一直（zhí）以來，家電產品的部分工件如果對防腐有著較高（gāo）的（de）要求，目前比較（jiào）普遍的解決方案（àn）是在金屬塗裝前處理（lǐ）工（gōng）藝中，使（shǐ）用一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜（這個過程簡稱磷化，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為（wéi）磷化膜），它（tā）和（hé）後道塗裝一起（qǐ）保護家電等金屬製品保證10年或以上的時間內不發生鏽穿等問題。

盡管磷（lín）化的抗（kàng）腐蝕等性（xìng）能非常優異，但是它同時也產生諸多問題，比如能耗高、汙染較嚴重、含有害重金屬、廢水處理較困難、容易在管壁及管道內結渣（zhā）等一係列問題。隨著科技的（de）不斷進步（bù）和（hé）環保要求的不斷提高，更環保的金屬表麵前處理工藝正在全球範圍內發展起來，目前（qián）這方麵的研究工作集中在無毒環保磷化（huà）和（hé）完全擯棄含磷配方的全新工（gōng）藝兩個方麵。

磷化及環保無毒工（gōng）藝發展曆程

磷化處（chù）理工藝，最早（zǎo）的可靠記載（zǎi）是英國Charles Ross於1869年獲得的專利，至今已一個多世紀。磷化處理工藝（yì）的發展過程可分為以下幾個階段：

第（dì）一次世界大戰之前，磷化工藝的基礎階段，這一時期完成了許多基本的發現，主要是在英國。

第一二次（cì）世界大（dà）戰之間，大規模的工業應用階（jiē）段，此時磷化工藝（yì）的發展中心由（yóu）英國轉（zhuǎn）移至美國。這期間，美國的T.W.Coslet將（jiāng）鋅、氧化鋅或磷酸（suān）鋅（xīn）鹽溶於磷酸中製成了第一個鋅係磷化液。這一研究成果大大促進（jìn）了磷化工藝的（de）發展。Parker防鏽公司研究開發的Parco Power（帕克粉劑）配（pèi）製磷化液，將磷化處（chù）理時間縮短至1小時，1929年Bonderizing又將（jiāng）磷化時間縮短（duǎn）至10分（fèn）鍾，1934年磷（lín）化處理技術取得了革命性的發展（zhǎn），即（jí）采用了將磷化液噴射到工件上的方法。

第二次世界大戰期間，磷化工藝的新用（yòng）途階段，主要發（fā）生在德國。

二戰結（jié）束以後，磷化工（gōng）藝穩步（bù）的發展和完善（shàn）階段，磷化（huà）工藝很少有突破性進（jìn）展。這個時期磷化處理技術重要改進（jìn）有（yǒu）：低溫磷化、各種控製磷化膜膜重的方（fāng）法、連續鋼帶高速磷化（處理時間隻需5秒）。

上世（shì）紀90年代，國外環保型塗裝前處（chù）理工藝逐漸成為（wéi）業內研究的熱點。由於磷化處（chù）理工（gōng）藝中毒性較大、汙染（rǎn）比較嚴重的（de）主要是亞硝酸鹽，重金屬Ni2+、Cr6+、Mn2+等離子。所以，該領域的研究也主要集中在為（wéi）這些物質尋找替代品（pǐn）上，主要分為無亞硝酸鹽磷化和無鎳磷化。不過，合肥市金屬表麵（miàn）工（gōng）程技術研究中心主任劉萬青表示，這種環保型（xíng）無毒磷化工藝隻是在原有的磷化體係中“兜圈子”，雖然減少了磷化工藝（yì）中的有毒有害物（wù）質，卻不能從根本上解（jiě）決問題。上海凱密特爾化學品有（yǒu）限公司（Chemetall）有關負責人也表示，金屬表麵前（qián）處理工藝的發展方向不應該隻是減少有毒有害物質，而應該從根本上解決（jué）磷化的汙染問題。

磷化替代技術的發（fā）展

凱密特爾有關負責（zé）人稱：“過去60年，鋅（xīn）和鎳兩種金屬離（lí）子是磷化的核心，日益嚴格的環境政策以及不斷提高的鎳和鋅原材料價格，成為開發合（hé）適的替代品的驅動因素。人（rén）們首先對納米顆粒、鋯、鈦、聚合物以及其（qí）他（tā）金屬離子的單（dān）體及相互（hù）之間的合成物（wù）進行評估，最後決定開發替代（dài）磷化的新轉化膜，這種（zhǒng）替代品應該不含磷酸鹽及其他傳統（tǒng）的重（chóng）金屬離（lí）子（zǐ）或受RoHS等規定限（xiàn）製的金屬離子，各處（chù）理工藝所含離子濃度都少（shǎo）於當前的磷酸鋅工藝，從而節約能源和水，滿足當今前處理（lǐ）行業的性能要求，膜重量不超過傳統的磷酸鋅膜，範圍在20~200mgm2。”

劉萬青介紹說：“目前，國內外從事磷化替代（dài）技術研發工作的（de）公（gōng）司主要有外資的（de）凱密特爾（Chemetall）公司、漢高（Henkel）公司、依科（ECOIL）公司，以及國內的（de）河北利佳克公司（美資企業）及合肥華清公司等（děng）。”

凱密特爾研發的矽烷技術就是其中一種較（jiào）為成熟的新（xīn）型金屬表麵（miàn）前處理應用技術。據了解，矽烷技術克服了鋅係磷（lín）化過程中那些無法（fǎ）克服的先天不足，經過多年發展，現已具有（yǒu）較高（gāo）的工業（yè）化應用水平，能夠滿足汽車、家電等行業的使用要求。凱密特（tè）爾的矽烷技術具有以下優點：矽（guī）烷（wán）能（néng）與金（jīn）屬基（jī）材間能形成牢固的共價（jià）鍵，增強金屬基材（cái）與塗層（céng）間（jiān）的結合力（lì）和耐腐蝕性；簡便的矽烷使用工藝，原有磷化工藝可直接改造成矽烷處理工藝，隻需將表調槽換成（chéng）水洗槽或空（kōng）置即可；室溫工作（zuò），成膜迅速，節能增效；基本無渣，無重金屬，無磷，維護及廢水（shuǐ）處理簡（jiǎn）便；單耗低（dī），綜合處理成本下降；可與各種後道處理方式配套，比如噴粉、電泳、噴漆等。

漢高公司在家（jiā）電領域推廣的是環保型納米陶瓷前處理產（chǎn）品 Bonderite NT-1。據業內人士介紹，該產品是（shì）基於納米陶瓷轉化膜（mó）技術，已在國外家電、辦公家具、五金等企業得到應用，但在國（guó）內（nèi）的應用不如國外順利。德國漢高（henkel）公司提供的資料顯示，該工藝主要特點集中在三方麵：一是成本節約，它可（kě）在常溫下操作，處理時間短，無需最（zuì）終鈍化和反應性清洗，無需表麵調整，幾乎沒有（yǒu）沉渣，建線成本更（gèng）低（dī），不需要昂貴的廢棄物處理成本；二是環保和安全，它無磷、無CODBOD（不同於（yú）矽烷類無磷前處（chù）理），不含受環（huán）保限定的、甚至有毒性的重金屬成分，無廢渣處理，操作（zuò）過程中使用到更少的化學品，容（róng）易進入處理線內部 （室溫、無蒸汽），符（fú）合 ISO 14001要（yào）求；三是質量可靠，它相（xiàng）當於（yú）鐵係磷化+鈍化，塗裝後優良的（de）成（chéng）型性，無碎屑（納米陶瓷膜層硬於磷化膜層），均勻（yún）的膜層（例如，噴嘴的（de）間距（jù）不再重要），長時間工藝停頓情況下無閃鏽，換槽時更（gèng）靈活。

美國依科公司的（de）FLEXIBONDTM型矽烷係處理劑（jì）。世界矽烷偶聯劑（jì）在金屬表麵處理的應用研究工作方麵的鼻祖、美國辛辛那提大學教授Dr. Wim van Ooij（威廉（lián））擔任該公司的技術總監（Chief Technology Officer）。該公司產品目（mù）前通（tōng）過杭州五源公司在中國（guó）總代理銷（xiāo）售。

北京香蕉视频創新科技發展中心2005年8月推出磷化替代產品“二合一油鏽表麵前處理”。這種產品屬矽烷偶（ǒu）聯劑成膜型（xíng），以該公司自（zì）行開發的複合型超支化矽烷偶聯劑為主要成膜物質，不同與一般的矽烷偶（ǒu）聯型處理劑產品。該（gāi）產品具有的特點——環保：徹底摒棄磷酸鹽體係，不含磷及重金屬，pH值中性，可直接排（pái）放（fàng），實現清潔生產；方便：使用過程中（zhōng）無沉渣產生，不改造原有（yǒu）設備（bèi），槽液易添加、維護，對水質要求不高；通用：適宜冷熱板、鑄（zhù）鐵、帶（dài）鋼、不（bú）鏽鋼等多種材質的（de）結構（gòu）複雜工件共線生產，適（shì）合電泳、噴塑等塗裝（zhuāng）工藝；省錢：常溫使用，甚至是低溫使（shǐ）用，綜（zōng）合（hé）成本低於磷化，可完全替代磷化；性優：成膜性能優於磷（lín）化膜，停線時（shí）間長（zhǎng），適合與電泳、噴塑等（děng）多種塗裝工（gōng）藝配套使用；領先：克服（fú）鋯係磷化替代材質適應麵窄、成（chéng）本高等缺陷，突破矽烷磷化替代（dài）不能處理後水洗的限製。

另外，其他磷化替代工藝的研究還有：日本株式（shì）會社放電精密加工研究所遠藤康彥、酒井富男發明的無鉻金屬表（biǎo）麵處理劑；日本（běn）油漆（qī）株式會社島（dǎo）倉俊明等人發明的非鉻酸（suān）鹽金屬表（biǎo）麵處理劑；日本株式會（huì）社（shè）日礦材料大內高（gāo）誌等（děng）人發明的金屬表麵處理劑。

發展前瞻

業內專（zhuān）家稱，隨著人們對（duì）環境保護的越來越重視，環保塗裝取代傳統塗裝已經成為（wéi）了一種趨勢和發展方向，而且這個發展速度正隨著中國家電行業的日（rì）漸成熟而越來越快。劉萬青（qīng）表示，近一兩年，國內家電企業環保意識普遍增強，對環保塗裝前處理工藝的接（jiē）受度大大提（tí）高（gāo），預計未來2~3年內，磷化（huà）替代處理工藝將取代（dài）傳統工藝30%~40%的份額。

漢高有關負責人則表（biǎo）示，未來環保塗裝需要依靠塗裝化學品、設備和三廢處理（lǐ）的共同配合，因此相（xiàng）關廠家、供應商之間的合作也會越來越緊密。“漢高近（jìn）年來也在很多項（xiàng）目上與諸如粉末塗料供應商阿克蘇諾貝爾、塗裝設（shè）備供應商豐（fēng）裕、粉（fěn）末噴槍供應商金馬展（zhǎn）開密切合作，共同實踐、推動（dòng）環保塗裝工（gōng）藝的發（fā）展。”該（gāi）負責（zé）人（rén）稱。

   隨著環境保護要求越來（lái）越高（gāo），員工成本不斷的增加，原材料不斷增加，我們不僅僅是處理三廢，而是不要研發（fā）出一種環保的技術，直接（jiē）使用本技術可以降低成本、又節（jiē）能環保的。北京香蕉视频創新科技發展中心攜手北京香蕉视频院共（gòng）同（tóng）“二合一”環保油（yóu）鏽表麵處理一（yī）除淨專（zhuān）利技術轉讓。

    “二合一”環保油鏽表麵處理一除淨專（zhuān）利技術對金屬及（jí）部分非金屬在進行防護（hù）施工前，均須進行表麵預處理（lǐ），以增加防護層的附（fù）著力、保證防（fáng）護層的裝飾效果（guǒ）、為（wéi）後續工序得以進行創造條件。
去油、除鏽是表麵處理中不可缺少的工（gōng）序，是（shì）保證防護層質量的重要一環（huán）。
一、 常用的去油除鏽（xiù）方法
　　 常用（yòng）的除鏽方法以化學除鏽為主。化學（xué）除鏽采用各種酸液，以（yǐ）鹽酸和硫酸應用最多。酸能與鏽或金屬氧化物起（qǐ）化學反應，生成可溶性鹽類，使鏽除去，酸又能與基體金屬反應（yīng）放出氫，氫能對鐵鏽和難溶的氧化皮產生（shēng）壓力，有利（lì）於它們的剝落和高價鐵的還原，加速酸洗過程，但（dàn）氫的副（fù）作用也隨之產生：
　　1、 使金屬產生氫脆，引起金屬的力學性能下降；
　　2、 大量氫的逸出會形成酸霧，影（yǐng）響操作人員的健康和腐蝕周（zhōu）圍的設備；
　　3、 消耗大量的酸，使處理成本增加；
　　4、 易產生過腐蝕。
常用的去（qù）油（yóu）方法，有堿液清（qīng）洗和溶劑清洗兩種。
　　（一）、堿（jiǎn）液（yè）清洗常用材料有氫氧化鈉（nà）、碳酸鈉、磷酸三鈉、矽酸鈉等（děng）。堿（jiǎn）液清洗（xǐ）隨著清洗配方的改進和（hé）操作（zuò）方法的改善，使其具有去油能力強，安全可靠等優勢，但堿（jiǎn）液清洗的缺陷也很明顯：
　　1、 有些堿液不易用水清（qīng）洗；
　　2、 有些（xiē）堿液需加溫（wēn），耗費能源；
　　3、 有些堿液對有色金屬具有腐蝕性；
　　4、 對不（bú）同的處理工藝需選擇不同的材料與配比，實際運用中不易掌握；
　　5、成本較高。
　　（二）、溶劑清洗具有（yǒu）去油效果好、可常溫下進行清洗、對黑色金屬和有色金屬均無腐蝕的優點。選（xuǎn）用的（de）材（cái）料有石油溶劑、芳烴溶劑、鹵代烴、鬆節（jiē）油等。眾所周知，有機溶劑屬易燃易爆，並有一定毒性的危（wēi）險品，同時揮（huī）發（fā）性大、汙染空氣、危害人體、材料消耗多、生產（chǎn）成本高，因此在工業運用中受到了很大的限製（zhì）。
二（èr）、“去油除鏽二合一（yī）淨化液”的優越性
　　1、效果好。該產品可有效清除（chú）金屬（shǔ）表麵（miàn）上的油、鏽和非金屬表麵上的油汙，為後續（xù）工序提供（gòng）潔（jié）淨的表（biǎo）麵。無氫脆和過腐蝕現象；
　　2、成（chéng）本低，用量少。產品成本（běn）約350元/噸（dūn），Fe2+含量在150g/L以下，均可有效使用；
　　3、工藝簡單。將去油除（chú）鏽同步進行。沿用（yòng）的去油（yóu）除（chú）鏽工藝需經過去油—水洗—除鏽—水洗等四道（dào）工序，才能獲得潔（jié）淨的表麵，采用該技術（shù）隻需（xū）綜合處理—水洗（xǐ）兩道工序。可簡化操作步驟，提高工效，節省生產場地和生產設備；
　　4、改善（shàn）了生產條件。該產品無酸霧產生，有利於環境保護，勞動保護和生（shēng）產設備維護，並可減少原料消耗；
　　5、使用方便。該產品在常溫下配製、使（shǐ）用、有利於節（jiē）約能源、降低處理成本；
　　6、使用安全。產品不燃、不爆、無毒（dú）、無味，對人體無害；
　　7、用途廣泛。可廣泛運用於金屬及部（bù）分非金屬（shǔ）材料在塗裝、電鍍、化學（xué）鍍、防鏽封（fēng）存、表麵改性、表麵膜轉化等工藝的預（yù）處理。
三、 技術提供方式（shì）
　　該產品同樣適用於新一代“環保型表麵合金催化液”在處理工藝時的預處理工藝。該技術（shù）也可單獨轉讓，技術轉讓費麵議。
　　該產（chǎn）品既適合表麵處理企業自配自用，也可作為商品淨化液銷（xiāo）售經營（yíng）。目前，市場上進口的同類產品售價高達12000元/噸（dūn），零售價更高達20元/公（gōng）斤。在我國，僅電鍍企業就有（yǒu）數萬家，因此，該產品需求量巨大，經濟效益（yì）十分可觀。