Подробное описание оксида цинка в фосфатирующем растворе 

Антикоррозийный раствор фосфатирования на основе оксида цинка, работающий при комнатной температуре, широко используется для фосфатирования и защиты от ржавчины деталей из черных металлов, образуя каталитическое покрытие для гальванических и распылительных покрытий. Его главная особенность заключается в возможности фосфатирования при комнатной температуре. В процессе обработки детали могут храниться 2-3 дня без образования ржавчины. Он нетоксичен и не имеет раздражающего запаха, образуя равномерное покрытие с высокой адгезией и превосходной коррозионной стойкостью.

В настоящее время фосфатирование жидким оксидом цинка в основном используется в антикоррозионных и защитных конструкциях черных металлов. Его необходимо нагревать до температуры выше 80°C, что приводит к испарению большого количества кислотного газа, серьёзно загрязняя окружающую среду, вызывая коррозию корпуса резервуара и потребляя много энергии. Особенно при остановке производства обрабатываемая деталь будет сильно ржаветь.

В связи с вышеизложенными проблемами целью настоящего изобретения является создание фосфатирующего жидкого оксида цинка, устойчивого к ржавчине и работающего при комнатной температуре, который не требует нагревания во время строительства, нетоксичный и не имеет раздражающего запаха во время эксплуатации, а также не вызывает ржавчины на заготовке даже при остановке производства на 2–3 дня между процессами.

Оксид цинка в фосфатирующих растворах образуется при взаимодействии фосфатного раствора с металлическим железом. Растворение оксида цинка в воде с фосфатом железа или дигидрофосфатом цинка приводит к гидролизу фосфата, описанному выше. При помещении стальных деталей с обработанной поверхностью в фосфатирующий раствор металлическое железо взаимодействует с фосфорной кислотой и растворяется. Это растворение под действием свободной кислоты приводит к следующей реакции:

На границе раздела между деталью и раствором концентрации гидрофосфата и ортофосфата непрерывно увеличиваются. Достигнув пересыщения, они кристаллизуются и осаждаются на поверхности металла. Зерна продолжают расти до тех пор, пока не образуется нерастворимая в воде фосфатная пленка. По мере образования фосфатной пленки другие участки поверхности изолируются от раствора. Количество пузырьков водорода в гальваническом растворе позволяет определить, завершен ли процесс формирования фосфатной пленки. Процесс формирования фосфатной пленки показывает, что он является результатом взаимодействия фосфата с металлическим железом. Нитраты действуют только как катализатор, в то время как нитраты в нитратном растворе захватывают электроны железа на другой поверхности, способствуя окислению поверхности металла. Это ускоряет растворение железа, поэтому содержание нитрата цинка влияет на качество фосфатной пленки. Реакция следующая: поскольку нитрат ускоряет растворение железа, концентрация ионов железа на границе раздела металл-раствор увеличивается, что увеличивает количество зародышей кристаллизации и ускоряет реакцию фосфатирования. Образующаяся фосфатная пленка получается тонкой и прочной. Присутствие нитратов непрерывно окисляет ионы железа (Fe++) до железа (Fe++). Железо (Fe+3) реагирует с гидрофосфатом и фосфатом с образованием фосфата железа и гидрофосфата железа. Часть фосфата железа и гидрокарбоната железа осаждается на поверхности металла, образуя нерастворимую в воде фосфатную пленку, а остальная часть оседает на дне емкости, образуя осадок. По сравнению с существующими технологиями, фосфатирующая жидкость на основе оксида цинка имеет основное преимущество в том, что позволяет проводить фосфатирование при комнатной температуре (15-35 °C) без нагревания. Детали можно хранить в течение 2-3 дней между процессами без образования ржавчины. Она токсична и не вызывает раздражения во время эксплуатации. Запах способствует равномерному гальваническому покрытию, прочной адгезии и превосходной коррозионной стойкости. Его можно широко использовать для защиты от ржавчины изделий из черных металлов, например, при гальванопокрытии, нанесении щётками и электростатическом распылении, где он может служить каталитическим покрытием.