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