表调剂的作用及原理
表面工程学--涂装技术ppt课件
特点：由于转化成膜物质具有能起化学反应的官能团，在 热氧或其他物质作用下能够聚合成与原有结构不同的不溶， 不熔的网状高聚物，即热固性高聚物，因而形成的涂膜是 热固性的，通常具有网状结构。比如干性油和半干型油， 漆酚，多异氰酸酯的加成物和聚合物。
标志作用功能
利用色彩的明度和反差强烈的特性，引起人们警觉，避免危 险事故发生，保障人们的安全。有些公共设施，如医院、消防 车、救护车、邮局等，也常用色彩来标示，方便人们辨别。
特殊作用功能
涂装能使物体获得力学性能（耐磨、润滑）、热功能（耐 高温、阻燃）电磁学功能（导电、防静电涂料）、声波、雷达 波的反射和吸收、夜光作用等。
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3.3 涂膜防护原理 涂膜对金属的保护作用主要体现在：
涂膜
金属与腐蚀 介质隔离， 阻碍电化学 腐蚀的发生
阻碍阳极与 溶液间离子 的移动，减 小了腐蚀速
率
涂料中的颜 料对金属表 面起钝化作 用，减缓了
腐蚀速度
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第四节 涂装材料
涂装用材料主要包括：预处理材料、涂料、后处理材料。
4.1 预处理材料
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链锁聚合反应(加聚反应)成膜：有三种形式 a) 氧化聚合形式：以天然油脂为成膜物质的油脂涂料以及 含有油脂组分的天然树脂涂料、酚醛树脂涂料、醇酸树脂 涂料和环氧酯涂料等都是依靠环氧聚合成膜的。 b) 引发剂引发聚合形式：不饱和聚酯涂料是典型的依靠引 发剂引发聚合成膜的。 c) 能量引发聚合形式：一些以含共价键的化合物或聚合物 为成膜物质的涂料可以通过能量引发聚合形式而成膜。
第九章 涂装技术
本章主要内容
• 第一节 涂装技术的概述 • 第二节 涂料的基本组成及其作用 • 第三节 涂料成膜机理 • 第四节 涂装材料 • 第五节 涂装工艺与设备 • 第六节 几种典型产品涂装 • 第七节 涂膜质量评价及涂装技术发展趋势
精诚胶钛表调剂的磷化处理
精诚胶钛表调剂的磷化处理表调作为锌系磷化前的一个独立步骤，广泛应用于涂装前处理，它能大大降低磷化温度（最低可降至5℃以下），使磷化膜更加均匀细致，耐蚀性更强，并且能全面提高涂膜的各种性能。
胶钛表调剂是目前应用最多，效果最好的一种表调剂。
其作用原理是胶钛微粒具有很高表面自由能，能主动吸附于工作表面，形成大量晶核，使成膜发应快速进行，同时又限制大晶体的生长，因此生成的磷化膜均匀细致耐蚀性更强。
随着低温和常温磷化工艺的大量应用，对表调剂的依赖和要求也越来越高。
评价一种表调剂，除考查其表调效果好，还要考查其稳定性和管理难易程度。
本公司生产的BR-BT表调剂具有表调效果好，处理面积大（≥1500平方米/公斤），稳定性高，抗硬水能力强等优点，与各种配方的锌系磷化液均有优良的配伍性，防氧化剂适合于喷漆、喷塑、电泳的前处理，已大量应用于汽车、冰箱、空调、自行车等行业，获得广泛好评。
BR-BT表调剂的配制浓度一般为1-3公斤/立方米，平时可根据工作处理面积添加。
使用过程中应尽量避免带入杂质，这样可延长表调槽使用寿命。
当表调槽杂质积累到一定浓度，即使补加表调剂也不能明显改善表调效果时，应更新槽液，更新周期应视具体情况而定。
胶钛表调剂主要有效成分为磷酸钛，磷酸钛的弱碱性水溶液为胶体溶液。
胶钛表面调整剂主要由磷酸盐与钛盐反应制成，磷酸盐主要是三聚磷酸钠、磷酸氢二钠等，钛盐主要是硫酸氧钛、氟钛酸盐等，另外还有一些其它助剂。
胶体钛盐吸附在工件表面能形成大量活性晶核，起到细化晶粒的作用。
金属表面胶钛表调剂的生产配方中有一种叫做稳定剂的是什么材料？如果是钢铁磷化前的表面调整(通常是涂装前磷化),往往是采用胶体磷酸钛做表面调整剂,"含钛和镁的表面调整剂，由胶体磷酸钛、硫酸镁、焦磷酸盐等组成，其中P2O74-是钛胶体的稳定剂，Mg2+则为防止P2O74-对钢铁的钝化作用而加入的。
我的感觉胶体磷酸钛都不太稳定,使用时要尽量减少酸的带入,大概半个月换一次,胶体磷酸钛加入量很少,成本并不大。
磷化前活化处理有什么作用
磷化前活化处理有什么作用
深圳雷邦磷化液工程部编辑
为改善磷化的成膜质量、降低膜层的厚度，特别是作为油漆底层用的锌磷酸盐膜层，必须达到结晶细致、低膜重、高P比、耐蚀好等技术要求，磷化前进行活化处理将起到关键的作用。
表面活化处理又称表面调整，简称表调。
用不同的表调剂对零件进行磷化前的表调，效果的差异很大，目前最好的表调剂是含有胶体磷酸盐的溶液，不过由于使用的原料和制作的方法不同，不同制造商表调剂的活化效果有明显的差异。
由于胶体微粒在清洁的零件表面上均匀吸附，可在金属表面形成大量的微阴极区，成为磷酸盐结晶的晶核，消除了钢铁表面状态存在的物理或化学的不均一对成膜过程带来的影响，促进了结晶均匀快速地形成，阻止了大晶体的成长，使磷化膜的结晶细而致密，保证了低膜重，形成了优质的锌盐磷化膜层，同时也缩短了磷化处理的时间。
零件磷化前进行表调处理还有助于降低磷化溶液的工作温度。
热水器基础知识-4(加工工艺流程)
磷化膜具有多孔结构，使涂料可以渗透到这些孔隙之中，涂 料与磷化膜咬在一起，而磷化膜与基材是一体的，因此磷化 膜的存在能增加涂层的附着力。磷化膜虽薄（2~5μm），但 由于它是一层非金属的不导电隔离层，能使金属表面的优良 导体变为不良导体，抑制金属表面原电池的形成，进而有效 地阻止涂膜的腐蚀。
问题：为什么要磷化？
表调大致有以下2个方面的作用： ①克服粗化效应。消除金属工件经强碱性脱脂所引起的 腐蚀不均等缺陷，克服强碱处理的粗化效应，使金属工 件表面活性与不活性点部分均一化。 ②提高磷化速度。由于增加了工件表面的活点，提供了 晶体生长的晶核，使工件与槽液接触时，立即开始着膜， 大大加速了磷化速度。
6、磷化 所谓磷化，是指把金属工件经过含有磷酸、磷酸二氢盐 和其他化学物质的弱酸性溶液处理，发生化学反应而在 其表面生成一层稳定的不溶性或难溶性磷酸盐膜层的方 法，所生成的膜称为磷化膜。主要目的是增加涂膜附着 力，提高涂膜耐蚀性。 磷化膜的作用：磷化膜作为涂膜良好基底的主要原因， 不仅是由于磷化后工件的硬度、弹性、磁性等物理性能 几乎不变，而且更重要的是磷化膜具有以下三个突出的 作用： a．提供清洁的表面； b．显著提高附着力； c．成倍提高涂膜耐蚀力。
7、烘干 对磷化膜进行烘干，可起到两方面的作用：一是除去工件表 面的水分；二是进一步提高涂装后涂膜的耐蚀性。各种磷化 膜均含有一定的结晶水，适当的烘干，可将涂装后烘烤固化 时必然要失去的结晶水预先除去，可避免涂膜高温固化时在 涂膜下脱落的结晶水穿过涂膜外移，进而消除这种消弱涂膜 与磷化膜结合力的影响因素，提高涂膜性能。 五、涂膜的检测
内桶皮加工流程： 仓管下料→冲真空管孔→冲下置 孔→下置孔翻边→压45度→压平→ 真空管孔翻边 以上为普通冲床加工流程， CNC数控冲床可自行优化加工顺序， 加工内容一致。
电泳前处理——表调磷化简介
电泳前处理——表调磷化简介表调磷化是电泳涂装前处理流程中很重要的两道工序，对其处理的好坏能直接影响电泳涂膜的质量，所以对其处理要引起生产线管理者足够的重视。
表调工序表调即向脱脂槽或磷化前的水洗槽中添加表调剂。
它的作用是可以增加磷化晶体的数量、缩小磷化晶体的大小并改善磷化膜的质量。
磷化工序在金属基材上生成磷酸铁或硫酸锌涂层的磷化或生成转化膜步骤是预处理中的一个非常重要的步骤。
磷酸盐涂层将金属基材转化成有纹理的的非金属表面，这层涂层表面可以增加漆膜的结合力，提高抗腐蚀的能力。
磷化晶体的大小对磷化膜的油漆结合能力和抗腐蚀性有影响。
较粗的磷化晶体结构呈多孔性，它的抗腐蚀性能较差，涂膜时消耗的油漆数量也较大。
细密、紧密而且均匀的磷化膜的性能最好。
如前面所提到的那样，在磷化工序前使用表调水洗可以有助于细晶型磷化晶体的生成。
1. 铁磷化典型的磷酸铁磷化液的组份中含有磷酸盐、磷酸、氧化剂、表面活性剂，有时还含有一些络合剂。
槽液中不含成膜阳离子，这些离子来自工件本身。
铁磷化还能同时作脱脂和钝化，但是铁磷化的磷化膜的抗腐蚀性能比不上锌磷化膜。
2. 锌磷化锌磷化溶液的组分中主要含有磷酸锌，以及其它的一些金属如镍、锰、钙等。
促进剂、锌盐、无表面活性剂。
由于基材的被浸蚀，溶液中还含有一些铁。
在锌磷化工艺中，使用硝酸盐、氯酸盐或亚硝酸盐作氧化剂的方法来控制成膜速度。
膜重和磷酸盐晶体的大小可以用改变各种成分的比例来控制。
如果作铝的磷化处理，则要加入氟化物。
磷化时在部件表面上发生的反应为：1. 金属的酸蚀和氢气氧化成水2. 金属和磷化溶液界面上的pH升高3. 成膜物质的过饱和4. 金属上晶核的生成5. 磷化膜的生长6. 铁经氧化后沉淀成磷化渣对磷化膜的组成和晶型会产生影响的参数有槽液组成、槽液温度、处理时间和预脱脂工艺等。
为了保证质量和减少化学品的消耗，磷化槽补槽时作磷酸锌和亚硝酸盐促进剂的添加要用自动的加料泵。
否则，如果在补槽时，添加量不合适地多，将会造成涂层变松、涂层太厚、和磷化渣过多的问题；如果添加不及时而造成槽液浓度太低，则会造成涂膜晶体变粗和产生斑点，使漆膜的黏附力和抗腐蚀性降低。
涂装工艺概述 SS
工件温度 T=140~150℃；
强冷时间：t＝7.8min。
面漆修饰
表面质量要求：无流挂，无划伤，无缩 孔，无颗粒，无刮刀痕,表面光泽, 抛光过程 用力均匀，不得漏抛，不得造成二次缺陷。
再经检查，装饰，喷蜡工位，送至总装。
其它
Rodip-Technology是涂装一个比较突出的 特点，中文可译成全旋反向浸渍输送技术。全 旋是指车身可以360°自由旋转，反向浸渍是 指车身入槽时旋转180°后底部向上，尾部向 前反向前进的。出槽时车身在连续旋转180° 变为正常方向前进。
PVC
粗密封：用PVC胶对车身较大的焊缝进
行密封。作用：防腐、减震、隔热。密封质 量要求（被涂焊缝严密、完整、均匀、平滑， 无堆积，堵件安装到位，无漏装，沥青板铺 设位置准确。）
UBS：用PVC胶对车底焊缝进行密封。
作用：抗击、防腐、减震、隔热。 涂层厚 度要求（底板膜700±200μm ，轮罩 1000±200μm）。
优点：节省投资；节能、节电；节省化学
品；节水；槽液污染少；节省维修费；工艺选 择性强；车身质量显著提高。
漆膜弊病简介
流挂 发花 光泽或鲜映性不良 溶剂气泡
层间附着力 色差 漆膜过软 颗粒 桔皮
作用：提高电泳涂层的附着力，并使涂层 耐腐蚀性成倍提高。
钝化
除去磷化膜表面的疏松层，并对磷化膜 不完全的部分空穴进行封闭。使磷化膜的结 晶细化，提高其致密性。据介绍，钝化与不 钝化相比，防腐性能可以提高10％－30％。
电泳
具有导电性的车身浸入水稀释的电泳涂料槽中作为阴 极，在槽中另设置与其相对应的阳极，在二极间通直流电， 使在被涂物上析出一层均一、水不溶的涂膜的一种方法。
表面调整的作用及影响因素 (1)
表面调整的作用及影响因素深圳雷邦磷化液工程部编辑摘要：表面调整简称表调，是在含有表调剂的溶液中进行活化处理的过程。
一、表调作用1.提高磷化质量可以消除碱性脱脂、酸性除锈等造成工件表面的不均匀性，激活工件表面的活性，并形成大量极细的结晶核，提高成膜性;使磷化晶核细化(结晶由30μm降到10μm,膜层均匀致密，膜厚减薄，防止产生磷酸铁蓝膜，改善涂层附着力;还能大大提高磷化膜的防护性、耐磨性和初期的磨合性。
2.优化磷化条件能使磷化时间缩短1/2，降低磷化温度。
3.改善材质与磷化的适应性低合金铸铁件含有大量呈星状石墨，这些分散的组织在磷化反应时成为众多的阴极区，虽然有利于磷化反应的进行，但磷化膜不均匀，致密性差。
经表调处理，磷化效果好、4.降低磷化成本主要是减少了磷化材料消耗和沉渣。
表调作用与磷化温度密切相关，即磷化温度越低，表调作用越明显，磷化效果越好;反之，在高温条件下磷化，表调与不表调，其磷化膜的耐蚀性无区别。
二、影响表调的因素除表调剂质量优劣外，下列因素也会影响表调效果。
1.基材硅、锰元素含量的高低对硅锰钢板的表调效果产生不同的影响。
硅含量高，会加速碳析出，对表调不利。
锰含量高可抑制碳析出，对表调有利。
2.水质硬度高硬度的水质极易造成胶体钦凝聚沉降，一旦沉降后即使搅拌也无法恢复表调功能。
如用自来水配制胶钦表调剂的pH值过高(>10)建议水的硬度控制在20～100dH,硬度高的表调液(>130dH ) ,磷化膜稀疏。
但太软的水也不能使用，会降低表调液的活性。
如果表调液中加入软水剂(如0.2%～0.5%三聚磷酸钠但切勿过量或平常添加)，允许用自来水配制。
3.使用方法使用方法不同，表调效果也不同。
通常认为碱性表调剂单独配制使用效果最佳;二次表调好于一次表调，即经过预表调和表调两道工序，可增加工件表面的活性，提高磷化质量。
而那种“二合一”表调方法不够理想(即将表调剂加人到脱脂液中)，其原因如下。
汉高——前处理培训资料精品资料
1988
Henkel Tecnimetal Cologne becomes the competence center in Europe for conversion coatings
1988
Merger of Parker and Amchem
1990
Formation of Henkel Metal Chemicals
消耗量: 1 个水洗槽 面 2 个水洗槽 3 个水洗槽
项
目
1。外观：
2。膜重：
3。结晶形状：
4。P比：
5。结晶粒度：
6。渣产量：
7。杯突试验：
8。石击试验：
9。划格试验：
10。盐雾试验：(240hr)
11。30循环：
12。湿热试验：
13。化学品理论消耗量：
Ridoline
Fixodine
Granodine
基准值
平整，均匀，致密 2.5-3.5g/m2 颗粒状 >85% <10um 2－3g/m2 >4mm 1－2 Gt. 0 无锈，不起泡 <2mm 无锈，不起泡
D eoxylyte 54 N C
无铬体系，无机物
PV PA
Parcolene 90
无铬体系，有机聚合物
D Iw ater 无添加剂
情形
在欧洲，美国得到广泛 使用
在德国汽车工业中使用 得较广泛 在美国得到广泛使用
在日本使用得比较普遍
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无铬钝化剂
Parcolene 90
原理：在磷化膜表面形成一层100埃的聚合物覆盖膜。 这层覆盖膜能与磷化膜螯合，并与油漆 交叉连接。
阴极区域：Fe →
Fe2+ +2e
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表调剂的作用及原理
国外研究者采用扫描电子显微镜(SEM)研究了磷化膜的形成过程，发现磷化分两步进行。
首先是在表面活性点上形成磷酸盐的晶核，然后是晶核的继续生长。
磷化之前，表面用稀盐酸处理后，发现活性点数目增加。
活性点的多少，直接影响磷化膜的质量。
最早发现含钛的磷酸盐溶液具有表面活化作用。
用胶体Ti处理后，由于Ti在表面上的吸附，增加了表面活化点，可以控制磷化膜的晶粒大小和性能。
胶态存在的磷酸钛盐悬浮在水溶液中便具有活化作用。
用俄歇电子能谱(AES)研究发现，用胶Ti处理的表面上，有钛吸附的地方，才有磷化膜形成，而未处理的表面则无磷化膜生成的痕迹。
磷化膜的好坏，取决于金属表面的活化状态。
含钛表面调整液中Ti胶体粒子比水溶性Ti 的化合物具有更强的活化作用，其他成分如表面活性剂也具有活化作用。
国内研究者用扫描电镜观察发现，磷化过程由浸蚀期、非晶态沉积期和形核成长期组成。
在浸蚀期内，制件表面不同铁元素晶粒受侵蚀程度不同，这种侵蚀的不均匀性是由晶粒位向不同造成的。
当制件表面被碳污染或存在碳的偏析时，其降低了对胶体Ti的吸附量，减少了磷化膜的成核点。
有研究指出，表调剂（表面调整剂）的结晶成分是胶体磷酸氧钛四钠吸附在金属表面的Ti4 +(结晶原点)越多，覆盖率就越高。
用SEM观察，胶体钛主要附着在腐蚀造成的晶间裂纹附近，表面调整时间为50s时形成网状结构，大量的结晶原点形成网状结晶核。
正常情况下，带负电的磷酸钛胶体水解产生具有高
活性的Ti(OH)4，以物理吸附的方式附着在工件表面。
晶核的数量决定了磷化膜的细化程度，而高的覆盖率会使磷化膜更加细致紧密且连续，并且膜重也会降低。
通过试验得知，高钛的磷化膜灰色、均匀、致密，低钛的磷化膜稀疏、发黄。
用含少量钛盐且有缓冲作用的弱碱性溶液进行敏化处理，由于大量网状结晶核的形成，可明显提高磷化膜的细密度、附着力和耐蚀性。
根据外延生长的规律，磷酸盐晶体必须以外延形式生长，所以要尽可能地产生磷酸盐微晶，以同样大小，均匀地分布在金属表面，细密地堆积；另外，这样有规律、重复的外延取向晶核的形成、生长及生长延迟的机理确保了底材形成初级磷化层和随后的晶体沉积，同时也形成了一个有恰当附着力的细粒，大小大致相同的晶体结构的膜。
外延晶核的生长很大程度上取决于聚集现象。
在晶核生长时，核迟早会开始聚集，这样，在核岛形成时，聚集会增加，在后阶段，岛链连接直到仅留下一些沟，最后这些也会消失，从而取得连续的磷化膜，核岛聚集所需的时间是由核岛的大小及岛间的距离决定的。
因此，磷酸盐沉积的结晶，在磷化膜形成中是十分重要的。
钛系表面调整剂能在金属表面提供大量的钦盐结晶的晶核，形成一层均匀的磷酸钛盐薄膜，弥补了金属表面因酸洗或碱洗造成的缺陷。
正常情况下，带负电的磷酸钛胶体水解产生具有高活性的Ti(OH)4，以物理吸附的方式附着在工件表面，它填补了蚀点并形成大量的网状结晶核，当活化层表面与磷化液接触时，吸附在磷酸钛胶体表面的钠离子与磷化液中的锌
离子交换生成磷锌矿晶粒，这些晶粒就提供了磷化层外延生长的平台。
这些吸附的Ti在金属表面形成的活性点的多少必然直接影响磷化膜的结晶大小。
胶体Ti离子越小，单位面积上吸附的胶体Ti越多，磷化膜结晶就越细致。
表面调整剂在生产实践中，主要有以下一些作用:
（1）改善由前一步预处理中带人的杂质，特别是形状复杂的零件所带入的物质。
改善因脱脂槽带来的不良的工件状况。
还可改善因酸洗使工件表面碳的析出给磷化带来的不良影响。
(2)表面调整可以使磷化膜的膜厚处于稳定状态。
(3)它能减少磷化液里面的残渣量。
(4)减少磷化液的消耗量。
(5)减少促进剂的消耗量。
(6)降低磷化工艺温度。
(7)使磷化膜朝着有利的方向定向结晶。
为此，可加入一些促进剂，如硝酸盐、氯酸盐、亚硝酸盐等；另加入一些能形成晶核并能随同金属一起转人磷化液的物质，如锌磷化可加入胶体钛、草酸、多磷酸盐，磷化镀锌钢可加入不溶性磷酸锌，锰磷化可加入不溶性磷酸锰等。
其中以钛盐和锰盐最重要，效果显著。
这些物质可使经强碱、强酸处理过的金属表面活化形成大量的、分布均匀的晶核，因而生成均匀、致密、精细、与基体结合牢固、防护性能强的磷化膜，并且还可以加速磷化速度，缩短磷化时间，减少磷化材料消耗，减少磷化沉渣。