纳米陶化液技术开发

水溶液中通常以水解的形式存在：硅烷水解后通过其SiOH基团与金属表面的MeOH基（M表示金属）的缩水反应而快速吸附于金属表面；一方面硅烷在金属界面上形成Si-O-Me共价键。

Si(OR)₃+H₂O----------Si(OH)+3ROH  (1)

Si(OH)+MOH-----------SiOM+ H₂O   (2)

一般来说，共价键问的作用力可达70010，硅烷与金属之间的结合是非常牢固的；另一方面，剩余的硅烷分子通过SiOH基团之间的缩聚反应在金属表面形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜。该硅烷膜在烘干过程中和后道的电泳漆或喷粉通过交联反应结合在一起，形成牢固的化学键。这样，基材、硅烷和油漆之间可以通过化学键形成稳固的膜层结构。

优点：①不含重金属和磷酸盐，废水处理简单，可以降低废水处理的成本，减轻环境污染。

②不需表调，也不需要亚硝酸盐促进剂等，药剂用量少，可加快处理速度，提高生产效率，也减少了这类化学物质的对环境污染。

③可在常温下进行，不需加温，减少能源消耗。

④一种处理液可同时处理铁、铝等材料，不需更换槽液，降低生产成本。

它是以锆盐为基础在金属表面生成一层纳米级陶瓷膜。陶化剂不含重金属、磷酸盐和任何有机挥发组分，成膜反应过程中几乎不产生沉渣，可处理铁、锌、铝、镁等多种金属。

陶化原理：

1）酸的侵蚀使金属表面H⁺浓度降低：

Fe-2e—Fe²⁺，2H⁺+2e—2[H]

2）纳米硅促进反应加速：

[Si]：ZrO₂+4[H]—[Zr]+2H₂O

式中[Si]为纳米硅，[Zr]为还原产物，纳米硅为反应活化体，加快了反应速度，进一步导致金属表面H⁺浓度急剧下降，生成的[Zr] 成为成膜晶核。

3）锆酸根的两级离解：

H₂ZrF₆+H⁺—ZrF₆^2-+2H⁺

由于表面的H⁺浓度急剧下降，导致锆酸根各级离解平衡向右移动，**终为ZrF₆^-。

4）锆酸盐沉淀结晶成膜：当表面离解出的ZrF₆^-，与溶解中的金属离子Fe²⁺达到溶度积常数Ksp时，就会形成锆酸盐沉淀。

Fe²⁺+ ZrF6^2-+H₂O — FeZrF₆+2H₂0

锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质，以[Zr]为膜晶核不断堆积，晶核继续长大成为晶粒，无数个经理堆积形成转化膜。硅烷化处理和陶化处理都可称之为无磷成膜处理，目前市场上还有其它方式的无磷成膜处理方法，这些新技术与硅烷化或陶化处理有很多相似之处，一般都含有微量甚至不含重金属和磷酸盐，不需要表调，可处理多种板材等，处理时间短，可以提高生产效率，在节能减排方面具有相当大的优势，无磷成膜技术必将成为未来钢铁表面化学转化膜的主要处理方式。

1）氧化锆转化膜所形成的陶瓷涂层完全可以取代传统的磷化膜。氧化锆转化膜的膜厚只有50 nm左右，与铬化处理膜、铁系磷化膜、锌系磷化膜相比，它的膜厚是相当薄的。低膜厚意味着膜重低，传统的磷化膜重通常为2～3 g/m²，氧化锆转化膜的膜重只有20～200 mg/m²。因供应商提供原材料的不同，氧化锆转化膜的膜重也有差别，但是总体来说，要比传统的磷化膜重相差200倍左右。经过***性能检测，氧化锆转化膜涂层能达到传统磷化膜所达到的附着力和耐腐蚀性能。

2）可在脱脂清洗或酸洗后进行处理，耐酸碱、机械性和热稳定性良好。与原有涂装工艺和涂装设备基本相容，无需进行大的设备改造。

3）槽液非常稳定且容易控制，平时生产中只需控制好温度和pH，不像锌系磷化那样，每天都要定期检测总酸、游离酸、促进剂以及锌、镍、锰的含量等许多参数，节省了大量的工艺管理费用。

4）工艺简短、流程短、成膜速率很快，一般形成完整的膜只需30 s左右，大幅降低了水消耗、废水处理、能源、人力等过程成本。另外也缩减了生产线的建设规模，**减少了生产车间的建设面积，降低了投资费用。

5）相当大程度减少了重金属的排放，降低了水的消耗量，废水、废渣排放少，所形成的渣几乎对环境没有危害，不含磷酸盐，无BOD、COD，工艺维护成本**减少。

6）质量稳定，减少了90％以上的成渣量，工艺参数完全自动控制，适合处理多种板材：冷轧板、电镀锌板、热镀锌板、锌铁合金板、铝板等混线处理，可满足高度自动化的涂装车间的需要。

美硕公司研发生产的MD-350纳米陶化剂具有技术成熟、稳定、使用寿命长等特点。MD-350纳米陶化剂是一种无磷酸盐的环保型前处理剂， 是针对目前对环境保护要求越来越严格的前处理环境下，研发的新一代环保型处理液。不含磷和重金属，符合欧盟RoHS环保指令要求，适合于钢铁、锌和铝表面处理，在处理的工件上形成从无色、金黄色、蓝色到蓝紫色陶化皮膜，能增强涂装的结合力和耐腐蚀性能，并和各种型号的涂料匹配。室温 (不需要加热)处理，适用于喷淋或浸泡处理方式。

处理的工件上形成从无色、金黄色、蓝色到蓝紫色陶化皮膜，能增强涂装的结合力和耐腐蚀性能，并和各种型号的涂料匹配。室温 (不需要加热)处理，适用于喷淋或浸泡处理方式。

MD-350纳米陶化剂适用于钢铁、锌和铝表面处理，在处理的工件上形成从无色、金黄色、蓝色到蓝紫色纳米陶瓷转化膜，增强涂装的附着力和耐腐蚀性能。

预脱脂→主脱脂→ 水洗 → 纯水洗 →皮膜（陶化） → 纯水洗 →烘干→ 后处理

1.采用浸渍式或喷淋式处理

2.处理槽材质：为不锈钢、厚壁塑料板或碳钢（内有防腐衬里）制，交换器和喷嘴应为不锈钢或尼龙制，配管和泵应为不锈钢制

3.建浴（g/l）：30-40

4.陶化点：3-8

5.工作液PH值：3.8~5.5 

6.工作温度：10℃ ~ 40℃

7.工作时间 :0.5~ 2min

1.将清水加到空槽中八成

2.加入陶化剂50-60L加入处理槽中

3.拌溶解均匀

4.补足余量水（自来水）至1000升

5.按工艺参数调整PH5.0为相当佳

1.PH值的检测方法

用PH试纸或酸度计直接检测工作液PH值

2.陶化点的检测方法

取陶化工作液10ml放入250ml锥形瓶中，加入20ml的试剂A(缓冲溶液)，加入试剂B溶液（掩蔽剂），加入3-5滴试剂C(指示剂)，在电炉上加热至80-90℃，趁热用EDTA标准液滴定，溶液由紫红色变成亮黄色为滴定终点，所消耗的EDTA标准液毫升数除以10即为陶化点(F)

以上参考配方数据都经过技术修改，*供参考，关于陶化液更多技术可以咨询我中心技术支持 0512-82190860

---------------------------------------

禾川化学   专业提供一站式配方技术服务

成分分析 配方还原 工业诊断 新技术开发

打造相当具影响力的配方服务机构

配方热线：18068018082（柏工）

---------------------------------------