昂凃水性三合一前处理液

一、水性三合一金属表面前处理液简介

水性三合一金属表面前处理液系列产品包含多项专利技术。在钢铁等金属件表面处理方面具有绿色环保、使用简便、综合性能优良的特点。 

特殊的清洗能力能去除钢铁金属表面 A/B/C/D 类锈蚀，清洗钢铁金属表面氧化皮，焊点氧化皮。

        水性三合一金属表面前处理液系列产品不含有铅、汞、锰、铬、镉等重金属离子；不含氟等对自然环境有严重污染的有毒有害化合物质。 

产品已通过 ROHS 环保检测，且检测指标符合 REACH 标准。本产品在用于钢铁等金属的表面前处理，可在钢铁表面形成自组装膜层，膜层能起到工艺间防锈的功能，形成的自组装膜层与钢铁表面的附着力达 1 级以上（ISO  检测法），增强与涂装材料的结合力，并提高金属的抗腐蚀能力，与多种材质配方涂料、油脂类兼容性均有优越的表现，不影响后道油脂防护、涂装工艺。 

       本产品在施工时操作简便，无特殊工艺要求，并适用于多种复杂环境下的施工工艺。  

二、水性三合一金属表面前处理液应用范围

产品替代传统采用盐酸、硫酸等酸洗磷化液进行钢铁金属表面前处理工艺。适用于大部分钢铁制品表面前处理。不锈钢、铝合金的后表面处理。也可以用于木材的防虫封闭处理，玻璃、瓷砖、表面清洁、除锈、除垢处理。管道及锅炉等内部除垢、除积炭及除锈防腐处理。特别适用于涂刷耐火、耐高温漆的物件表面前道处理。 经过多功能金属表面清洗剂进行表面处理过后的产品，可进行喷涂、电泳、镀锌、发黑、油脂防护等后防腐工艺。

应用于以下行业领域的钢铁制品生产环节：小五金制品、模具制造养护 、大型钢结构、钢材拉丝、索具制造、造船工业、机械设备、金属管道、铝合金表面清洗、不锈钢表面清洗、各类锅炉管道除垢、积炭、除锈防腐处理等。

三、水性三合一金属表面前处理液工作原理

    钢铁表面上的氧化铁皮（FeO、Fe2O3、 Fe3O4）都是不溶解于水的氧化物，当把它们和酸接触时，这些氧化物就会分别与多功能金属表面清洗剂发生一系列化学反应。 

（1） 渗透剥离、溶解反应

氧化物皮具有疏松、多孔和裂纹的结构，多功能金属表面清洗剂溶液在与氧化物起化学反应的同时，也通过氧化物中间的孔洞裂隙渗透并与钢铁基体的铁起瞬间化学反应。金属表面氧化铁皮外层结晶氧化铁（Fe2O3）被清洗剂液分子溶解成盐脱除后，水性三合一金属表面前处理液中溶液快速浸入磁性氧化铁皮（Fe3O4）结构层中，使中层氧化铁皮体积膨胀，在平行于金属表面方向上产生一种压应力作用于内层氧化铁皮，同时产生一种使中层氧化铁皮从金属表面上脱落的拉应力。从而在水性三合一金属表面前处理液作用下，在氧化铁皮内层和中层之间由中层氧化铁皮体积膨胀而产生的压应力和拉应力合成为内应力。当内应力小于中层磁性氧化铁皮（Fe3O4）同金属表面附着力时， 氧化铁皮产生裂缝而未脱落。当内应力大于氧化铁皮与金属表面附着力时，氧化铁皮则从金属表面上片状脱落下来。 

本阶段金属表面中层磁性氧化铁皮由于层厚大于外层结晶氧化铁皮层厚，在一定时间周期内除锈效率平缓。当本产品溶液完全浸入中层氧化铁皮并使其膨胀产生内应力，内应逐渐增大至大于其附着力时，则中层氧化铁皮快速剥离脱落，也就是在多功能金属表面清洗剂刚开始接触氧化物的很短时间内，整个氧化物层就机械式的溶解脱落。除锈速率快速增高。除锈总量增大。

多功能金属表面清洗剂在钢铁表面会有非常微弱的的反应，这种反应可以根据需要及钢铁的型

号和成分进行反应程度的控制，包含总酸或其他成份等参数的调整设置。这种反应可以理解为机械作用引导而开始的溶解反应。水性多功能金属表面清洗剂产品 ph 值可以控制在 1-4，弱酸性产品， 避免后腐蚀现象。 

（2） 中和作用 

钢铁表面氧化物中各种铁的氧化物与多功能金属表面清洗剂发生化学反应，生成溶于水的铁盐而溶解于多功能金属表面清洗剂溶液内，从而把氧化物从钢铁表面除去。这种作用我们称之为中和反应作用。 

（3） 还原反应 

钢铁及氧化物与多功能金属表面清洗剂的弱酸反应时，产生极少量氢原子，氢原子靠其化学活泼性及很强的还原能力，将高价铁的氧化物和高价铁盐还原成易溶于酸溶液的低价铁氧化物及低价铁盐。 

（4） 原电池效应 

氧化物在和多功能金属表面清洗剂进行反应过程中的电化学溶解，由于形成了氧化皮铁的局部原电池，从理论上说可以进行三种反应：  

Fe3+ + e → Fe2+  

三价铁离子按电化学机理还原为二价铁离子。H++ e → [H] 2[H] → H2 

氢离子放电，与氧化物按化学机理反应，被氢原子还原，在此过程中，匹配相当的缓蚀剂，使无氧化物反应的氢离子第二反应时自动选择缓蚀剂并形成分子氢溢出，保护了基材,不产生氢脆现象。 

（5） 催化反应 

由于氧化物的惰性及组成的复杂和多变性，总使反应不能完全进行，需要以醇类物质衍生物为主的一系列催化反应来促进。包含氧化铁本身催化从而引起晶型等自身的转化，从而与其他中和反应的催化剂一起作用，完成全部的反应。 

四、水性三合一金属表面前处理液工艺参数

PH 值 1~3

浓      度 100%原液使用

密      度 1.18±0.02

导  电  率              63.8ms

干 膜 厚度              0.2-0.3μm

成      份              无机表面活性剂，植酸，界面活性剂，乳化剂。

功      能              除锈、除油、抑锈、缓蚀

时     间 1~45min（根据实际处理工件锈蚀等级及氧化皮情况而定） 温     度 常温 10℃ 以上（液体温度在 45℃±5℃时使用效果最佳） 除 锈 力 A/B/C 类，氧化皮

转化膜外观 见试验后膜颜色膜层（颜色随机生成，与钢铁成份配方有关）

五、水性三合一金属表面前处理液浸泡使用工艺

本产品在浸泡工艺使用过程中，按照以下工艺顺序操作执行：

除油---清洗---水性三合一金属表面前处理液表面处理----清洗 烘干 

1、除油工序：

水性三合一金属表面前处理液，由其特殊的结构特性而具有超强的渗透功能，对于分子结构致密、溶解度超低的油膜层、结晶氧化铁皮层，清洗剂均能快速渗透进入磁性氧化铁皮层，使其膨胀而产生内应力，终将其从金属表面剥离下来。同时将附着在中层氧化铁皮以外的外层氧化铁皮及油膜层一拼剥离下来。这一附加剥离作用保证了单条工序同时将金属表面的氧化铁皮层、油膜层、杂

质层全部清除干净。

    2、清洗工序：为防止除油过程中的碱性物质带入到后道清洗剂池中，影响清洗剂的功能。

3、多功能金属表面清洗剂处理池提高效能辅助措施：附加超声波振动，液体循环，加温设备： 金属表面前期净化处理过程中，被处理金属物件在处理池（槽）中静浸，溶液将平缓静态与金

属表面氧化铁皮互相作用，产生化学反应，平缓达到除锈目的。如果对池中溶液进行机械搅拌、声波振动、喷淋扰动，则附着在金属表面的氢气泡和铁盐被及时清除，不断更新金属表面的溶液，并使溶液成分有效均化，减少与金属表面接触阻力，强化溶液与氧化铁皮互相作用产生反应，快速高效清除金属表面氧化铁皮，达到净化处理目的。所以在溶液池中增设外力搅拌、振动、喷淋设施， 对于提高除锈效率是有显著效果的。 

对于无法增加超声波振动设备的池子，采用循环加热系统，给液体辅助加热至 45℃±5℃，提高液体中的分子活动力并加速分子渗透，同时增强高工件表面的氧化物的内应力，在物理作用下加快氧化物的分解脱落从而达到提高除锈效率。 

    4、清水清洗工序：根据实际需求设置，在金属表面清洗剂处理过后的工件表面有部氧化物生成的铁盐，如果直接进入到油性涂料喷涂工艺施工可作为涂料的填料使用，本道工艺可以省略。如果后道工艺采用电泳、水性涂料、热镀锌等则需将表面铁盐清洗干净。 

    5、烘干：参照以上第 4 点实际应用情况后进入烘干工序。液体为水性在清洗后表面液体在空气湿度大的环境下无法快速干燥，进入快速干燥的工序能提高工件的防锈能力。 

六、水性三合一金属表面前处理液使用方式

鉴于钢铁构件大小，施工环境的不同使用方式也不同。主要有：浸泡，喷淋，擦拭，涂刷等施工方式。 

（一）、室内浸泡方式表面前处理工艺（替代传统磷化酸洗工艺）

1、钢铁表面处理剂选择准备

根据预处理钢铁表面处理要求选择相对应型号的多功能金属表面清洗剂系列表面处理剂产品。将多功能金属表面清洗剂进行配置。

2、工具设备和用品准备

超声波震板、除油液体池（重油污除油）、超声波池、液体加热设备、吊装设备、液体过滤设备（滤网目数 400-500 目）、锤子、打磨设备、钢丝刷、刮刀、砂纸、塑料防护眼镜或面罩、口罩、手套、工作服、胶鞋、通风设备等。 

3、技术准备

（1） 样板： 

对处理产品进行取样试用，若是与要求有差异，需进行适当的调整。施工面积较大时，应按设计要求做出样板（拍照或取样回本公司存档）。经设计、建设单位认可，作为验收依据。 

（2） 表面预处理： 

新的工件表面无污染、杂质粘附的可直接备用。表面有污染的工件，先将金属物表面的盐份、粉尘、油污、瘤状铁锈、壳状铁锈、氧化皮虚浮层等处理干净（建议水冲、锤敲、刮铲、布搽、打磨、喷砂、抛丸、火喷等）预处理表面必须整洁、干燥、均匀、无起壳。

（3） 液体池设置 

       液体池设置按顺序分为：表面脱脂池---清水池---综合处理池（多功能金属表面清洗剂 系类表面处理剂池）---清水池（清水池可根据实际工艺情况需求而定）。表面脱脂池的设 置为减少油污带入到综合清洗池，避免工件出水时油污粘附到工件表面影响后续的涂装工艺。 

（4） 液体槽配置 

将超声波池或液体槽中添加已配对型号的多功能金属表面清洗剂系类表面处理剂，至合适的液面高度。若是液体槽或池子中无超声波震板，在槽中加入超声波震板辅助，提高生产

效率。超声波功率选择：每一立方液体配置总功率 2kw-4kw，振子频率 28KHZ。

池子容积大的，考虑节能无法大量添加超声波设备的，可采用液体加热设备，液体温度控制在 45℃±5℃左右效果最佳。 

（5） 工件起吊设备 

采用行车，电动葫芦，提升机，焊接合适尺寸的吊篮、挂架等，工件之间需要有间隔， 防止工件堆叠而造成液体与表面无法完全接触反应，引起表面处理不到位现象。

（6） 液体监测调配 

     参照第七监测与调配。

（7） 废渣清理 

        设置循环过滤系统，将池中液体及时循环过滤废渣。循环系统采用液体循环泵加 400 目-500 目无机材料过滤网，及时清理过滤网，废渣收集统一放置。若是不配置液体循环系统过滤，在生产一定周期后，用工具在液体池底部试捞，视废渣沉淀厚度，及时清理。清理时将整池液体静置 6 小时以上，待悬浮杂质沉淀后，抽取表面液体，然后将底部淤泥清出， 收集并统一存放待后期处理。 

（8） 油水分离系统 

       轻度油污工件直接清洗时，多功能金属表面清洗液会将油污清洗并分散在液体表面，需配置油水分离系统，或撇油装置及时清理油污，避免工件出水时油污粘附到工件表面影响后续的涂装工艺。

（9） 现场生产人员 

现场可以不配置专业技术人员时时监测，但施工班组应有技术负责人，主要操作人员须经本工艺施工技术培训，合格者方可上岗，辅助工应有专人指导。 

（二）、室内大型构件喷淋、涂刷作业工艺技术要求：

1、钢铁表面处理剂准备

根据预处理钢铁表面处理要求选择相对应型号的多功能金属表面清洗剂系类表面处理剂产品。

2、工具和用品准备

锤子、打磨设备、钢丝刷、刮刀、砂纸、油漆刷、塑料桶、辊筒、无纺抹布、空压喷涂设备、遮挡板、遮盖纸、塑料防护眼镜或面罩、口罩、手套、工作服、胶鞋、脚手架、安全带、通风设备等。 

3.1 涂刷作业技术准备

（1） 基层预处理 

先将金属物表面的盐份、粉尘、油污、瘤状铁锈、壳状铁锈、氧化皮虚浮层等处理干净（建议高压射水冲、锤敲、刮铲、布搽、打磨、喷砂、抛丸、火喷等）预处理表面必须整洁、干燥、均匀、无起壳。 

（2） 样板 

施工面积较大时，应按设计要求做出样板（拍照传回本公司存档）。经设计、建设单位认可后，作为验收依据。

（3） 现场 

脚手架与涂装表面距离适宜，架板要有足够的长度，须经有关安全主管人员报验合格后方可上架作业。

（4） 生产人员 

施工班组应有技术负责人，主要操作人员须经本工艺施工技术培训，合格者方可上岗，辅助工应有专人指导。

3.2 涂刷工艺程序 

本产品施工操作程序。

(1)施工操作方法

A. 预处理表面验收 

将表层浮锈去除，使预处理表层均匀，吸收性强，

B. 刷第一遍本产品可以在清理完毕的基层上用辊筒、无纺抹布（不掉毛）、毛刷或喷枪均匀地涂刷一至二遍本品打底，不可漏涂，也不能涂刷过多造成流淌或堆积。如有流淌或堆积的应及时清理均匀达到要求 。推荐干膜重≤2g/㎡（GB-6807 或 GB-9792）

C. 涂刷第二遍多功能金属表面清洗剂表面处理剂 

基层打底 10 分钟后涂刷第二道本品，用辊筒、无纺抹布（不掉毛）、毛刷或喷枪均匀地涂刷一至二遍本品，不可漏涂，也不能涂刷过多造成流淌或堆积。如有流淌或堆积的应清理均匀达到要求 。推荐干膜重≤4.0g/㎡（GB-6807 或 GB-9792）

D. 采用空压设备喷涂 

喷涂用压缩空气压力为；带罐吸上型喷枪＜1.0 公斤/平方厘米或，重力压送型喷枪＜1.0 公斤/平方厘米，以达到均匀的颗粒状，不应有雾化现象，并遵守以下要素施工。

E. 至此工件施工步骤为 1:等待后续涂装，2:转入仓储状态：根据保存的时间要求可以考虑选择本公司补强剂。 

4.1 喷淋作业技术准备

（1） 基层预处理 

先将金属物表面的盐份、粉尘、油污、瘤状铁锈、壳状铁锈、氧化皮虚浮层等处理干净（建议水冲、锤敲、刮铲、布搽、打磨、喷砂、抛丸、火喷等）预处理表面必须整洁、干燥、均匀、无起壳，吸收性强。 

（2） 样板 

施工面积较大时，应按设计要求做出样板（拍照或取样传回本公司存档）。经客户单位认可后，作为验收依据。

（3） 现场 

    设置喷淋室，液体回收槽，回收液体经沉淀过滤后可重复循环使用，液体监测可参照第七、槽液监测方法。喷淋室设置工艺流程：表面除油喷淋----清水喷淋 多功能金属表面清洗

剂喷淋----清水清洗喷淋（视具体工艺要求选择） 烘干 

（4） 生产人员 

施工班组应有技术负责人，主要操作人员须经本工艺施工技术培训，合格者方可上岗，辅助工应有专人指导。

（三）、室外大型钢铁构件施工工艺  

1、适用范围

本工艺适用于在船舶、钢结构建筑、管道、储油罐、储气罐及桥梁等基材上进行室外施工。

2、 施工准备

    （1）材料准备

         根据预处理钢铁表面处理要求选择相对应型号的多功能金属表面清洗剂系类表面处理剂产品。

    （2）工具和用品准备参考

         钢丝刷、刮刀、砂纸、油漆刷、塑料桶、辊筒、无纺抹布、喷涂设备、遮挡板、              遮盖纸、塑料防护眼镜或面罩、口罩、手套、工作服、胶鞋 脚手架 安全带、通风设备等 

（3） 技术准备 

a. 基层检查验收  

  先将金属物表面的盐份、粉尘、油污、瘤状铁锈、壳状铁锈、氧化皮虚浮层等处理干净（建议水冲、锤敲、刮铲、布搽、打磨、喷砂、抛丸、火喷等）预处理表面必须整洁、干燥、 均匀、无起壳。 

b. 样板 

施工面积较大时，应按设计要求做出样板（拍照传回本公司存档）。经设计、建设单位认可后，作为验收依据。

c. 现场 

为获得最佳效果，现场注意天气预报，避免在雨雪来临前作业。湿度≤85%，温度≥10℃。 脚手架与涂装表面距离适宜，架板要有足够的长度，须经有关安全主管人员报验合格后方可上架作业。 

d、人员

施工班组应有技术负责人，主要操作人员须经本工艺施工技术培训，合格者方可上岗，辅助工应有专人指导。

(4) 工艺程序操作方法 

A. 预处理表面验收 

  表层浮锈去除，使预处理表层均匀，吸收性强。

B. 在清理完毕的基层上用辊筒、无纺抹布（不掉毛）、毛刷或喷枪均匀地涂刷一至二遍本品， 不可漏涂，也不能涂刷过多造成流淌或堆积。如有流淌或堆积的应清理均匀达到要求。 

C. 等待后续涂装或者转入仓储状态：根据保存的时间要求考虑选择本公司补强剂 

七、水性三合一金属表面前处理液液体监测与调配

（一）酸度 PH 监测：

金属表面处理提高清洗剂浓度和温度均能提高金属表面的氧化铁皮的清除速度。当溶液浓度达到一定值满足氧化铁皮综合作用所需当量值时，会使气、液界面传质增强、液体蒸发量增多，浪费溶液，作业环境卫生条件变差。实际生产时选用合理溶液浓度和工作温度，使金属表面前期处理工作在最佳工况状态下工作。

（二）除锈能力及除锈时间的波动影响因素：

金属材料中除铁原子外，还含有其它元素的原子。在这些元素中，钙、镁元素会使氧化铁皮变得疏松。使溶液很容易渗入到氧化铁皮内部与富氏体的氧化铁和基铁接触，得净化处理。部分元素例如 SiO2、Gr2O3 等会使氧化铁皮变得致密，使清除净化过程中的溶解作用、渗透作用、还原作用极大减弱，甚至完全失效。

金属材料含有铝元素时，虽然生成的氧化铁皮致密性较强，但金属材料生成的氧化物易于溶解， 则含铝钢材易于清除表面氧化铁皮。 

金属材料中碳含量对于氧化铁皮清除速度有着明显影响。金属表面氧化铁皮的除锈速度随着钢材含碳量的增加而加快，利于金属表面氧化铁皮的净化处理。 

从上述影响金属表面氧化铁皮净化处理因素分析中可知，金属表面氧化铁皮净化处理项目，将根据实际处理生产所选用的金属原材料原始条件，将相应水性三合一金属表面前处理液组分、浓度等参数进行合理配制。同时确定相应金属表面氧化铁皮净化处理工艺流程、净化处理运行工况条件和运行参数，确保水性三合一金属表面前处理液在高效、经济、安全、可靠状态下工作运行。 

在实际使用过程中，除锈时间需根据不同原材料制成的工件来确定，当原材料有变化时，不可根据往常数据为依据。可进行预先除锈实验确定清洗参数。 

（三）液体调配：

1、槽中加入除锈原液至规定容积液面高度。

2、工作槽中的原液工作周期内原液容积液面高度因自然损耗使液面下降 5cm-10cm 时，须补充添加原液到工件处理需求规定容积数量。

3、采用对氟离子稳定的 PH 值计，液可以采用精密 PH 试纸，测定溶液的 PH 值（PH 值控制在

1~4 之间）。

4、工作槽中的溶液经过一工作周期（4 小时）后，需要先检测 PH 值，PH 值变化为≧4 后，每

1000 ㎏加 B 液体 1L 至工作槽中与原液混合搅拌均匀。

八、水性三合一金属表面前处理液清洗后的工件储存

当工件经过金属表面清洗剂处理后，未及时进入后道工艺防腐涂装时，请在工件从液体中取出后及时烘干。并在干燥室内密封保存。禁止放于未做任何防护措施的户外、潮湿环境下。 

经过一段时间储存的工件取出时，若有返锈的点可直接用清洗剂原液直接擦拭。若应天气变化， 工件取出时有表面水汽返潮现象的，请及时烘干。因储存不当返锈的工件，可直接用液体重新浸泡处理。 

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