수정 인산아연 피막처리

^ Zinc Phosphate Treatment

인산아연처리는 강판 등의 방청처리와 도장하처리에 이용된다. 처리후 각종 윤할제와 병용에 의하여 변성가공 하지처리에도 응용 되고 있다. 처리액의 기본성분으로는 인산 이온, 아연이온 및 산화제 (촉진제로 질산이온등, 반응식중에 O 로 표시) 나 중금속 이온 촉진제로 Ni⁺², Mn⁺², Co⁺² 등이 있다.

처리액 중의 Zn(H₂PO₄)₂ 제1인산아연의 평위가 좌측으로 치우친 형태가 된다. 이때 철강재를 침적하면 에칭 반응이 발생하여 평위가 우측으로 이동 되면, 난용성의 제3인산아연 Zn₃(PO₄)₂·4H₂O 포페이트 와 인산이 생성되며, 평위 외에도 좌우평위가 되면 철과 아연이 복합된 인산염 Zn₂Fe(PO₄)₂·4H₂O 인 포스피라이트 를 만든다.

3Zn(H₂PO₄)₂ → (H₂O) → Zn₃(PO₄)₂·4H₂O (Hopeite) + 4H₃PO₄  ^…1)

Fe + 2H₃PO₄ → (O/산화제) → Fe(H₂PO₄)₂ + 2H^+ …2)
Fe(H₂PO₄)₂ → (H₂O) → FePO₄ 2H₂O + H₃PO₄ + 1/2H₂O ^…3)
2H⁺ →(O) → H₂O ^…4)
Fe(H₂PO₄)₂ + 2Zn(H₂PO₄)₂ → (H₂O) → Zn₂Fe(PO₄)₂·4H₂O (Phosphophyllite) + 4H₃PO₄ ^…5)
∵ Zn(H₂PO₄)₂ ↔ ZnPO₄ ^- + H₃PO₄ + H ^+ …6)

또 처리액중에는 (1) 식의 영위 이외에 (6) 식과 같은 평위도 있으며, (5) 식을 기반으로 철과 아연의 복합 인산인산염 Zn₂Fe(PO₄)₂·4H₂O, Phosphophyllite, P 도 생성된다.

이와 같이 철재표면에 인산염의 결정핵이 생선되며 결정 성장하여, Hopeite 와 Phophyllite 가 공석된 인산염피막 을 생성하게 된다. 소위 이 계통의 성막기구는, 철재의 에칭, 산화제의 분해, 철재 계면 부근의 pH 상승, 피막성분의 결정석출 등의 반응을 기반으로 성막 된다

이때 강재 표면에 결정핵을 일으키게 하는 것과 동시에 에피텍샬에 피막 결정으로서 석출한다고 보고되고 있다. 피막결정은 Hopeite 가 침형 또는 잎형 및 Phosphophyllite 가 입형의 형태로 된다. 또, Phosphophyllite 의 화학적 안정성은, Hopetire 에 비하여 염기성 조건이 우수하여, 강재에 대한 Phosphophyllite 함유율 P/(P + H) 비율이 높은 피막인 만큼 양호한 도장성능을 얻을 수 있다.

본 처리계에 의한 금속의 도장성능 향상을 위하여 강판계에는 티탄콜로이드 (표면조정제) 및 아연도금 강판계에는 처리액에 Ni⁺², Mn⁺² 등의 금속이온 (핵형성제) 를 첨가한 처리액도 있다.

수정 참고

• 인산아연 피막
• 인산염 처리
• 인산염 피막