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    中 低 溫 型 皮 膜

    一?前言:

    金屬表面處理在國內的塗裝界並不是很陌生的名詞,但處理技術上的好是深深地影響到塗裝的後續動作,表面處理的愈完美,塗膜的附著性愈良好,塗膜層的耐久性也愈良好。


    二?目的:

    1.在短時間內,即能在金屬素材表面形成一層強韌?細緻?平滑的防銹層。

    2.提供具有三維網狀的溶膠結構以提高塗料的密著性。

    3.在漆膜下再提供一層薄膜來遮蔽防止漆膜破壞時腐蝕進行擴散。


    三?化成處理基本管理: 

    一般忽視化成處理功用的人,大多數是因未瞭解其生成的原因,及因生成的皮膜多為塗抹所覆蓋,無法捕捉洞察其實體起因而不予重視,其實瞭解原因之後管理方能進入軌道。

    脫脂徹底處理乾淨後,化成工程中在素材進行反應,約有20~50 nm程度的厚度,為無色~紫藍色~金黃色(干涉色)的細微皮膜形成.單獨皮膜不具備長時間的耐蝕性,但塗裝後其密著性?耐蝕性所連帶效果則非常大。


    四?以下為各工程原理簡單敘述:

    1.鹼性脫脂

    使用含有介面活性劑的鹼性清洗劑清洗素材,以去除附著在素材表面妨礙皮膜化成的防銹油或污物,使素材表面形成親水性。

    2.無磷轉化膜

        是金屬在酸性溶液中的電化學反應與惰性氧化物膠體在金屬(鐵、鋅、鋁及其合金)表面,凝聚沉積轉化成具有納米級的複合金屬氧化物膜層,而具有ZrO2的轉化膜處理是在酸性H2ZrF6溶液裏進行,主要反應如下:

    (1)酸蝕反應:

    主要利用金屬氟酸的水解反應在金屬基材表面形成一種化學性質穩定的無定型氧化物,通過加入氧化劑和螯合劑,促進此水解反應的進行,從而獲得性能良好的金屬表面皮膜。

    Fe+3HF→FeF3+3/2H2                       (1)

    H2ZrF6 + Me + 2H2O → ZrO2 + Me2+  + 6HF   (2)

    Me:Fe、Zn、Al金屬基材

    也就是說,通過反應方程式(1)所表示的腐蝕反應,HF被消耗,使方程式(2)的平衡向右移動,於是形成ZrO2,作為本項技術所獲得的表面處理膜的主要化合物,所獲得的膜是Zr的氧化物和氫氧化物。

    (2)惰性氧化物的反應

    1.水解反應

    ZrOCl2 + 2H2O → ZrO(OH)2 + 2HCl

    氫氧化鋯是一種白色凝膠,可溶解在稀酸中,並生成溶膠

    2.縮聚反應

    Me≡Zr-OH + HO-Zr≡Me → Me≡Zr-O-Zr≡Me + H2O

    上述反應根據溶膠-凝膠原理,形成一種ZrO2-Me-ZrO2 的溶膠粒子結構,溶膠粒子具有很強的凝聚功能。隨著反應的進行,逐漸形成三維網狀的ZrO2-Me-ZrO2溶膠結構,凝聚沉積產生具有納米級的ZrO2轉化膜。

    轉化皮膜能迅速生成細微?緻密的皮膜.不含磷是其優點,能於廢水處理帶來便利性及降低廢水處理成本


    3.水洗

    脫脂?化成後皆設有水洗工程,以去除工件表面反應後剩餘的脫脂液?化成液,以避免污染下一工程.化成最后一道水洗如没采用纯水或产品容易兜水,则需要落实人员吹水。


    五?使用藥劑:

    1. 鹼性脫脂劑      25Kg/包

    2. 無磷轉化劑      25Kg/桶


    六?測驗藥劑:

    1. 0.1N  NaOH

    2. 0.1N  HCL

    3. P.P.    指示劑

    4. B.P.B.   指示劑


    七?測驗器具:

    1.吸球

    2.吸管   10ml  ,  2ml

    3.錐形瓶   250ml

    4.PH試紙

        

    八?使用流程:


    九?建浴及管理方法:

    A.脫脂:

    1. 建浴方法: (1) 藥劑: 脫脂劑.

      (2)注入清水約八分滿.

      (3)使用槽每1000公斤添加

         脫脂劑: 30~40Kg.

     (4)藥劑加入後須攪拌,使藥劑

    完全融合。

    2.標準濃度: 全鹼度(TAL): 25~35 (POINT)。

    3.使用溫度: 20 ~ 45℃

    4.處理時間: 噴:2.5~ 3.5分鐘

                 浸:10±5.0分鐘

    5.管理方法:

    (1)取處理液10ml置於錐形瓶中,加P.P指示劑3~5滴,以0.1N HCL標準溶液滴定,滴定至粉紅色呈無色為止,紀錄滴定消耗之ml數。

    (2)上述步驟完畢,同一杯溶液再加B.P.B.指示劑3~5滴,以0.1N HCL標準溶液滴定,滴定至呈金黃色為止,紀錄滴定消耗之ml數。

    6. 補給方法:

         1.2×T×(標準濃度__測定濃度)  = 補給量Kg

    7. 注意事項:

    (1)當溫度低於20℃以下時.必需加溫以使脫脂效能保持Z佳狀況。

    (2)脫脂不完全時會影響皮膜化成,其最終材料表面形成青紫色。

    (3)油脂含量不多而全鹼度(TAL)太低時補充脫脂劑即可,若油脂含量過高或已老化時,添加脫脂劑無法發揮脫脂效果時,應予整槽廢棄重新建浴。

    (4)本藥劑屬中低溫型,勿加熱過高以免自行分解,而影響脫脂效果。

    (5)當(TAL)/(FAL)低於0.4時,表示已漸老化,視狀況更新。


    B. 脫脂後第1水洗:

    1.使用溫度: 常溫.

    2.處理時間: 30 ~ 60秒

    3.管理方法:

    (1)維持水質清潔及溢流更新。

    (2)PH值應維持於8~ 9之間。


    C. 脫脂後第二水洗:

    1.使用溫度: 常溫.

    2.處理時間: 30 ~ 60秒

    3.管理方法:

    (1)維持水質清潔及溢流更新。

    (2)PH值應維持於7 ~ 8之間。


    D. 皮膜化成:

    1.建浴方法: (1) 藥劑: 皮膜劑。

                 (2) 注入清水約八分滿。

    (3) 使用槽每1000公升,添加皮膜建浴劑: 20 ~ 25Kg。

    2.標準濃度: P P:1.0~ 2.5 (POINT) 

                PH值控制: 4.0~5.5

                使用溫度 : 20~35℃。

                處理時間 : 3.0~5.0分鐘。(浸)

                          1.0~2.0分鐘。(喷)

         成膜颜色 : 無色~紫藍色~金黃色(干涉色)      

    3.管理方法:

    (1)取處理液10ml置於錐形瓶中,加入P.P指示劑3 ~ 5滴,以0.1N NaOH標準溶液滴定,滴定至呈淡粉紅色為止,紀錄滴定消耗之ml數。

    (2)取PH試紙測試槽液PH值。

    4.補給方法:

    皮膜化成計算公式:

    T×(標準濃度–測試濃度)×20 =補給量 Kg

    5. 視含鐵離子量(二价Fe<0.1g/L),建議6個月更換槽液一次(滿掛上線以8小時計),故槽子裝置迴圈過濾能延遲更換頻率。


    E. 化成後第1水洗:

    1.使用溫度:常溫。

    2.處理時間: 1~2分鐘。

    3.管理方法:

    (1)PH值應維持在6 ~ 7之間。

    (2)保持水質清潔及溢流更新,如水質太差含有多量的雜質將使皮膜化成後的材料暴露於空氣中极易生銹。

    F. 化成後第二水洗:

    1. 使用溫度:常溫。

    2.處理時間: 1~2分鐘。

    3. 管理方法:

    (1)PH值應維持在6 ~ 7之間.

    (2)保持水質清潔及溢流更新,如水質太差含有多量的雜質將使皮膜化成後的材料暴露於空氣中极易生銹.


    十?老化判定:

    A.脫脂: P.P. / B.P.B. ≦ 0.4 

    B.皮膜: 無磷轉化藥劑,經不斷的改良,能有效的控制藥劑用量,且使用的愈久則藥       性愈穩定,唯需視槽液含鐵離子之量而進行更換槽液.


    十一?注意事項:

    1.烘乾後避免以手直接接觸,應以全新幹淨手套為宜,放置區應地面鋪紙以帆布覆蓋,已完成皮膜化成之材料物品,並避免水氣及酸氣.

    2.處理槽應以不銹鋼或以PVC塑膠製成的水槽,避免使用鐵製成的水槽以防止處理液與水槽自行反應.而化成槽建議裝置迴圈過濾

    3.不使處理面緊靠,以避免妨礙藥劑與處理面之接觸.

    4.遇有管狀處理品時,應於事先考慮管內是否能使藥水易於注入或流出,如遇有不完全密封之密閉管處理品時,應事先打孔,以便處理液易於注入,流出及幹淨.


    十二?操作員須知:

    1.作業時請穿著防護衣?橡膠手套?安全護目鏡.

    2.作業時通風良好的情況下作業,避免吸入粉塵?蒸氣?誤食等都必須格外注意.

    3.作業完畢時,將污染過的衣物用品,用大量清水洗淨.


    十三?急救處理事項:

    1.如作業過程不慎觸及皮膚,請立即用大量清水沖洗直至藥劑去除.

    2. 如急救時間延遲,則請用膠狀氧化鎂或牛奶狀的氧化鎂與幹油混合,塗抹 在傷口.

    3. 眼睛受污染則請用大量的清水沖洗10 ~ 20分鐘後送醫急救.

    4. 不慎誤食,先以大量的清水漱洗喉部外,並給予誤食者服入清水?牛奶或牛奶狀的氧化鎂物品予以中和,上述急救動作完成後迅速就醫.

    5. 避免兒童接觸造成危險.


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