摘 要：傳統的著色劑一般能耗比較大，汙染相當嚴重，而且要求設備精良。近些年來，國外開發了一係列磷化著色的新工藝，提高了樣品的裝飾性能和抗蝕性能，降低汙染，設備簡單易操作，有著廣泛的應用前景。本文通過製備水溶性丙烯酸樹脂應用在金屬表麵磷化膜的著色，以此製備彩色磷化膜，提高製品的光潔度，耐腐蝕性能。並探究色料含量、浸漬著色時間、烘幹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 表麵處理 著色 磷化膜

一、前言

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

水溶性丙烯酸樹脂為水性塗料，與傳統的溶劑型塗料相比較而言，水性塗料價格低、使用安全，節省能源和資源，對環境的汙染小，已經成為當前發展塗料工業的主要方向。水溶性丙烯酸樹脂塗料是水性塗料中發展速度最快、品種最齊全的無汙染型塗料。丙烯酸類水溶性樹脂是水性油墨的連接料 ， 在水性油墨製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、耐候性和耐汙染性，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出優良的性能。

本實驗首先製備出水溶性較好的丙烯酸樹脂，然後以此為原料，將其應用在金屬表麵磷化膜的著色，以此製備彩色磷化膜，提高製品的光潔度，耐腐蝕性能。並探究色料含量、浸漬著色時間、烘幹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製備

1.1 原料規格

1.2 實驗步驟

2.磷化膜的製備

2.1原料規格

化學分析純為丙酮 、鹽酸、草酸、硝酸鋅、碳酸鈉、氧化鉻；著色劑用上一步製備的水溶性的丙烯酸樹脂；色漿；金屬製品是離合器片（08F鋼）

2.2磷化膜的製備及測試

金屬試樣首先用丙酮除去表麵油脂，然後用碳酸鈉溶液洗滌，再用水清洗一遍，清洗完畢後將試樣放入磷化液中磷化一定的時間，然後將樣品拿出在去離子水中衝洗。磷化後的樣品在氧化鉻中退膜處理20分鍾，然後水洗幹燥，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分鍾，磷化膜掉色，表示磷化膜不牢固，如果水洗後不掉色，再用洗滌劑洗，能洗掉表示比較牢固，如果洗滌劑30分鍾內都沒有洗掉，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，當溫度高於60°C以後，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，磷化膜表麵有光澤，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分鍾以後，磷化膜厚度增加的速度比較慢，因為金屬製品內部對潔淨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分鍾。

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，在遊離酸度為500mmol-1的條件下，製備出的磷化膜性能可以從表3中看出。錳係磷化膜比鋅係磷化膜的顆粒比較均勻，比較容易著色，而且有光澤，錳係磷化膜比較致密。由此可以看出，

金屬製品的離合片用錳係磷化膜比較好，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，控製水浸抗鏽時間，可以製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，製備丙烯酸樹脂過程中，溶劑為異丙醇，這樣所製的的樹脂粘度比較適中，而且氣味比較小，製品清澈透明。活性交聯單體丙烯酸的引入，對增強丙烯酸樹脂的附著性起著重要的作用。而且將所製成的樹脂胺化，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，並且磷化膜增加的速率由大到小，當溫度達到一定的值以後磷化膜的厚度增加緩慢；錳係磷化膜相比鋅係磷化膜顆粒均勻，有光澤，並且著色比較牢固。