一种金属表面防锈处理剂及其使用方法

2026-08-12 18:37:46

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　　本发明针对传统磷化膜易剥落、腐蚀性强、污染环境等问题，提出以植酸及植酸盐为原料的新型防锈处理剂。通过植酸与金属离子反应形成致密无结晶水的黑灰色保护膜，兼具强抗氧化性、高结合力与环保特性，可循环使用且无需严格工艺控制。处理剂适用于金属表面成膜、除锈及发黑处理，显著提升漆层附着力与耐蚀性能。

　　钢铁及其各种合金一般用酸式磷酸盐为表面防锈处理剂对表面进行处理，以形成有一定防锈、耐蚀作用的磷化膜，但该膜结晶较为粗糙且含有结晶水，与本体结合性差，易发生脆性剥落，一段时间后就会发生锈蚀，该膜与漆层结合性差，漆易剥落，而且进行膜化处理时，处理剂的浓底、浓度、处理时间必须严格控制，否则会对本体造成腐蚀，影响本体的机械性能。另外，该处理剂具腐蚀性，对生产及使用的设备、环境要求较高，废液会产生环境污染问题，成品的运输、贮存条件也要求较高。

　　本发明的目的在于提供一种成膜性好、防锈性强，使用方便、无腐蚀性的金属表面防锈处理剂，以及使用该处理剂对金属表面进行各种处理的方法。

　　本发明的金属表面防锈处理剂主要由植酸、植酸盐、溶剂组成，其中各组份重量百分比为植酸0.5％～10％，植酸盐0.05％～3％，余量为溶剂。经试验证明，当植酸溶液中含有微量金属离子时，可对金属表面产生较强的膜化作用，会在金属表面形成一层致密、均匀、坚硬且不含结晶水的黑灰色保护膜，该膜与本体有较好的结合性，有较强的抗氧化能力，且该处理剂无腐蚀性，可循环使用，不会造成环境污染问题，从而实现本发明的目的。

　　上述植酸含量较佳为1％～4％，最佳为4％；上述植酸盐一般为植酸钙、植酸锌、植酸铜、植酸锰、植酸钛、植酸钒、植酸铬、植酸锗、植酸镍等中的一种或数种，其中以植酸钙、植酸锌、植酸锰较为常用，植酸盐的加入量较佳范围为0.1％～1％。

　　上述溶剂一般采用水溶液，最好是无离子水，如蒸溜水，或用自来水先后经阴、阳离子交换处理得到。

　　使用上述处理剂可对金属表面作各种防锈处理，其方法具体如下1、金属表面成膜作底漆。将金属件经常规表面处理后，用本处理剂进行处理，成膜后取出，对金属件进行表面调节处理，之后烘干、喷漆即可。上述处理过程可在室温下进行，如需加快处理时间，则可根据需要适当加温，以55℃～75℃为佳。本处理方法中处理剂的植酸盐采用植酸钙或植酸锌为佳。采用本方法处理后，金属喷漆层与底漆层结合牢固，不易脱落，使用寿命长，且由于底漆成膜层严密、均匀，喷漆层表面光洁度高，适合作为高级轿车，家具、家电的底漆处理。

　　2、金属表面除锈防锈处理将已锈蚀的金属件经去油、水洗预处理后，用本处理剂进行处理，成膜后取出，对金属件进行表面调节处理，经封闭处理干燥后即可。上述处理过程可在室温下进行(0℃以上)，如需加快处理时间，则可根据需要适当加温，加温一般以70℃～85℃为佳，本处理方法中，处理剂的植酸盐采用植酸锌、植酸钙、植酸锰为佳。

　　3、金属表面发黑处理将金属件经去油、抛光等前处理后，用本处理剂进行处理，成膜发黑后取出，对金属件进行表面调节处理，经干燥、表面封闭处理后即可。上述处理过程可在室温下进行(0℃以上)，如需加快处理时间，则可根据需要适当加温，加温一般以75℃～100℃为佳。本处理方法中，处理剂的植酸盐为植酸锰为较佳，其成膜硬度较高，适合于工具类产品的表面发黑处理。

　　另外，为了便于贮存、运输，本发明的处理剂可做成浓缩型，具体使用时再由用户根据使用说明稀释成正常使用比例。

　　本发明经试验测试证明，金属表面成膜致密、均匀、坚硬，厚度适中，与本体结合牢固，不含结晶水，因此具有较高的强度，较好的抗氧化性，使用寿命长，表面光洁度好，抗腐蚀性强，广泛适用于汽车，机械、电器等各行业的金属表面防锈处理。且处理剂无腐蚀性、对生产、使用的设备、环境要求低，生产、使用操作方便，运输、贮存方便；处理剂可循环使用，废液处理简易，不会产生环境污染的问题，具有较好的社会效益和经济效益。

　　实施例1将988.5克的蒸馏水量于溶器中，将0.5克植酸钙和10克植酸(浓度50％)倒入溶剂中，搅拌至植酸钙全部溶解，再倒入1克酒石酸搅拌均匀，则制成1000克处理剂，其组分重量百分比为植酸0.5％、植酸钙0.05％，酒石酸0.1％。

　　作防锈蚀实验将低碳钢、中碳钢、高碳钢、铁铬合金钢材料的钢片各一块放入处理剂中在室温下(25℃)钢片表面出现一些气泡，反应较为强烈，当加温到50℃出现较多气泡，当温度到70℃有大量气泡产生，反应激烈，15分钟后形成一片黑色膜，取出各钢片后放入石灰溶液中进行表面调节处理，主要起去除金属表面氢离子的作用，取出后再放入润滑油中煮10分钟进行封闭处理，取出后干燥，经测试膜厚10um左右；将各钢片分别放入有腐蚀性的硫酸铜混合试液中，结果低碳钢钢片3.5分钟、中碳钢钢片4分钟、高碳钢钢片15分钟、铁铬合金钢钢片1个小时试液不起浊，大大超过国家标准，防锈力比同类材质的磷化膜强得多。

　　实施例2参照例1配制方法，配制出含植酸锌的处理剂1000克，其组分重量百分比为植酸1％、植酸锌0.1％、酒石酸0.3％。

　　实施例3参照例1配制方法，配制含植酸锰处理剂，其组分重量百分比为植酸2％、植酸锰0.5％，酒石酸0.5％。

　　作防锈实验试验条件同例1，结果测试膜厚3um，膜坚硬，用铜划针无划痕。将各种表面成膜的钢片放入硫酸铜混合试液中，结果低碳钢钢片4分钟、中碳钢钢片5.5分钟、高碳钢钢片40分钟、铁铬合金钢钢片3个小时试液不起浊。

　　实施例4参照上述几例方法配制三种分别含植酸钙、锌、锰的溶液，其中植酸含量都为4％，植酸盐都为0.8％，酒石酸0.6％。分别用三种溶液浸泡生锈的中碳钢片，当温度为70℃时，锌液2～3分钟、钙液5分钟、锰液7分钟将锈全部去除。

　　再取其中植酸锌处理剂，对各种钢片作成膜处理，之后作耐蚀试验，结果，低碳钢片5分钟、中碳钢钢片6分钟、高碳钢钢片30分钟，铁铬合金钢钢片3个小时试液不起浊。

　　实施例5参照例1配制含植酸锌处理剂1000克，其组分重量百分比为植酸7％、植酸锌1％、酒石酸0.8％。

　　对各种钢片作成膜处理，之后作耐蚀试验，结果，低碳钢片3分钟、中碳钢钢片5分钟、高碳钢钢片30分钟、铁铬合金钢钢片2个小时试液不混浊。

　　作涂料试验将一钢片经成膜处理，之后喷漆、烘干，经螺旋划痕试验，无划痕、清色，粘着力优秀；经冲击力试验，冲击深处粘着良好，证明钢片表面的膜层与漆层有良好的结合力。

　　1.一种金属表面防锈处理剂，其特征在于由植酸、植酸盐、溶剂组成，其中各组分重量百分比为植酸0.5％～1％、植酸盐0.05％～3％，余量为溶剂。

　　2.根据权利要求1所述的金属表面防锈处理剂，其特征在于上述植酸含量较佳范围为1％～4％。

　　3.根据权利要求1所述的金属表面防锈处理剂，其特征在于上述植酸盐为植酸钙、植酸锌、植酸铜、植酸锰、植酸钛、植酸钒、植酸铬、植酸锗、植酸镍中的一种或华体会数种，加入量较佳范围为0.1％～1％。

　　4.根据权利要求1所述的金属表面防锈处理剂，其特征在于上述溶剂为水溶液，最好是无离子水溶液。

　　5.根据权利要求1所述的金属表面防锈处理剂，其特征在于还加入有酒石酸，加入量为0.1％～1％。

　　6.使用上述处理剂进行金属表面防锈处理的方法，其特征在于用作金属表面成膜作底漆将金属件经常规表面处理后，用本处理剂进行处理，成膜取出，对金属件进行表面调节处理，之后烘干、喷漆即可。

　　7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于处理过程在55℃～75℃进行为佳。

　　8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于处理剂中的植酸盐为植酸钙、植酸锌。

　　9.使用上述处理剂进行金属表面防锈处理的方法，其特征在于用作金属表面除锈防锈处理将已锈蚀的金属件经去油、水洗预处理后，用本处理剂进行处理，成膜后取出，对金属件进行表面调节处理，经封闭处理、干燥后即可。

　　10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于处理过程在55℃～75℃进行为佳。

　　11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于处理剂中的植酸盐为植酸钙、植酸锌、植酸锰。

　　12.使用上述处理剂进行金属表面防锈处理的方法，其特征在于用作金属表面发黑处理将金属件经去油、抛光等前处理后，用本处理剂进行处理，成膜发黑后取出，对金属件进行表面调节处理，经表面封闭处理、干燥后即可。

　　13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于处理过程在75℃～100℃进行为佳。

　　15.根据权利要求6或9或12所述的方法，其特征在于金属件浸入石灰溶液中进行表面调节处理。

　　一种金属表面防锈处理剂及其使用方法。本发明由植酸、植酸盐、溶剂组成，经试验证明，当植酸中含有微量金属离子时，可对金属表面产生较强的膜化作用形成保护膜，该膜严密、均匀、坚硬，与本体结合性强，不含结晶水，因此强度大，抗氧化性强，耐腐蚀性好，与外层漆层结合性好，广泛适用于汽车、机械、电器等行业中金属表面的防锈处理，且该处理剂无腐蚀性，不会产生环境污染的问题，具有良好的社会效益和经济效益。

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