如何配制凝固液使金属不生锈？
1981的美国专利USP4298405提出了一种磷化工艺，能在常温(10 ~ 38℃)下在钢铁表面形成质量优良、膜重适中的铁系磷化膜。磷化可采用浸渍法或喷液法进行。公式的例子如下。
公式l
成分(质量分数)成分(质量分数)
磷酸二氢铵82非离子表面活性剂lO
亚硝酸钾(促进剂)8
公式2
成分(质量分数)成分(质量分数)
磷酸二氢钾72硝酸钠8
亚硝酸钠非离子表面活性剂l0
美国专利(USP4003761)也提出了两步铁系磷化工艺，第二步的磷酸盐含量比第一步提高了约50% ~ 100%。磷化液pH值为4.3 ~ 6.5，加入0.05 ~ 1.09/L短链烷基胺(C2 ~ 4)和0.01 ~ 1.5g/L非离子表面活性剂润湿剂。磷化液的配方和工艺如下:
组件部件
初级磷酸钠9克/升二乙胺0.4克/升
硫酸羟胺0.4g/l辛酸0.2g/l
非离子湿润剂0.6g/l
工艺条件:
温度65℃持续3min。
注射压力1.5千克/平方厘米
铁基薄膜磷化液(或碱金属)的主要成分是磷酸盐，通常是磷酸、焦磷酸盐、多聚磷酸等的钠盐、钾盐、铵盐等。，还需要促进剂、表面活性剂和添加剂。促进剂的选择尤为重要，它直接影响磷化过程的速度、磷化膜的质量、耐蚀性和磷化过程的温度。根据铁基磷化工艺的特点，王敦佳等人选择了硝酸盐、氯酸盐、钼酸盐和有机硝基化合物作为促进剂，经过反复试验，得出了复合促进剂配方。用这种复合促进剂研制了一种铁基磷化液，其典型配方如下。
成分(质量分数)成分(质量分数)
Nail2P04 16表面活性剂1.6
Na2HP04 8复合添加剂3.4
复合速凝剂5.6水65.42
王德松等研制了一种含有复合促进剂和适宜表面活性剂的轻型铁系磷化液，其配方如下。其中，复合促进剂的用量影响磷化效果，用量少时磷化效果差；用量过多不仅会钝化金属表面，不利于磷化反应，还会产生更多的磷化沉淀物，使磷化样品挂灰严重。研究了烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)和十二烷基磺酸钠三种表面活性剂在磷化液中的应用效果。结果表明，添加少量表面活性剂可以提高磷化膜的耐蚀性，烷基醇酰胺的效果优于脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠。烷基醇酰胺的用量应为0.1 ~ 0.29/L，过低时效果不明显，过高时烷基醇酰胺易沉淀。
组件部件
磷酸钠20克/升，复合促进剂2 ~ 5克/升。
85%磷酸12g/L表面活性剂0.1 ~ 0.39/L
硝酸钠10 ~ 15g/l
(2)锌系磷化是近年来研究较多的一种磷化体系，特别是锌钙系磷化液具有沉积速度快、涂层薄、价格低等优点。锌系磷化主要用于涂底层。国内外锌系磷化液的配方多种多样，其主要成分基本相同。基本成分是锌离子、磷酸盐、氧化剂、促进剂等。
非离子表面活性剂是锌系磷化液中广泛使用的有机添加剂。某些非离子表面活性剂的加入，不仅可以润湿工件表面，克服脱脂不良，而且可以减轻膜重，延长磷化槽寿命，改善磷化膜性能。T.S.Nsankara等人研究了山梨醇单硬脂酸酯，Madiha Shoeib等人研究了妥尔油脂肪酸乙氧基化合物(TOFA)和油醇乙氧基化合物(OA)。发现在磷化液中加入非离子表面活性剂能显著降低膜重和基体的溶解，这是因为非离子表面活性剂吸附在试板表面。
T.S. N. T.S.N .桑卡拉·纳拉亚南和m .苏拜扬研究了有机胺在磷化中的作用和磷化膜的性能。他们使用清洁的脂肪胺，如十二胺、十四胺、十六胺和十八胺。然而，在酸性介质中，胺，尤其是伯胺与HN02共存是有问题的，因为容易生成具有致癌作用的亚硝胺化合物。加入磷化液清洗胺不影响pH值、总酸度、游离酸度和酸比，浓度为10 ~ 125mg/L，低浓度时磷化膜重量下降较多，随着浓度的增加，膜重有所回升。虽然这些胺可以减轻膜的重量，但它们可以在某些方面改善膜的质量和保护。在该系列胺(C12 ~ C18)中，膜重随着胺分子中烷基链的增加而增加。因为在酸性介质(pH 2.71)中，胺以铺展阳离子(RNH3+)的形式存在。这种阳离子吸附在模板上，增加了氢势，不仅降低了膜的表面积(阴极表面)，也降低了金属的溶解。比较含有该系列胺类添加剂的磷化液得到的磷化膜重量，可以看出含有十二胺的磷化液得到的膜最轻，而含有十八胺的磷化液得到的膜最重。因为十二胺的去极化性能最小，它的存在阻止了金属溶解过程中的最大电荷转移。各种胺添加剂的浓度对膜重量的影响是一致的。起初随着浓度的增加上升到最大值，然后随着浓度的增加下降。这种趋势可以用胺的表面活性来解释。在低浓度下，这些胺以阳离子单体的形式存在，这些单体通过静电力吸附在钢磁化液的界面上，由于这种吸附的屏障作用，抑制了膜的形成。当胺的浓度增加到一定值时，膜重量增加，这可能是由于胶束化的缔合。但当胺浓度继续增加超过一定值时(每种添加剂不同)，膜重量的增加量减小，这是由于胺分子聚合成胶束。由于吸附，大量的胶束存在于钢铁表面，导致更大的面积覆盖，从而降低了膜的重量。
此外，清洁胺的加入还可以降低膜的吸水率，这可能是由于疏水胺链的疏水性。吸水率降低的顺序是从十二胺到十八胺，这清楚地表明，在十二胺的存在下，更多的单体被吸附，虽然膜重量降低，但它赋予了更高的疏水性。
郭良生研制了一种常温锌系磷化液(SL-6A)。在磷化液中加入少量0P乳化剂，可以加速磷化过程，提高磷化效果。SL-6A磷化液的配方如下。
组件部件
磷酸三氢钾57.87克/升硝酸铜0.10克/升
Nan 02 0.60 g/L OP乳化剂0.1.25ml/L
氟化钠3.50克/升水平衡
曾等人报道了采用复合促进剂的锌锰系彩膜磷化液和锌钙系灰膜磷化液。促进剂A由EDTA、含氮有机物、硫酸亚铁、硝酸铜和水按一定比例和工艺制成；促进剂8由草酸钠、十二烷基磺酸钠、饱和剂T和水按一定比例和工艺配制而成。磷化液的最佳配方如下。
①锌锰系彩膜磷化液配方
成分(质量分数)成分(质量分数)
磷酸(85%) 1.60酒石酸钾钠0.05
硝酸(99%) 1.20促进剂A0.50
氧化锌(99%) 0.50促进剂B0.30
氧化锰(9596) 0.30和水95.55。
②锌钙灰膜磷化液的最佳配方。
成分(质量分数)成分(质量分数)
磷酸(85%) 1.20焦磷酸钠(98%) 0.20
硝酸锌(95%) 0.50促进剂A0.50
磷酸二氢钙(95%) 0.30促进剂B0.80
酒石酸(99%) 0.10水96.20
HEDP(98%) 0.20
其中促进剂A由氯酸钾、钨酸钠、碳酸钠和水按一定比例和工艺制成；促进剂B由二乙醇胺、TX-10非离子表面活性剂、胶体钛和水按一定比例和工艺配制而成。
梁等人研制出一种常温多功能锌基膜磷化液，颜色深灰，除油、除锈、磷化一步到位。硫酸铜点滴试验、浸泡试验和电化学试验结果表明，磷化膜具有良好的耐蚀性。多功能磷化液可常温磷化，磷化方法可涂抹，解决了一些大型工件不能在槽内浸泡磷化的问题。最佳磷化液配方如下。
成分(质量分数)成分(质量分数)
氧化锌4.8酒石酸钠0.24
磷酸(85%) 20.3b添加剂1.68
促进剂5.3水67.3
十二烷基磺酸钠0.14 pH值1.12
硫脲0.24
河北科技大学王德松等人研究了烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、十二烷基硫酸钠和一种阳离子聚合物三种表面活性剂对锌基常温磷化液磷化效果的影响。研究发现，当阳离子聚合物的用量固定在0.03 g/L时，向磷化液中加入适量的表面活性剂可以明显改善磷化液的磷化效果。由于烷基醇酰胺在酸性环境中稳定性差，在用量为0.1g/L时会沉淀，因此不适合在该锌系磷化液中使用。脂肪醇聚氧乙烯醚对磷化液的效果明显优于十二烷基磺酸钠，且随着脂肪醇聚氧乙烯醚用量的增加，磷化液的磷化效果进一步提高。阳离子聚合物的应用研究表明，阳离子聚合物用量为0.03 g/L时磷化效果较好(使用的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，用量为0.2 g/L)。锌系磷化液的配方如下。
组件部件
磷酸二氢锌30g/L复合促进剂2 ~ 5g/L
85%磷酸10克/升硝酸镍1克/升
磷酸钠5g/L表面活性剂0.1-0.3g/L
柠檬酸5g/L阳离子聚合物0.01 ~ 0.05g/L
3 ~ 5g/l硝酸钠
石油大学孙清池研制的AC-1室温锌系磷化液中加入少量非离子表面活性剂0P-10，主要用于润湿渗透、分散增溶、提高表面清洁度。OP-10分子中的亲水和疏水基团定向排列吸附在溶液/金属界面，形成一层薄的分子膜，从而降低基底的表面张力，使金属表面的H+均匀分布。H+一旦被还原成H2，就很容易从金属表面逸出，从而避免了H2的滞留，加速磷化。此外，0P-10还能降低膜的孔隙率和吸水率，促进金属表面形成坚硬致密的磷化膜，明显提高膜的均匀性和耐水性。AC-1磷化液稳定性好，沉淀物少，成膜均匀、致密、光滑，耐蚀性强，不挂灰。使用寿命约为普通磷化液的1.6倍。磷化液的基本配方如下。
成分(质量分数)成分(质量分数)
磷酸0.2 ~ 0.8，有机物0.1 ~ 0.2
磷酸二氢钠1.5 ~ 3.0有机物B0.1 ~ O.2。
钨酸钠0.20p-10 0.02
硝酸锌1.o ~ 3.5自来水平衡
亚硝酸钠0.02-0.10
(3)铅盐磷化l970年，John W.F .提出了铅盐磷化工艺。磷化液由硝酸、磷酸、氧化铅、氯化钠和异辛基苯聚氧乙烯组成。磷化液的制备方法如下:将219份工业硝酸(70%)和26.4份工业磷酸(85%)加入到640份水中，在不断搅拌下将80.4份氧化铅加入到上述混合溶液中。氧化铅完全溶解后，加入1.5份氯化钠和1份异辛基苯聚乙氧基。用1425份水稀释上述溶液制得磷化槽液。总酸值为110。该磷化液可用于钢铁制品、镀锌钢铁制品和铅制品的磷化。所得磷化膜均匀，可焊接，能提高金属的冷拉性能，具有良好的耐蚀性，是优良的有机涂层底层。
在磷化液中加入表面活性剂可以提高磷化液的成膜效果。此外，它还起到分散作用，有助于将组分保持在溶液中。最有效的表面活性剂是环氧乙烷缩聚物，尤其是含有3-25个乙氧基的那些(一个CH2-一个CH2O)，如油酸的聚氧乙烯酯和烷基酚的聚氧乙烯醚。铅盐磷化液中的异辛基苯聚氧乙烯是一种非离子表面活性剂。