Fosfatazione amorfa

26.01.2019

La fosfatazione amorfa è uno dei processi di pretrattamento metalli più diffusi al mondo. Si tratta di una tecnologia collaudata da ormai molti decenni, utilizzata per lo più su materiali ferrosi.

Come funziona

Il processo è in grado di garantire sia la pulizia del metallo, sia la formazione di uno strato di fosfato amorfo sulla superficie, rendendola bluastra. Il fosfato amorfo viene costituito tramite la reazione chimica tra l'acido fosforico e il ferro, tale reazione è solitamente molto rapida ad avvenire, è catalizzata sia dalla temperatura, sia dalla forza dello spruzzo, sia dalla chimica del formulato. Date tutte queste variabili, la reazione è variabile nel tempo, è incompleta e imperfetta, generando strati di fosfatazione differenti nel tempo. Inoltre vi è una grossa formazione di prodotti di reazione di scarto, denominati fanghi di fosfatazione. Tali fanghi devono esser filtrati continuamente per evitare saturazione del bagno, intasamenti degli ugelli ecc. Un bagno di fosfatazione solitamente dura 6 mesi, dopodichè è opportuno cambiarlo onde evitare difetti nel pretrattamento. Un impianto industriale tipico di fosfatazione è costituito anche solo da 3 stadi: bagno di fosfatazione - risciacquo - risciacquo. La temperatura idonea per una corretta fosfatazione è di 45-55°C e la durata dello spruzzo generalmente è tra i 2 e i 3 minuti, a seconda della percentuale del prodotto. Va detto che il fosfatante non viene utilizzato da solo, ma in sinergia con tensioattivi, i quali puliscono anche i pezzi, questa doppia azione è definita fosfosgrassaggio. Spesso l'additivo detergente viene unito in impianto in maniera parallela al fosfatante, altre volte viene invece fornito un prodotto monocomponente. Il vantaggio del bicomponente è che si può aggiungere additivo in base alla quantità di sporcizia e olio da rimuovere. La presenza di tensioattivi può causare, come in molti altri processi, problemi di schiuma eccessiva, per questo non bisogna abusarne con la quantità e agire in maniera corretta sui tempi di sgocciolamento per evitare di trovar schiuma anche nei risciacqui. Questa problematica è comunque generalmente meno preoccupante nei processi acidi rispetto ai processi alcalini.

Efficacia

La fosfatazione amorfa non è in grado di offrire notevoli performance di tenute alla corrosione, tuttavia rappresenta un buon compromesso qualità/prezzo. Il fosfato permette inoltre di stoccare o trasportare i pezzi prima che vengano verniciati, evitando che riossidino. Tramite l'ausilio di passivanti specifici dopo i risciacqui è possibile aumentare lievemente la resistenza alla corrosione 

Formulati tipici

Un fosfatante è sempre composto da acido fosforico tamponato, questo per creare un soluzione con un pH non troppo spinto e stabile nel tempo. Il sale coniugato è il monofosfato di sodio, ma si può usare anche piccole percentuali di soda per alzare ulteriormente il pH, senza ovviamente compromettere l'acidità. Sono indispensabili nei fosfatanti dei catalizzatori di reazione, come il sodio molibdato, senza il quale la fosfatazione sarebbe di molto pregiudicata. A completare la formula vi possono essere acidi secondari per affinare il cristallo del fosfato, e dei sequestranti per ridurre la formazione di fanghi. Nel caso di fosfatanti monocomponenti sono indispensabili dei tensioattivi specifici. Data l'acidità e la presenza di sali la compatibilità di molti tensioattivi comuni può essere difficoltosa e occorre veicolarli con sali quaternari di ammonio o tensioattivi cationici. Una piccola percentuale di tensioattivo parzialmente propossilato è sempre consigliabile per il controllo della schiuma.