸二氢锌的混合物，质量比为2:1。

5.根据权利要求1所述的一步法钢材钝化脱脂剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为aeo-9与op-10的混合物，质量比为3:1；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

6.根据权利要求1所述的一步法钢材钝化脱脂剂，其特征在于，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

7.根据权利要求1所述的一步法钢材钝化脱脂剂，其特征在于，所述消泡剂为聚醚消泡剂。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的一步法钢材钝化脱脂剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向反应釜中加入配方量的去离子水，升温至40～50℃；加入无机碱、络合剂，搅拌20～30min至完全溶解；依次加入非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、钝化成膜剂、缓蚀剂，搅拌25～35min；加入消泡剂，搅拌5～10min，冷却至室温，过滤出料。