Раствор для холодного фосфатирования стальных образцов

(51) 23 22/13 (2006.01) 23 22/84 (2006.01) 23 22/34 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ изделий для повышения е прочности и адгезии перед нанесением защитных лакокрасочных покрытий и может быть использовано в различных отраслях приборо- и машиностроении. Раствор для холодного фосфатирования стальных образцов содержит соль Мажеф, нитрат цинка, фторид натрия, лигносульфонат натрия при следующих соотношениях компонентов, вес. ч соль Мажеф 25-30 нитрат цинка - 35-40 фторид натрия - 5-10 лигносульфонат натрия - 0,01-0,1 вода - 1000. Раствор позволяет получать фосфатные покрытия с высокими защитными свойствами при температуре 20-30 С, характеризуется низкой себестоимостью за счет использования доступного в промышленном объме сырья.(72) Стацюк Вадим Николаевич Фогель Лидия Алексеевна Малахов Виталий Андреевич Журинов Мурат Журинович(73) Акционерное общество Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского(54) РАСТВОР ДЛЯ ХОЛОДНОГО ФОСФАТИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ(57) Изобретение относится к средству антикоррозионной защиты поверхности стальных Изобретение относится к средству антикоррозионной защиты поверхности стальных изделий для повышения е прочности и адгезии перед нанесением защитных лакокрасочных покрытий и может быть использовано в различных отраслях приборо- и машиностроения. Известен состав Мясникова Т.В. и др. Патент 1723195 А 1, опубл. 30.03.92., содержащий соль Мажеф, нитрат цинка, фторид натрия, карбонат натрия, поверхностно-активное вещество С 7-С 10,перфторалкансульфонат натрия, калия, марганца или цинка при следующем соотношении компонентов, г/л соль Мажеф - 30-40 нитрат цинка - 50-70 фторид натрия - 0,005-0,007 карбонат натрия - 0,08-0,1 перфторалкансульфонат натрия, калия, марганца или цинка - 0,008-0,1. Обработку поверхности металлов осуществляют при 55-65 С в течение 5-8 мин. в растворе, содержащем приведенный выше состав,после чего осуществляют промывку в растворе перфторалкансульфоната натрия, калия, марганца или цинка с концентрацией 0,15-0,2 г/л при 40-50 С при напряжении 100 В в течение 2 мин. с последующей сушкой при 180 С в течение 1 часа. Преимуществом данного состава является улучшение эксплуатационных характеристик лакокрасочных покрытий путем использования в растворе для фосфатирования и в растворе для промывки поверхностно-активного вещества перфторалкансульфоната натрия, калия, марганца или цинка. Недостатками этого состава являются повышенная температура при проведении процесса фосфатирования, сложность процесса промывки полученного покрытия и невысокая коррозионная стойкость покрытия, составляющая 3/25 мин. (по методу Акимова, ГОСТ 9.302-79). Наиболее близким к предполагаемому техническому решению по совокупности признаков является состав Федосов С.В., Румянцева В.Е.,Щепочкина Ю.А., Балмасов А.В., Румянцева К.Е.,Семенов В.Е. Патент РФ 2370569 опубл. 20.10.2009., содержащий г/лсоль Мажеф 30-40,нитрат цинка 50-60, нитрит натрия 3-4, сахарин 1-2,нитрилотриуксусная кислота(НТУК) 5-7,поверхностно-активное вещество препарат ОС-20 или синтанол ДС-10 5-7. Предлагаемый состав обеспечивает формирование на поверхности стальной арматуры мелкокристаллической пленки при температуре 20-60 С и повышение ее защитных свойств. Недостатками известного состава являются невысокая коррозионная стойкость покрытия, связанная с изменениемраствора при эксплуатации из-за содержания активатора процесса нитрита натрия, что ухудшает защитные свойства и структуру образующейся фосфатной пленки и высокая стоимость, обусловленная большим количеством исходных компонентов. Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение защитных свойств низкотемпературного фосфатного покрытия за счет совместного использования фторида натрия,повышающего буферную емкость и предотвращающего изменение при эксплуатации, а также природного полимерного поверхностно-активного вещества лигносульфоната натрия удешевление фосфатного покрытия, за счет уменьшения количества исходных компонентов и использования доступного в промышленном объеме сырья. Поставленная техническая задача достигается тем, что в составе, содержащем соль Мажеф, в качестве активатора процесса используется нитрат цинка и фторид натрия, а в качестве полимерного поверхностно-активного вещества - лигносульфонат натрия при следующих соотношениях компонентов,вес.ч. соль Мажеф - 25-30 нитрат цинка (О 3)2 6 Н 2 О - 35-40 фторид натрия- 5-10 лигносульфонат натрия(Л) 0,01-0,1 вода - 1000. Основное отличие нового состава от известного заключается в том, что в качестве активатора процесса он содержит вместо нитрита натрия фторид натрия и в качестве поверхностно-активного вещества вместо препарата ОС-20 или синтанола ДС-10 5-7. - лигносульфонат натрия (Л). Преимуществом предлагаемого состава является проведение процесса фосфатирования при температуре 20-30 С, повышение защитных свойств фосфатной пленки и снижение стоимости за счет уменьшения количества исходных компонентов. Заявляемый состав готовят следующим образом Для изготовления конкретных водных растворов составов используют готовые к применению сырьевые продукты Соль Мажеф - смесь дигидрофосфатов марганца М(Н 2 Р 4)2 и дегидрофосфатов железа (2 О 4)2 имеет следующий состав, ма.2,4-4,5 М 14 фосфаты (в пересчете на Р 2 О 5)46-52 42-, , СаО 0,05-0,07. Лигносульфонат натрия - получают в результате сульфитной делигнификации древесины ели на ОАО Группа Илим в г. Коряжме - ЛС - , ТУ 13-0281036-029-94. В термостойкий сосуд подают рассчитанное количество воды, нагретой до 60-80 С, растворяют 30 г/л соли Мажеф, охлаждают до температуры 2030 С, добавляют 40 г/л нитрата цинка, 10 г/л фторида натрия, 0,01 г/л лигносульфоната натрия(ЛСН) и хорошо перемешивают. Отстоявшийся раствор фильтруют. Полученная смесь готова к использованию. Составы с различным соотношением компонентов (А, В, С, ) приводятся в таблице 1. Таблица 1 Соотношение исходных компонентов в исследуемых составах Содержание компонентов в составе, г/л Состав В ходе лабораторных испытаний проводят исследования коррозионной стойкости предлагаемого состава капельной пробой по методу Акимова (ГОСТ 9.302-79). Метод заключается в том, что на заданный участок поверхности при температуре 20-25 С наносят одну каплю контрольного раствора. Время от момента нанесения капли и до изменения е цвета от голубой до темно-коричневой служит характеристикой стойкости пленки чем больше времени изменяется цвет контрольной капли, тем выше оценка защитных свойств фосфатного покрытия. Перед фосфатированием стальных пластинок размером 307 мм и толщиной 0,5 мм осуществляют предварительную обработку поверхности механическим методом путем шлифования абразивными материалами с диаметром частиц 0,2 мм с последующей промывкой в дистиллированной воде. Фосфатирование проводят методом погружения в полученный раствор на 1520 мин при температуре 20-30 С. В результате на поверхности стальных пластинок образуется мелкокристаллическая,прочно связанная с поверхностью фосфатная пленка. Сушат обработанные стальные пластинки на воздухе. Коррозионную стойкость полученных покрытий определяют капельной пробой. После выдержки на воздухе в течение 1 суток защитная способность пленки возрастает вследствие окисления железа в ее порах. Результаты сравнительных испытаний коррозионной стойкости(капельная проба) фосфатных покрытий приводятся в таблице 2. Таблица 2 Эффективность защитных свойств фосфатных покрытий в исследуемых составах по методу Акимова ГОСТ 9.302-88 Состав А(прототип) В С Контрольное время через 1 ч. после Контрольное время после истечения суток, мин. фосфатирования, мин. 2 7 5 18 6 20 7 19 Таким образом, анализ полученных результатов подтверждает эффективность применения предлагаемого состава в заявляемом соотношении компонентов. Исходные компоненты состава являются недефицитным и легко доступным сырьем, а простой способ его получения не требует специального оборудования. Фосфатные пленки,полученные с использованием предлагаемого состава,обладают высокой коррозионной стойкостью и могут быть использованы в различных отраслях приборо- и машиностроения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Раствор для холодного фосфатирования поверхности стальных образцов для повышения е антикоррозионной защиты, прочности и адгезии перед нанесением лакокрасочных покрытий,включающий соль Мажеф, нитрат цинка, активатор процесса,поверхностно-активное вещество отличающийся тем, что в качестве активатора процесса используют фторид натрия и в качестве поверхностно-активного вещества лигносульфонат натрия при следующем соотношении компонентов,вес. ч. Соль Мажеф 25-30