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一種用于鍍鋅鋼板的環(huán)保表面處理劑、鍍鋅鋼板及鍍鋅鋼板的制造方法

文檔序號:9703453閱讀:752來源:國知局
一種用于鍍鋅鋼板的環(huán)保表面處理劑、鍍鋅鋼板及鍍鋅鋼板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種表面處理劑,尤其涉及一種涂覆于鋼板的表面處理劑。本發(fā)明還 涉及一種涂覆有該表面處理劑的鋼板及該鋼板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鍍鋅鋼板通常作為汽車、家用電器、0A制品等零部件使用,尤其是在作為電機殼體 等零部件使用時,會對鍍鋅鋼板進行深沖加工等沖壓成型的工藝。為了防止鍍鋅鋼板在運 輸和儲存過程中因銹蝕而產(chǎn)生白銹,生產(chǎn)鋼板時需要涂覆防銹油。另外,為了減少在沖壓成 型過程中模具與板材之間的摩擦,防止板材開裂和表面鋅層的擦傷,在零件沖壓成型過程 中需要向模具添加潤滑油,并在零件成型后再進行脫脂清洗。與此同時,鍍鋅鋼板在作為外 部件使用時,必須對其進行涂裝(噴粉或噴涂)后以滿足外部件的耐蝕要求,在冰箱、冰柜 和商用空調(diào)行業(yè)還要求鍍鋅鋼板必須與保溫泡沫材料(通常為聚氨酯泡沫或聚苯乙烯泡 沫)之間具有良好的附著性,為此,對于鍍鋅鋼板的可涂裝性也提出了較高要求。在鍍鋅鋼 板的整個儲運、沖壓過程中,防銹油、潤滑油以及脫脂劑的使用不僅會不利于生產(chǎn)環(huán)境,還 會提高生產(chǎn)成本。出于改善鍍鋅鋼板的耐蝕性及加工成型性的目的,現(xiàn)有技術(shù)主要采取對 鍍鋅鋼板進行鉻酸鈍化處理的方法來提高鍍鋅鋼板的耐蝕性,然而,該方法對于鍍鋅鋼板 的加工成型性的改善程度有限。目前,還有一種方法是在經(jīng)過鉻酸鹽鈍化處理的基礎(chǔ)上再 涂覆含有固體潤滑助劑(通常為低表面能聚合物,例如,聚烯烴和聚四氟乙烯)的有機樹 月旨,以兼顧鍍鋅鋼板的耐蝕性和潤滑效果。但是,固體潤滑助劑的加入會降低鋼板的表面 能,以導(dǎo)致鋼板與后涂裝漆膜的附著力明顯降低,從而影響鋼板的可涂裝性能。隨著環(huán)保指 令的不斷頒布,含鉻的鍍鋅鋼板已經(jīng)逐漸地被不含鉻的環(huán)保型產(chǎn)品所取代。
[0003]目前,無鉻環(huán)保型產(chǎn)品按表面處理類型大致可分為無機型和有機/無機復(fù)合型。 無機型潤滑膜主要為含有硅、錳、磷等無機化合物的薄膜,該類產(chǎn)品在深拉延加工后也能 獲得較好的外觀和良好的可涂裝性,可是無機型潤滑膜并不能明顯地提高鍍鋅鋼板的耐蝕 性。有機/無機復(fù)合型潤滑膜則是以樹脂、緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑、二氧化硅膠體以及固體潤 滑助劑等復(fù)合而成的薄膜,不僅具有優(yōu)良的潤滑性、耐蝕性,而且對各種化學(xué)介質(zhì)具有良好 的諸如耐指紋性及耐堿性等抗性。
[0004][0005][0006][0007] 上述專利文獻所公開的形成于鋼板表面的膜層要么是經(jīng)由兩次涂覆+兩次烘烤 而獲得的,要么涂覆有此類膜層的鋼板并不能達到規(guī)定的性能要求。鑒于此,企業(yè)期望獲得 一種涂覆于鋼板的表面處理劑,以使得經(jīng)涂覆后的鋼板具備較好的性能參數(shù),同時還簡化 了表面處理劑涂覆于鋼板的工藝步驟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于鍍鋅鋼板的環(huán)保表面處理劑,經(jīng)該環(huán)保表面處理 劑涂覆后的鍍鋅鋼板具有優(yōu)異的加工性、優(yōu)良的耐蝕性及良好的可涂裝性。此外,由于該環(huán) 保表面處理劑中不含有鉻,因此,其具有良好的環(huán)境友好性。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出一種用于鍍鋅鋼板的環(huán)保表面處理劑,其水溶液 中的各固體分的質(zhì)量份數(shù)為:
[0010] 改性封閉型陽離子聚氨酯樹脂A:30-55份;
[0011] 硅烷偶聯(lián)劑B:32-60份;其中硅烷偶聯(lián)劑B包括:含有至少一個活性氫的氨基官 能團的有機硅烷偶聯(lián)劑B1以及含有至少一個環(huán)氧基官能團的有機硅烷偶聯(lián)劑B2,B1/B2為 0. 4-1 ;
[0012] 表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C:3-15份;
[0013] 含釩的化合物D,其以元素釩計算的質(zhì)量份數(shù)為:0. 01-0. 5份;
[0014] 含磷的化合物E,其以元素磷計算的質(zhì)量份數(shù)為0. 5-1. 5份;
[0015] 含氟的鈦化合物F,其以元素鈦計算的質(zhì)量份數(shù)為0. 1-1份;
[0016] 含鈰的化合物G,其以元素鈰計算的質(zhì)量份數(shù)為0. 01-1份。
[0017] 在上述技術(shù)方案中,將改性封閉型陽離子聚氨酯樹脂A的質(zhì)量份數(shù)控制為30~ 55份是因為:當(dāng)該固體分的質(zhì)量份數(shù)低于30份時,所獲得的皮膜的延展性和抗磨損性會降 低,并且該皮膜與其他有機漆膜的涂裝附著性也會變劣;而當(dāng)該固體分的質(zhì)量份數(shù)超過55 份時,所獲得的皮膜與鍍鋅鋼板之間的附著性和耐蝕性可能會相應(yīng)地降低。
[0018] 在此,在上述水溶液中的改性封閉型陽離子聚氨酯樹脂A既可以是水溶液,也可 以是水分散型的。
[0019] 需要說明的是,高密度聚乙稀是指采用配位聚合形成的密度在941kg/m3-960kg/m3 之間、結(jié)晶度高且分子鏈排列規(guī)整的聚乙烯。
[0020] 上述有機硅烷偶聯(lián)劑B1和有機硅烷偶聯(lián)劑B2會在水溶液中進行部分預(yù)合成,預(yù) 合成后的硅烷化合物可以加強皮膜在平面方向的交聯(lián)程度,提高皮膜的抗磨損性,提升皮 膜的耐蝕性。同時,預(yù)合成后的硅烷化合物中剩余的活性基團還能夠與鋼板表面反應(yīng),增強 皮膜與鋼板界面之間的附著性。將硅烷偶聯(lián)劑B的質(zhì)量份數(shù)控制為32~60份的原因在于: 當(dāng)該組分的質(zhì)量份數(shù)低于32份時,預(yù)合成后硅烷中剩余活性基團量較少,導(dǎo)致與鋼板間反 應(yīng)程度較弱,會降低皮膜的附著性和耐蝕性;而當(dāng)該組分的質(zhì)量份數(shù)超過60份時,硅烷含 量過高,交聯(lián)密度過大,會導(dǎo)致皮膜的延展性和成型大幅度降低。
[0021] 本發(fā)明技術(shù)方案所采用的表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C 是固體潤滑助劑,其與皮膜之間所形成的高界面粘結(jié)強度能夠延緩腐蝕介質(zhì)沿固體潤滑助 劑界面向皮膜內(nèi)部滲透,降低固體潤滑助劑的添加對皮膜耐蝕性的負(fù)面影響。對于表面接 枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C來說,需要將其質(zhì)量份數(shù)控制為:3~15份。 若質(zhì)量份數(shù)小于3份,則皮膜表面潤滑性和抗磨損性不夠,若質(zhì)量份數(shù)大于15份,過多的粒 子存在于皮膜中,腐蝕介質(zhì)可能會沿表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子所 形成的界面滲透到皮膜內(nèi)部,從而降低皮膜的耐蝕性和耐溶劑性。
[0022] 對于含釩的化合物D來說需要以元素釩的質(zhì)量份數(shù)來計算,將元素釩的質(zhì)量份數(shù) 控制為0. 01~0. 5份的原因在于:當(dāng)其質(zhì)量份數(shù)不足0. 01份時,皮膜的耐蝕性有可能會降 低,當(dāng)其質(zhì)量份數(shù)超過〇. 5份時,極有可能導(dǎo)致皮膜的附著性變劣。
[0023] 在此,含釩化合物D中釩的價態(tài)可以是+2價到+5價范圍內(nèi)任一種。含釩化合物 D可以是含釩氧化物,例如,氧化釩(+5價)、氧化釩(+3價)等,也可以是氟化物鹽,諸如氟 化隹凡(+4價)或氟化銀(+5價)等。
[0024] 以磷的化合物E中的元素磷計,如果元素磷的質(zhì)量份數(shù)低于0. 5份,其添加后所 產(chǎn)生的
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