磷化替代处理工艺成环保涂装前处理的重要技术

　　一直以来，家电产品的部分工件如果对防腐有着较高的要求，目前比较普遍的解决方案是在金属涂装前处理工艺中，使用一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜（这个过程简称磷化，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜），它和后道涂装一起保护家电等金属制品保证10年或以上的时间内不发生锈穿等问题。

　　尽管磷化的抗腐蚀等性能非常优异，但是它同时也产生诸多问题，比如能耗高、污染较严重、含有害重金属、废水处理较困难、容易在管壁及管道内结渣等一系列问题。随着科技的不断进步和环保要求的不断提高，更环保的金属表面前处理工艺正在全球范围内发展起来，目前这方面的研究工作集中在无毒环保磷化和完全摈弃含磷配方的全新工艺两个方面。

　　磷化及环保无毒工艺发展历程

　　磷化处理工艺，最早的可靠记载是英国Charles Ross于1869年获得的专利，至今已一个多世纪。磷化处理工艺的发展过程可分为以下几个阶段：

　　第一次世界大战之前，磷化工艺的基础阶段，这一时期完成了许多基本的发现，主要是在英国。

　　第一二次世界大战之间，大规模的工业应用阶段，此时磷化工艺的发展中心由英国转移至美国。这期间，美国的T.W.Coslet将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展。Parker防锈公司研究开发的Parco Power（帕克粉剂）配制磷化液，将磷化处理时间缩短至1小时，1929年Bonderizing又将磷化时间缩短至10分钟，1934年磷化处理技术取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。

　　磷化替代技术的发展

　　凯密特尔有关负责人称：‘过去60年，锌和镍两种金属离子是磷化的核心，日益严格的环境政策以及不断提高的镍和锌原材料价格，成为开发合适的替代品的驱动因素。人们首先对纳米颗粒、锆、钛、聚合物以及其他金属离子的单体及相互之间的合成物进行评估，最后决定开发替代磷化的新转化膜，这种替代品应该不含磷酸盐及其他传统的重金属离子或受RoHS等规定限制的金属离子，各处理工艺所含离子浓度都少于当前的磷酸锌工艺，从而节约能源和水，满足当今前处理行业的性能要求，膜重量不超过传统的磷酸锌膜，范围在20~200mgm2。’

　　发展前瞻

　　业内专家称，随着人们对环境保护的越来越重视，环保涂装取代传统涂装已经成为了一种趋势和发展方向，而且这个发展速度正随着中国家电行业的日渐成熟而越来越快。刘万青表示，近一两年，国内家电企业环保意识普遍增强，对环保涂装前处理工艺的接受度大大提高，预计未来2~3年内，磷化替代处理工艺将取代传统工艺30%~40%的份额。

　　‘虽然硅烷等纳米转化膜是未来几年取代磷化比较理想的工艺，但是并不是涂装技术发展的终点。’上海凯密特尔化学品有限公司销售主管陈胜认为，无论是汽车车身板还是家电板，现在采用的涂装工艺一般是：脱脂、磷化前处理、电泳，但是在新技术不断发展逐渐成熟的过程中，新的涂装工艺会改变为：脱脂、纳米转化膜、电泳。随着科技的不断发展，人们总是在寻求更加简单、短小、更经济的处理方式，科学家们走在技术发展的前列，凯密特尔等前处理公司已经开始着手新的‘二合一’的技术，这种新技术可以讲涂装工艺简化为：脱脂、‘二合一’涂层。

　　这种‘二合一’的工艺将金属前处理和电泳合二为一，简化了涂装工艺，减少了操作步骤，减小了设备数量及占地面积，在技术实现上也存在可行性，是涂装业很有前途的发展趋势。

　　陈胜称，金属工业也在不断发展，镀锌层的质量也在不断提高，质量更好的镀锌层及后续的转化涂层及耐腐蚀保护涂层的工艺也会相应的不断改进。未来，家电厂可以从钢厂买来可直接使用的耐腐蚀性能良好的钢板，生产工艺将更精简、更环保，成本也将更低。