摘 要：傳統(tǒng)的著色劑一般能耗比較大，污染相當嚴重，而且要求設備精良。近些年來，國外開發(fā)了一系列磷化著色的新工藝，提高了樣品的裝飾性能和抗蝕性能，降低污染，設備簡單易操作，有著廣泛的應用前景。本文通過制備水溶性丙烯酸樹脂應用在金屬表面磷化膜的著色，以此制備彩色磷化膜，提高制品的光潔度，耐腐蝕性能。并探究色料含量、浸漬著色時間、烘干溫度等因素與著色膜性能的影響。

關鍵詞：水溶性丙烯酸樹脂 表面處理 著色 磷化膜

一、前言

近年來，磷化法已經(jīng)應用在各種防腐蝕工藝中，采用磷化的方法，使金屬表面生成磷化膜，以此提高材料的抗腐蝕性，提高光亮度，提高耐老化性。常規(guī)的磷化工藝生成的磷化膜只是起到了防腐蝕的作用。制備水溶性丙烯酸樹脂應用在金屬表面磷化膜的著色，探究其對金屬樣品性能的影響。

水溶性丙烯酸樹脂為水性涂料，與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比較而言，水性涂料價格低、使用安全，節(jié)省能源和資源，對環(huán)境的污染小，已經(jīng)成為當前發(fā)展涂料工業(yè)的主要方向。水溶性丙烯酸樹脂涂料是水性涂料中發(fā)展速度最快、品種最齊全的無污染型涂料。丙烯酸類水溶性樹脂是水性油墨的連接料 ， 在水性油墨制備過程中影響水性油墨性能，應用比較廣泛。選用水溶性丙烯酸樹脂具有較高的光澤度、耐化學性、耐水性、耐熱性、耐候性和耐污染性，因此以此作水性油墨的連接料，無論在合成高分子乳液時還是在直接分散溶解時都能表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。

本實驗首先制備出水溶性較好的丙烯酸樹脂，然后以此為原料，將其應用在金屬表面磷化膜的著色，以此制備彩色磷化膜，提高制品的光潔度，耐腐蝕性能。并探究色料含量、浸漬著色時間、烘干溫度等因素與著色膜性能的影響。

二、實驗部分

1.水溶性丙烯酸樹脂的制備

1.1 原料規(guī)格

1.2 實驗步驟

2.磷化膜的制備

2.1原料規(guī)格

化學分析純?yōu)楸?、鹽酸、草酸、硝酸鋅、碳酸鈉、氧化鉻；著色劑用上一步制備的水溶性的丙烯酸樹脂；色漿；金屬制品是離合器片（08F鋼）

2.2磷化膜的制備及測試

金屬試樣首先用丙酮除去表面油脂，然后用碳酸鈉溶液洗滌，再用水清洗一遍，清洗完畢后將試樣放入磷化液中磷化一定的時間，然后將樣品拿出在去離子水中沖洗。磷化后的樣品在氧化鉻中退膜處理20分鐘，然后水洗干燥，稱量磷化膜的重量，測算磷化膜的厚度，硬度。用鹽霧試驗機對其抗蝕性進行測定。磷化膜的牢固程度通過洗滌的方法來判定，如果水洗30分鐘，磷化膜掉色，表示磷化膜不牢固，如果水洗后不掉色，再用洗滌劑洗，能洗掉表示比較牢固，如果洗滌劑30分鐘內(nèi)都沒有洗掉，其磷化膜就為牢固。

三、實驗結果與討論

從表 1中可以看出溫度對磷化膜的影響 ，隨著溫度的升高，膜重不斷增加，磷化膜的厚度也不斷增加，磷化膜的硬度不隨溫度的變化而變化，因為磷酸鹽的硬度由其本身晶粒決定，隨著溫度升高，晶粒運動加劇，同時加快沉積，但對其硬度不會產(chǎn)生影響。同時隨著磷化溫度的增加，磷化膜的抗蝕性能不斷增強，當溫度高于60°C以后，磷化膜的抗蝕性能達到最大，隨著溫度的升高，硬度保持不變。在磷化溫度為60°C時，磷化膜表面有光澤，且磷化均勻，有比較牢固的色彩度。所以最適合的磷化溫度應該在60°C左右。

從表2可知 ，在60°C的磷化條件下，隨著磷化時間的延長，磷化膜的厚度逐漸增加，增加速率開始比較快，磷化時間 在5分鐘以后，磷化膜厚度增加的速度比較慢，因為金屬制品內(nèi)部對潔凈的顆粒有較強的吸附作用。由表2可以得出結論，為了得到較大的磷化厚度，磷化時間應該為7到8分鐘。

從表3可以看出，磷化液種類對磷化膜的影響。將硝酸鋅替換為磷酸二氫化納，在游離酸度為500mmol-1的條件下，制備出的磷化膜性能可以從表3中看出。錳系磷化膜比鋅系磷化膜的顆粒比較均勻，比較容易著色，而且有光澤，錳系磷化膜比較致密。由此可以看出，

金屬制品的離合片用錳系磷化膜比較好，防腐蝕性能高，致密有光澤，磷化膜比較牢固。其磷化液的組成為：

磷化膜不僅要有較強的耐蝕性，較高的光澤度，還有一定的裝飾性，所以，通過對磷化膜進行著色處理，可以形成各種不同色彩的磷化膜，單色、雙色、多色。通過對樣品進行C，N共滲，以及進行鹽霧試驗，控制水浸抗銹時間，可以制備出不同色彩的磷化膜，不僅具有較強的抗蝕能力，而且美觀，裝飾性能好。

四、結論

丙烯酸樹脂的轉化率在92.2%以上，而且具有較好的水溶性，制備丙烯酸樹脂過程中，溶劑為異丙醇，這樣所制的的樹脂粘度比較適中，而且氣味比較小，制品清澈透明?；钚越宦?lián)單體丙烯酸的引入，對增強丙烯酸樹脂的附著性起著重要的作用。而且將所制成的樹脂胺化，得到的丙烯酸樹脂水溶性更好。

磷化條件對磷化膜的性能有著重要的影響，隨著磷化溫度的升高，磷化膜的重量、厚度、抗蝕行等都有提升；磷化時間的延長能夠增加磷化膜的厚度，并且磷化膜增加的速率由大到小，當溫度達到一定的值以后磷化膜的厚度增加緩慢；錳系磷化膜相比鋅系磷化膜顆粒均勻，有光澤，并且著色比較牢固。