植酸在金属表面处理中的应用
植酸在镀锌层无铬钝化中的应用
植酸在镀锌层无铬钝化中的应用2009-6-24 沈阳铁路信号工厂，沈飞工业集团供稿金属锌呈银白色，标准的电极电位为-0.76，易溶于酸，也易溶于碱，是典型的两性金属。
锌镀层是廉价的镀层，由于锌的电位（-0.76）比铁的电位（-0.44）负，当镀锌钢铁件受到腐蚀介质侵蚀时，锌首先被腐蚀而保护钢铁。
因此，镀锌是提高钢铁抗大气腐蚀的有效方法，被广泛应用于航空、电力、交通、建筑、机械等行业，在潮湿环境中，锌镀层易发生腐蚀，使镀层表面形成白色疏松的腐蚀产物或变成灰暗颜色，影响外观。
从表1可以看出，镀锌层不管在什么地方均受到了腐蚀，腐蚀后不断变薄，这不仅使镀锌层外观受破坏，甚至失去对钢铁基体的保护作用，为此，应在镀锌层表面进行化学处理—钝化。
最早出现的是铬酸钝化工艺，由于其操作简单、质量可靠，并且钝化膜性能可满足多种要求，一直受到人们重视并沿用至今。
但其致命缺点是六价铬污染环境。
为了解决铬公害问题，近年来，国内外电镀工作者在低价铬钝化工艺的推广应用方面做了大量工作，并且还开展了无铬钝化工艺的研究。
目前，低铬钝化已进入实践阶段，而无铬钝化离真正的工业应用还有一段距离，关于镀锌层无铬钝化已有不少报道。
其中有钼盐、钨类、硅酸盐，锆盐和稀土盐类等。
采用有机物植酸对镀锌层进行钝化处理，其与传统的铬酸盐钝化相比，具有如下优点：（1）无毒性，不会造成环境污染；（2）钝化层性能好；（3）钝化液使用寿命长；（4）使用期间内，铬液里虽然出现某些溶解的金属，但不会形成和取聚集有害的副产物；（5）简化了废液治理工作。
用过的钝化铬液，可用石灰进行中和处理，以便清除溶解的金属离子，经沉淀或其它浓缩分离之后，污水即可排放。
脱水后的污泥主要由硅酸盐组成，一般也无害。
多年来，对无毒或低毒的无机物缓蚀剂作为钝化剂进行大量研究。
如钼酸盐、钨酸盐、稀土盐类等，由于使用的剂量大，抗蚀效果不令人满意，所以把目光转向了有机物保护层方面，由于有机物能在锌表面形成不溶性的复合物薄膜屏蔽层，使膜比起单独始用无机物缓蚀剂或复杂的多酸盐所形成的膜致密的多，从而增加了膜的抗腐蚀性。
植酸的应用研究进展
的增殖 ， 降低 刺梨 果酒 的残 糖量 ， 提 高发 酵酒 精度
及 果酒 品质 ， 还 能起 到一定 的 防腐保 鲜作 用 ＿ １ 。 随着人 们对绿 色食 品的 日益青 睐 ，合成 食 品 添 加剂 在食 品工业 中的用量 不 断减少 。植酸 作为 天 然 的多功 能食 品添 加剂 近年来 备受 关 注 。但 到 目前为 止 ，植 酸应 用 于食 品工业 的添加 剂量 还没 有 统一 的标 准 ， 同时 ， 安 全性 能方 面 的研 究 尚不够
果最 好
目前 ， 植 酸 的生 产 原 料 以米 糠 、 酒 糟 及 菜 籽 饼粕 等农 作 物 加 工后 的副产 品为 主 ， 我 国地 大 物 博， 资源 丰 富 。 以米糠 、 酒糟 及 菜籽 饼 粕 等生 产 植
酸， 不 仅 提 高 了农 作 物 的循 环 利 用 价 值 ， 也 为 我
植酸（ ｐ ｈ ｙ ｔ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ） 化学 名环 己六 醇六 磷酸 酯 ，
子， １ ２个 可离 解 的酸 性氢 离 子 及 ６个 磷 酸 基 ， 是
一
是 以钙 、镁 和钾盐 混合 物形式 广泛 存在 于植 物种
子、 果 壳及 胚 芽 中 的维生 素 Ｂ族 的一种 肌 醇 六磷 酸酯 ， 在 油料 和谷 类种子 中含 量最高 。 由于其 特殊 的分 子 结 构 和理 化 性 质 及 多 样 的生 物 活 性 等特 点， 广 泛应 用 于食 品 、 化工、 冶金 及 医药 等 诸 多领
ＯＨ
图 １ 植 酸 结 构 式
植 酸与金 属螯 合时 。在金 属表 面形 成一 层致
密 的单 分子 保护膜 ， 阻止氧气 进入 金属 表 面 ， 从 而
植酸在金属防护中的应用
植酸在金属防护中的应用张洪生 杨晓蕾 陈 熹(康庄新资源技术研究所河北玉田064100)摘要 介绍了植酸在金属防腐、磷化、钝化等工艺中的最新开发应用成果.应用结果表明,植酸确为一种优良的金属缓蚀成膜添加剂,极具推广价值。
关键词 植酸 金属防腐 低温磷化 无铬钝化中图分类号 TG179 文献标识码 A 文章编号 100226495(2002)0420238202 植酸(Phytic.acid)是从粮食作物中提取的有机磷酸化合物,外观为棕黄色稠状液体,易溶于水、95%乙醇和丙酮,分子量660.4,分子式C6H18O24 P6,植酸分子中含有能同金属配合的24个氧原子, 12个羟基和6个磷酸基[1].实验证明植酸是一种极罕见的金属螯合剂,当与金属络合时,易形成多个螯合环,所形成的络合物在广泛的p H值范围内皆具有极强的稳定性,植酸在金属表面同金属络合时,易形成一层致密的单分子有机保护膜,能有效地阻止O2等进入金属表面,从而抑制金属的腐蚀,同时由于膜层与有机涂料具有相近的化学性质,并含有羟基和磷酸基等活性基团,能与有机涂料发生化学作用,因此植酸处理过的金属表面与涂料有更强的粘接性能.利用植酸的上述特殊性能,我们将植酸应用于金属防腐、常温磷化、无铬钝化等工艺中,取得非常良好的效果,大量应用实践证明,植酸在金属防护处理中的普遍推广应用,对于促进表面技术进步,改善环境污染,都具有重要的经济价值.1植酸主要用途111镀锌层无铬钝化过去镀锌层钝化一般采用铬酸法,价格昂贵,环境污染严重.近些年来虽然许多人纷纷探讨研究对镀锌层进行无铬钝化,并采用加入各种有机合成磷酸,提高其防腐性能,但效果一直不令人如意,然而将植酸用于镀锌的无铬钝化中,防腐性能优于各种烃基膦酸.钝化液配方:Na2SiO340g/L,H2SO43g/L, H2O240g/L,HNO35g/L C6H18O24P65g/L,p H值2～3.工艺流程:镀锌片———冷水洗———钝化液中浸渍10～20s———冷水冲洗———烘干或吹干.钝化膜外观白亮、均匀、细腻;经3%NaCl和01005mol/L H2SO4中浸渍后,在潮湿环境中观察,试片1%面积出现蚀点或锈斑的时间超过70h. 112低温快速磷化液1 配方及工艺条件:ZnO1.8～2g/L,H3PO410g/L,NaH2PO415 g/L,H2C2O42H2O0.2g/L,C5H6O70.2g/L,Na6 (PO3)60.3g/L,(N H4)2HPO43g/L,S (CH2COOOH)20.02g/L,C6H18O24P60.2～0.5g/ L,H2O余量,p H值2～3.按上述配方量稀释10倍～15倍使用,工艺温度20℃～35℃,磷化时间为5min～15min.2 磷化膜主要性能指标:耐CuSO4时间>300s,磷化面积45m2/kg～60 m2/kg膜重2.0g/m2～3.4g/m2.113金属表面防腐涂布剂用本剂涂Fe、Zn、Al及合金表面,其耐蚀性和涂漆后的耐蚀性,及涂料膜的附着力均大幅度提高.配方:(N H4)2TiF610g/L,C6H18O24P616g/L, SiO2聚合物(含SO230%)30g/L,PVA(聚合度1400)50g/L,H2O余量,p H值5.3.被涂金属件先用有机溶剂擦拭,除去表层污垢,再用涂布器将防腐剂涂在金属表层,防腐剂用量为10mg/m2,涂布后在120℃循环热风中干燥35s. 114金属防腐剂本剂适合与气相或液相水接触的金属及合金表面的防腐.(下转第243页)第14卷第4期2002年7月 腐蚀科学与防护技术CORR OSION SCIENCE AN D PR OTECTION TECHN OLOG Y Vol114No15J ul12002收到初稿:2001204208;收到修改稿:2001206201水进行定期监测,根据测得的腐蚀速率结合总Fe、Cl-、p H值判断塔顶的腐蚀状况和缓蚀剂投加情况,以便有效地控制腐蚀速率小于0.2mm/a.6 利用红外热像仪定期对催化二器和加氢反应器器壁、焦化加热炉炉管等进行温度分布测试,对监测中发现的异常温度域结合工况情况进行分析判断,分析结果通报给生产部门,以利于及时调整操作或安排检修.此外,装置停工大修前对所有加热炉进行炉壁温度进行普查,以指导检修.3腐蚀监测设想1 扩大监测范围.各装置都要设置定点测厚点,并按照测厚点设置原则扩至重要设备及管道;对关键部位安装电阻探针或磁阻探针,进行在线实施监测;高温高硫部位增设旁路釜,挂入不同材质的各类挂片,以利于摸清腐蚀机理;探索性地开展奥氏体不锈钢硫化物应力腐蚀破裂(SSCC)监控等工作.2 介质参数的间接监测与腐蚀速率的直接监测相结合.材料的腐蚀是在一定的环境下进行的,介质变化是原因,腐蚀速率变化是结果.只有对两者进行有效、协调的监测,才能找出引起腐蚀的原因,从而使腐蚀得到控制.3 要有专门人员从事装置运行期间的腐蚀监测工作以及停工期间的腐蚀调查工作.便于积累监测经验和提高监测水平;有利于对监测数据的综合处理;有利于对异常情况作出准确的判断.4 规范设备腐蚀与防护管理,建立公司统一的设备腐蚀数据库.数据库的内容应包括:工艺数据、设备数据、腐蚀监测等数据.利用这个数据库对设备的腐蚀状况作一正确评价,预测腐蚀的发展趋势,为检修提供依据.参考文献:〔1〕化学工业部化工机械研究院.腐蚀与防护手册———腐蚀理论・试验及监测.北京:化学工业出版社,1993.501〔2〕ВФСОРЧЕНКО著,陈文造译.石油炼制译丛,1986,9:37〔3〕中国石油化工设备管理协会设备防腐专业组.石油化工装置设备腐蚀与防护手册.北京:中国石化出版社,1996.78〔4〕董绍平,严伟丽.中国设备管理,1999,2:31(上接第238页)配方:C6H18O24P63g/L,C7H5O2Na7.5g/L, N H2(CH2CH2OH)3适量,H2O余量,p H值>7.将铝片放在含有上述防腐剂50×10-6水溶液中浸泡7天,金属表面光泽,无腐蚀孔洞.115金属表面磷化膜漂洗剂Zn系磷化膜漂洗剂,可有效地提高磷化膜与漆层的抗腐蚀能力,且改善磷化膜与漆层的粘接性能,阻止喷涂漆膜颜色的变化,本配方以植酸替代铬酸盐,有效地改善了环境污染.配方:C6H18O24P60.5g/L,NaOH适量,p H值3.0,H2O余量.将已磷化处理过的金属件,在按上述配方配制的漂洗液中浸泡10s,处理后用去离子水冲洗干净晾干,然后用电泳涂漆工艺将金属件涂上一层20us厚的水溶性树脂膜,最后在170℃温度下烘烤30min.经过对比实验,表面综合性能均优于铬酸盐处理法.116Al及其合金钝化处理将Al及其合金放入含Ti、Zr、Fe离子二种或二种以上、p H值=9的碱性水溶液中进行处理后水洗干燥,再用含植酸的酸性水溶液处理.特点是防腐性好、涂膜致密、外观优良.碱性金属水溶液配方及工艺条件:H2TiF60.2g/L,ZrSO40.2g/L,Fe(OH)30.2 g/L,Na5P3O100.2g/L,C5H6O71g/L,NaOH适量; p H值11.5～13.8,温度70℃.将Al或其合金材料在上述碱性水溶液中浸渍6s,用水洗净后,放入含植酸20g/L的水溶液中(p H=3.5),60℃浸渍6s,用去离子水清洗干净,干燥即可.2结语植酸以其独特的理化性能,可在金属表层形成坚固致密的单分子保护膜,抑制金属的氧化腐蚀,可广泛地应用于金属防护处理中,虽然我们在植酸生产与应用方面做了一些工作,并取得了较大的成绩,但与目前国外发达国家相比,还有相当的差距.据有关资料报道,世界上许多国家植酸除用于金属缓蚀外,同时广泛用于电镀行业,例如:植酸可替代NaCN进行无氰电镀;植酸替代苯磺酸钠净化镀液,净化镀液中的三价铁及其它有害金属离子;镀件施镀前用0.1%～1%的植酸处理,镀层的结合力将明显提高.总之,植酸在金属防护处理中的广泛应用,能大幅度提高产品质量,降低生产成本,减少环境污染,对提高经济效益和社会效益有着不可估量的价值.参考文献:〔1〕雷得漾,伍先云.化工小商品生产法.湖南:科学技术出版社, 1992.43424期董绍平等:在役炼油装置设备腐蚀的监测 。
植酸在金属防护中的应用
利用 植 酸 的上 述 特 殊 性 能 ， 们将 植 酸应 用 于 我 金 属 防腐 、 温磷 化 、 铬 钝 化 等 工 艺１卷第４ ４ 期
２０ ０ ２年 ７月
腐 蚀科学 与防护技 术
ＣｏＲＲｏＳ ｏＮ ＣＩ Ｉ Ｓ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＲＯＴ Ｐ ＥＣＴ ＯＮ ＥＣＨＮＯＬ Ｉ Ｔ ＯＧＹ
ｖ０１ １ ｏ． ． ４Ｎ ５
Ｊ １２ ０ ｕ． ０ ２
再用 涂 布器 将 防 腐 剂 涂 在 金 属 表 层 ， 腐 剂 用 量 为 防 １ ／ ， ０ｍｇ ｍ２ 涂布 后 在 １ ０ 循 环热 风 中干燥 ３ ． ２℃ ５Ｓ
（ Ｏ３） ０ ３ ｇ Ｉ （ＮＨ４）ＨＰ ４ ３ ｇ Ｉ Ｓ Ｐ ６ ． ／ ， ２ Ｏ ／ 。 （ Ｈ２ ＯＯ Ｃ Ｃ ＯＨ） ０ ０ ／ Ｃ ＨＩ０ ４ ６ ． ～ ０ ５ｇ ２ ．２ｇ Ｉ ６ ｓ ２Ｐ ２ ， ０ ． ／
Ｌ Ｈ２ ， Ｏ余 量 ， Ｈ值 ２ ． ｐ ～３ 按 上述 配 方 量 稀 释 １ ０倍 ～ １ ５倍 使 用 。 艺 温 工 度 ２ ℃ ～３ ℃ ， 化 时 间为 ５ｍｉ～１ ｎ ０ ５ 磷 ｎ ５ｍｉ． ２ 磷 化 膜 主要 性 能指 标 ：
１ 配 方 及 工艺 条 件 ：
Ｚ Ｏ ． ｎ １ ８～ ２ ｇ ｉ， Ｐ ０ ｇ Ｌ， ｉ２ Ｏ４１ ／ Ｈ３ Ｏ４ １ ／ Ｎａ Ｐ ５ ｌ ｇ Ｉ， ｃ Ｏ４ Ｈ２ ０． ｇ Ｌ， ５ Ｏ７０． ／ ／ Ｈ２ ２ ２ Ｏ ２ ／ Ｃ Ｈ６ ２ ｇ Ｉ，Ｎａ ６
Ｐ ， 酸分 子 中 含 有 能 同金 属 配 合 的 ２ 植 ４个 氧 原 子 ，
植酸在气相金属防锈包装中的应用(二)
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
植酸在气相金属防锈包装中的应用（二）
每天工作8H，然后停止运转16H，24H为一周期。
7周期后试验结束。
湿热试验：将试片用防锈纸包好后，挂在湿热箱内，在49±1℃的温度和
相对湿度大于95%的条件下，每天工作8H然后停止运转16H，24H为一周期。
7周后试验结束。
二、实验结果
1.气相快速甄别试验
通过在植酸溶液中加入氨水后不同PH值的气相快速甄别试验来确
定植酸作为气相缓蚀剂时的最佳PH值。
1B植酸溶于10ML水后，其PH值为1.15，酸性较强，加入氨水时，溶液颜色由淡黄色变为深褐色，同时伴
随放热现象。
这表明有化学反应发生，生成了植酸氨盐。
用植酸作为气相
防锈纸缓蚀剂，在自然状态下，24H之内就有点蚀发生，用氨水调其PH值为7时，在96h内有点蚀发生。
当PH值为９时，在试验周期内有良好的
气相缓蚀性能。
所以用植酸作气相缓蚀剂时，用氨水调PH值为9左右，
才能发挥其良好的气相缓蚀性能。
这表现氨化后的植酸气相缓蚀性能强。
2.腐蚀失重试验
腐蚀失重试验的目的是为了研究涂布量和失重率之间的关系。
根据
（气相快速甄别试验）的试验结果，将植酸溶液的PH值用氨水调至9左右，进行腐蚀失重试验。
得出植酸是一种危险型气相防锈包装纸缓蚀剂，
当涂布量低于15B/M2或大于30B/M2时，在24H内就有点蚀发生，气相缓蚀效果比较差，失重率较大。
所以用植酸作气相防锈纸缓蚀剂时，涂布量
范围应控制在15～30B/M2之间。
专注下一代成长，为了孩子。
植酸在金属表面处理中的现状
植酸在金属表面处理中的现状摘要：介绍了植酸的分子结构、生产方法和特殊性质。
阐述了目前植酸的主要研究和应用现状,如在金属防护中充当阴极型缓蚀剂、用于电镀或化学镀的配位体、用作成膜型的金属钝化剂、在磷化及水性涂料中用作多功能助剂以及其他金属防护领域中的应用,并指出了目前存在的主要问题和今后发展和研究的方向。
植酸是从粮食作物中提取的自然的无毒化合物，它的化学称号为环己六醇六磷酸酯，由于它的分子中有6个磷酸基，是一种少见的金属多齿鳌合物。
植酸与金属络合后，易在金属外表构成一层致密的单分子维护膜，能有效阻止氧气与金属基体接触，从而到达耐蚀的目的。
同时，该维护膜中的羟基、磷酸基等活性基团，能与有机涂层发作化学作用，因而，经植酸处置后的金属外表与有机涂层有良好的附着力。
一、植酸在镁-锂合金上的应用镁-锂合金是一种新型的、最轻的金属构造材料，除了具有普通镁合金的高比刚度、高冲击韧度、良好切削加工性等优点外，还具有密度小、塑性高、优秀的电磁屏蔽及抗震性等特性。
镁-锂合金最初用在宇宙飞船、航天飞机、火箭等重要配备上，上世纪代以来，才被普遍应用在汽车、医疗器械和3C 电子产品等方面。
但是，镁-锂合金的耐蚀性能很差，限制了它的进一步应用。
因而，研讨进步镁-锂合金耐蚀性具有重要的理想意义。
将植酸参加到阳极氧化过程运用的根本电解液中，在镁-锂合金外表制得了阳极氧化膜。
讨论了植酸的质量浓度对氧化膜外表形貌和耐蚀性能的影响。
采用浸渍法，室温下在以植酸为主要成分的水溶液中制备了镁外表的耐蚀性转化膜，膜层制备后自然沥干，不需水洗。
整个工艺过程中无废水及废气排放。
应用正交实验剖析了多要素对镁植酸转化膜耐蚀性影响，探明了膜层构成的最佳条件。
结果标明，在处置液中主要成分植酸的质量分数为3%、pH值2.5~3.5、反响时间7min的条件下制备的膜层具有最佳的性能，并对膜层的微观形貌停止了表征。
环境友好型防腐蚀植酸处置技术有望成为新的镁外表防腐处置技术。
植酸在金属表面处理中的应用
基本内容
接下来，让我们通过一个实际应用案例来更好地理解植酸在金属表面处理中 的应用。某汽车制造企业采用植酸处理技术对发动机缸体进行表面处理。通过浸 泡法将缸体浸泡在植酸溶液中，去除了缸体表面的氧化层和锈迹。经过植酸处理 后，
基本内容
缸体的耐腐蚀性得到了显著提高，同时表面光滑度也得到了增强。这一案例 充分展示了植酸在金属表面处理中的实际应用效果。
文献综述
文献综述
植酸转化膜是指通过植酸及其衍生物与金属表面反应，生成一层致密的有机 膜层，从而起到保护金属表面的作用。相较于传统的防腐蚀技术，植酸转化膜具 有操作简单、成本低、环保性佳等优点。然而，植酸转化膜的制备条件、性能评 价等方面仍需进一步探究。
研究方法
研究方法
本研究采用实验方法，选用不同成分的植酸溶液对钢铁表面进行处理，通过 控制变量法分析不同浓度、温度、时间等因素对植酸转化膜形成的影响。同时， 利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）
基本内容
综上所述，植酸在金属表面处理中具有良好的应用优势和广泛的应用前景。 然而，在推广应用植酸技术时，我们也需要注意其存在的不足之处，采取相应的 措施加以改进和完善。例如，针对植酸处理过程中可能产生的氢气问题，可以尝 试通过优化处理
基本内容
工艺和选择适当的助剂来解决；针对植酸处理成本较高的问题，可以尝试通 过研发更加高效的植酸处理设备和优化化学试剂配方来降低处理成本；针对植酸 本身的酸性对操作人员带来的安全风险，可以采取穿戴防护服、佩戴防护眼镜等 措施来加强操作人员的安全保护。
二、植酸植酸钠的基本性质
二、植酸植酸钠的基本性质
植酸植酸钠是一种淡黄色的结晶性粉末，具有吸湿性，不易溶于乙醇，易溶 于水。它具有很强的螯合能力，可以有效地螯合食品中的金属离子，如钙、镁、 铁、锌等，起到稳定食品体系的作用。此外，它还具有抗氧化性和抗菌性，可以 帮助防止食品的氧化和腐败。
植酸产品的开发与应用
植酸产品的开发与应用植酸亦称环己六磷酸酯，是从各种粮食作物中提取的天然贵重化工产品，因其独特的结构、药理功能和化学性质，得以普遍应用。
随着我国物质生活水平的不断提高，植酸终将以其独特的功能渗透到各个领域。
1作为绿色天然无毒防腐保鲜剂利用植酸的强螯合性，使其与辅酶中的金属离子螯合，抑制或减缓酶促反应的发生和进行，从而在果蔬、鱼、肉等的贮藏保鲜中起到防褐保鲜的作用。
以植酸配制的保鲜剂喷在水果蔬菜上，可有效地提高保鲜期。
各种熟肉品、豆制品、方便食品、饮料中加入适量植酸，可提高产品品质，延长保鲜期，同时具有保健功能。
食用油存放时间过长会产生一种难闻刺激喉咙的怪味，这种现象称为酸败。
酸败后的食用油不仅味劣，营养价值低，而且过多食用会引起中毒.为了提高食用油脂的保质期，除防止温度过高和光照外，适当加一些抗氧化剂，可使食用油的保质期延长3～5倍。
植酸还可用于大豆油的精炼，得到高纯度的豆油。
2在功能性饮料中的应用高温作业、激烈运动、发烧、中暑或下痢时，由于肌体活动量增大和新陈代谢加快，最初都会感到口渴，进而乏力、疲劳、脱水乃至引起休克，此时单靠大量饮水或食盐水是不妥的，须加饮以植酸、葡萄糖及各种人体所需矿物质配制的运动型功能饮料，饮用后能迅速止渴，具有保护脑、肝、眼的作用，同时能够补充体力。
3在日化产品中的应用植酸系列产品具有加强皮肤毛细血管血液循环、改变肤色、延缓皮肤衰老、促进毛发与指甲生长，抗皮脂、去头屑、止痒、收敛、防治粉刺，抗龋齿等作用，所以国内外已将植酸系列产品广泛用于洗发香波、含漱液、牙床清洗液等产品中，成为日用化工不可多得的天然添加剂。
人所共知，头屑为皮脂腺、汗腺的分泌物，是表皮层剥离物。
通常是因皮脂腺等分泌过盛造成的，皮肤受到细菌感染，将助长头屑的形成。
因此，采用添加抗菌剂生产头发化妆品材料，以防止头屑的产生。
ZPT是目前广泛使用的抗菌剂物质，但是这些抗菌剂、杀菌剂的安全性令人担忧。
经国外专家实践证明，添加植酸及其盐类物质，对防止头屑产生极为有效，而且安全性得到明显的提高。
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植酸在金属表面处理中的应用植酸亦称环己六醇六磷酸脂, 是从粮食作物中提取的天然无毒化工产品, 植酸特殊的分子结构及理化性能, 决定了其在金属表面处理中的重要应用价值。
尤其是在环境保护日益强化的今天, 植酸产品在金属表面处理中必将占有极其重要的位置。
1. 植酸的防护机理植酸分子量为660, 分子式为Ｃ6Ｈ18Ｏ24Ｐ6。
植酸分子中含有六个磷酸基, 故易溶于水，具有较强的酸性。
植酸分子中具有能同金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基。
因此, 植酸是一种少见的金属多齿螯合剂。
当与金属络合时 ,易形成多个螯合环, 所形成的络合物稳定性极强 ,即使在强酸性环境中, 植酸也能形成稳定的络合物。
植酸分子结构中6个磷酸基只有一个处在ａ位, 其它5个均在ｅ位上, 其中有4个磷酸基处于同一平面上。
因此,植酸在金属表面同金属络合时, 易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜, 能有效地阻止Ｏ2等进入金属表面, 从而抵抗了金属的腐蚀。
植酸处理后的金属表面由于形成的单分子有机膜层同有机涂层具有相近的化学性质, 同时还由于膜层中含有的羟基和磷酸基等活性基因, 能与有机涂层发生化学作用。
因此, 植酸处理后的金属表面与有机涂料有更强的粘接能力。
利用植酸的上述特殊性能, 我们将植酸应用于金属防腐、常温磷化、无铬钝化等工艺中,取得良好的效果。
2.植酸在金属表面处理中的应用2.1低氰碱性镀锌液的添加剂除一价金属外,植酸能和所有二价及二价以上的金属离子结合成植酸盐, 具有在较宽ｐＨ值范围内能与各种金属离子络合作用的特性。
同时, 植酸或其盐类可代替氰化钠进行低氰或无氰电镀, 不仅能大幅度提高产品质量, 降低生产成本, 还能明显降低环境污染。
植酸替代氰化钠用于碱性低氰镀锌是很好的例子。
在碱性镀锌液中, 添加一种或二种以上的植酸或植酸盐和一种或二种以上的水溶性高分子化合物, 及一种或二种以上的芳香醛组合成复合添加剂。
镀液组成为:氧化锌10ｇ/Ｌ,氰化钠10ｇ/Ｌ,苛性钠70ｇ/Ｌ, 植酸0.15ｇ/Ｌ, 聚乙烯亚胺0.2ｇ/Ｌ, 胡椒醛0.3ｇ/Ｌ,25°Ｃ,2Ａ/ｄｍ2。
能得到光洁度好、镀层致密、电流密度范围宽、具有综合优良性能的镀层。
2.2无铬镀锌钝化液用植酸复配的缓蚀添加剂替代铬酸盐进行钝化处理, 膜层具有很好的缓蚀性能。
(1)钝化液配方硅酸钠(40%)40ｇ/Ｌ, 硫酸(98%)3ｇ/Ｌ, 过氧化氢(98%)40ｇ/Ｌ, 硝酸(10％)5g/L,ｐＨ值2～3。
(2)缓蚀添加剂HＥＤＰ(50%)5ｇ/Ｌ, ＮＴＰ(50%)5ｇ/Ｌ, ＥＤＴＭＰ(50%)5ｇ/Ｌ, ｇ/Ｌ。
(3)钝化液配制将40%的硅酸钠缓慢加入水中, 边加边搅拌, 然后缓慢加入稀硫酸, 然后依次加入过氧化氢、硝酸、缓蚀添加剂。
（4)工艺流程镀锌层冷水洗钝化液中浸渍10～20ｓ冷水洗烘干对镀锌层进行钝化处理能明显延缓钝化膜的腐蚀, 这是由于植酸有6个活性磷酸基, 可与离子螯合形成单分子致密防护膜, 增强了钝化膜的抗腐蚀性能。
钝化膜外观白亮、均匀、细致,经3%氯化钠和0.005ｍｏｌ/Ｌ硫酸溶液浸渍后, 在潮湿环境中观察, 试片1%面积出现蚀点或锈斑的时间超过70ｈ。
2.3化学镀络合剂在化学镀中,络合剂的使用直接影响镀液的稳定性、使用寿命和沉积速度, 以植酸为络合剂配制的Ｎi-Ｐ化学镀液沉积速度≥20μｍ/ｈ,而溶液寿命可达8个周期以上。
镀液成分及工艺条件:ＮｉＳＯ4·6Ｈ2Ｏ23ｇ/Ｌ, ＮａＨ2ＰＯ2·Ｈ2Ｏ35ｇ/Ｌ, Ｎａ2Ｃ6Ｈ5Ｏ7·2Ｈ2Ｏ35ｇ/Ｌ, 植酸5ｇ/Ｌ, 辅助络合剂10ｇ/Ｌ,加速剂16ｇ/Ｌ, 润湿剂0.05ｇ/Ｌ, ｐＨ值4.5～5.0, 装载量1.7ｄｍ2/Ｌ。
2.4 低温快速磷化液2.4.1配方及工艺条件氧化锌1.8～2ｇ/Ｌ, 磷酸10ｇ/Ｌ, 磷酸二氢钠15ｇ/Ｌ, 草酸0.2ｇ/Ｌ,柠檬酸0.2ｇ/Ｌ, 六偏磷酸钠0.3ｇ/Ｌ, 磷酸氢二铵3ｇ/Ｌ, 硫脲0.02ｇ/Ｌ, 对苯二酚0.5ｇ/Ｌ,植酸0.5ｇ/Ｌ, ｐＨ值2～3。
按上述配方量稀释10～15倍使用, 20～35°Ｃ, 磷化时间为5～15ｍｉｎ。
耐硫酸铜时间≥300ｓ, 磷化面积45～60ｍ2/ｋｇ, 膜重2.0～3.4ｇ/ｍ2。
2.5金属表面防腐涂布剂将涂布剂涂在铁、锌、铝及合金表面上, 其耐蚀性和涂漆后的耐蚀性, 以及涂料膜的附着力都能大大提高。
2.4.1 配方氟钛酸铵10ｇ/Ｌ,植酸16ｇ/Ｌ,硅胶30ｇ/Ｌ,ＰＶＡ(聚合度1400)50ｇ/Ｌ,ｐＨ值5.3。
2.4.2 使用方法2.4.3 被涂金属件先用有机溶剂擦拭,除去表层污垢,再用涂布器将防腐涂布剂涂在金属表层,防腐剂用量为10ｍｇ/ｍ2,涂布后在120°Ｃ循环热风中干燥35ｓ。
2.6金属防腐剂适用于与气相或液相水接触的金属及合金表面的防腐。
2.6.1 配方植酸3ｇ/Ｌ,苯甲酸钠7.5ｇ/Ｌ,三乙醇胺适量,ｐＨ值≥7。
22.6.2 防腐性能将铝片放在含上述防腐剂50ｍｇ/Ｌ的水溶液中浸泡7天,金属表面光亮,无腐蚀孔洞。
2.7金属表面磷化膜漂洗剂锌系磷化膜漂洗剂可有效地提高磷化膜与漆层的抗腐蚀能力,并改善磷化膜与漆层的粘接性能,阻止喷涂漆膜颜色的变化。
本配方以植酸替代铬酸盐有效地降低污染,改善环境。
2.7.1 配方植酸0.5ｇ/Ｌ,氢氧化钠适量,ｐＨ值3.0。
2.7.2使用方法将磷化处理过的金属件在漂洗液中浸泡10ｓ,处理后用去离子水冲洗干净,晾干，然后用电泳涂漆工艺将金属件涂上一层20μｍ厚的水溶性树脂膜,最后在170°Ｃ下烘烤30ｍｉｎ。
经对比试验,表面综合性能均优于铬酸盐处理法。
2.8铝及其合金钝化处理将铝及其合金放入含钛、锆、铁离子中的二种或二种以上、ｐＨ值为9的碱性水溶液中进行处理,然后水洗,干燥,再用含植酸的酸性溶液处理,使其具有很好的防腐性,涂膜致密,外观优良。
2.7.2 碱性金属水溶液配方及工艺条件六氟钛酸0.2ｇ/Ｌ,硫酸锆0.2ｇ/Ｌ,氢氧化铁ｇ/Ｌ, 有机酸1ｇ/Ｌ, 氢氧化钠适量, ｐＨ值11.5～13.8, 70°Ｃ。
2.8.2 操作方法将铝、铝合金材料在上述碱性水溶液中浸渍6ｓ,用水洗净后, 放入含植酸20ｇ/Ｌ的水溶液中(ｐＨ值3.5), 60Ｃ下浸渍6ｓ, 用去离子水清洗干净, 干燥即可。
2. 9水溶性介质中金属缓蚀剂植酸是水溶性介质中铜、锡、锌和钢等金属材料的优良缓蚀剂。
电化学法测定表明 ,植酸及其盐是比铜材常用缓蚀剂苯并三唑及其衍生物更为有效的铜腐蚀阻止剂。
铜的点蚀在供水系统和制冷系统中十分常见 ,加入植酸能十分有效地阻止这种腐蚀。
有人模拟热水供应系统, 测定了铜管内表面腐蚀电位。
当水中含Ｃｌ-3ｍｇ/Ｌ,60°Ｃ, 铜的点蚀电位为+150ｍＶ(ｖｓＳＣＥ), 如向水中加入植酸, 腐蚀电位突然降低, 再加入Ｃｌ-亦是如此, 此时, 铜管表面为一层兰绿色物质所覆盖。
当热水中的植酸浓度维持在0.01%～0.1%时, 就能抑制热水供应系统中铜管的腐蚀。
植酸及其盐不仅能阻止供水系统中铜材的腐蚀, 还能有效地阻止制冷系统中铜材的腐蚀, 如向制冷剂中加入0.1%Ｎ2Ｈ4和1%的植酸就能阻止铜的腐蚀, 腐蚀损失率仅为1.28×10-7ｇ/ｍ2·ｈ。
植酸及其盐对铜合金亦有较强的抗蚀能力。
对黄铜腐蚀行为进行研究, 发现在ｐＨ值为4.43的ＨＡｃＮａＡｃ缓冲的0.5ｍｏｌ/ＬＮａＣｌ空气饱和的水溶液中,阻止铜、锌溶解能力为:植酸>硫代乙醇酸>苯并三唑。
植酸及其盐对铜及其合金的缓蚀作用与介质的ｐＨ值有一定关系。
在硼酸及其钠盐水溶液中,当ｐＨ>0.2时,植酸对铜和铜锌合金均有缓蚀作用, 当ｐＨ<9.2时, 只对铜有缓蚀作用, 而对铜锌合金不仅没有缓蚀作用, 反而会加快腐蚀。
如用植酸钙盐作缓蚀剂, 对铜和铜锌合金在各种ｐＨ值范围内均有缓蚀作用。
2.10镀锌板防蚀早在80年代初就有人研究了植酸用于热镀锌板、铸铁和钢材表面处理, 发现杂环化合物(如巯基苯并三唑)、氟化物、氯化物或硼酸盐和植酸或植酸盐(其中植酸30ｇ/Ｌ)组成的处理液于80°Ｃ浸渍后,130°Ｃ烘干。
处理后的金属材料经盐雾试验24ｈ ,未发现有锈蚀现象发生。
镀锌板发黑处理也可使用植酸及其盐。
将镀锌板浸渍在以植酸为螯合剂的处理液(ｐＨ<3.03、ＮＯ-3>0.1ｍｏｌ/Ｌ、ＰＯ3-4/ＮＯ-3>1.5)中, 发黑合金元素有Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ或Ｓｎ等。
处理后的镀锌板呈均匀的暗黑色, 具有很强的抗蚀能力, 是汽车、电子设备、家具和建筑等的理想材料。
镀锌板经植酸处理后, 在提高其抗蚀性的同时, 又提高了其表面与有机涂料之间的粘接力。
美国专利ＵＳ4341558公开了一种非铬金属表面处理剂, 该处理剂由钛或锆化合物、植酸、硅胶或成膜剂组成理后的金属材料, 可不需水洗, 直接于120°Ｃ干燥,最后涂以醇酸树脂密胺漆。
经盐雾试验发现, 该有机涂层附着力和金属材料抗蚀性远优于常规的铬酸盐处理法。
该专利提供用于镀锌板的表面处理剂为:(ＮＨ4)2ＴｉＦ61.0%,50%植酸溶液为1.6%, 硅胶2003.0%, 去离子水94.4%。
2.11镀锡板的防蚀以各种植酸盐进行表面处理后的镀锡板有良好的抗氧化性、耐磨性和焊接性, 可抵抗硫所引起的黑斑, 并且有极佳的外观。
日本浮田恒夫等人提出了一种无铬电镀锡罐表面处理方法。
其处理液由磷酸0.5～10ｇ/Ｌ(以ＰＯ4计)、植酸或植酸盐0.2～2ｇ/Ｌ和氯化钠、氯化钙、氧化物等组成, 处理后的镀锡罐抗蚀性优于铬酐法。
专利介绍了一种镀锡板表面处理方法。
2.12防腐涂料添加剂在防腐涂料中加入少量植酸及其盐, 能提高涂料的附着力和抗蚀能力。
2.13其他植酸还能用于铝及铝合金表面处理,欧洲专利ＥＰ78866介绍了一种处理液配方。
用该处理液处理的铝及铝合金, 经盐雾和耐湿热性试验, 证明有极强抗蚀能力。
此外, 植酸还可用于钢板单面镀锌, 日本专利ＪＰ8263671报道了一种钢板单面镀锌的方法。
3.结论植酸以其独特的理化性能, 可在金属表面形成坚固致密的保护膜, 抑制金属的氧化腐蚀, 广泛应用于金属表面处理。
提高产品质量, 降低生产成本, 减少环境污染, 对提高经济效益和社会效益有着不可估量的作用。