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(jī)殼體 等零部件使用時(shí)，會(huì)對(duì)鍍鋅鋼板進(jìn)行深沖加工等沖壓成型的工藝。為了防止鍍鋅鋼板在運(yùn) 輸和儲(chǔ)存過(guò)程中因銹蝕而產(chǎn)生白銹，生產(chǎn)鋼板時(shí)需要涂覆防銹油。另外，為了減少在沖壓成 型過(guò)程中模具與板材之間的摩擦，防止板材開(kāi)裂和表面鋅層的擦傷，在零件沖壓成型過(guò)程 中需要向模具添加潤(rùn)滑油，并在零件成型后再進(jìn)行脫脂清洗。與此同時(shí)，鍍鋅鋼板在作為外 部件使用時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)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(duì)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(gè)儲(chǔ)運(yùn)、沖壓過(guò)程中，防銹油、潤(rùn)滑油以及脫脂劑的使用不僅會(huì)不利于生產(chǎn)環(huán)境，還 會(huì)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(duì) 鍍鋅鋼板進(jìn)行鉻酸鈍化處理的方法來(lái)提高鍍鋅鋼板的耐蝕性，然而，該方法對(duì)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(guò)鉻酸鹽鈍化處理的基礎(chǔ)上再 涂覆含有固體潤(rùn)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(jī)樹(shù) 月旨，以兼顧鍍鋅鋼板的耐蝕性和潤(rùn)滑效果。但是，固體潤(rùn)滑助劑的加入會(huì)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(wú)鉻環(huán)保型產(chǎn)品按表面處理類型大致可分為無(wú)機(jī)型和有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合型。 無(wú)機(jī)型潤(rùn)滑膜主要為含有硅、錳、磷等無(wú)機(jī)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(wú)機(jī)型潤(rùn)滑膜并不能明顯地提高鍍鋅鋼板的耐蝕 性。有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合型潤(rùn)滑膜則是以樹(shù)脂、緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑、二氧化硅膠體以及固體潤(rùn) 滑助劑等復(fù)合而成的薄膜，不僅具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性、耐蝕性，而且對(duì)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(xiàn)所公開(kāi)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(dá)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(shí)還簡(jiǎn)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(shí)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(yáng)離子聚氨酯樹(shù)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(gè)活性氫的氨基官 能團(tuán)的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑B1以及含有至少一個(gè)環(huán)氧基官能團(tuán)的有機(jī)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(yáng)離子聚氨酯樹(shù)脂A的質(zhì)量份數(shù)控制為30~ 55份是因?yàn)椋寒?dāng)該固體分的質(zhì)量份數(shù)低于30份時(shí)，所獲得的皮膜的延展性和抗磨損性會(huì)降 低，并且該皮膜與其他有機(jī)漆膜的涂裝附著性也會(huì)變劣；而當(dāng)該固體分的質(zhì)量份數(shù)超過(guò)55 份時(shí)，所獲得的皮膜與鍍鋅鋼板之間的附著性和耐蝕性可能會(huì)相應(yīng)地降低。
[0018] 在此，在上述水溶液中的改性封閉型陽(yáng)離子聚氨酯樹(shù)脂A既可以是水溶液，也可 以是水分散型的。
[0019] 需要說(shuō)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(jī)硅烷偶聯(lián)劑B1和有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑B2會(huì)在水溶液中進(jìn)行部分預(yù)合成，預(yù) 合成后的硅烷化合物可以加強(qiáng)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(shí)，預(yù)合成后的硅烷化合物中剩余的活性基團(tuán)還能夠與鋼板表面反應(yīng)，增強(qiáng) 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(shí)，預(yù)合成后硅烷中剩余活性基團(tuán)量較少，導(dǎo)致與鋼板間反 應(yīng)程度較弱，會(huì)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(guò)60份時(shí)，硅烷含 量過(guò)高，交聯(lián)密度過(guò)大，會(huì)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(rùn)滑助劑，其與皮膜之間所形成的高界面粘結(jié)強(qiáng)度能夠延緩腐蝕介質(zhì)沿固體潤(rùn)滑助 劑界面向皮膜內(nèi)部滲透，降低固體潤(rùn)滑助劑的添加對(duì)皮膜耐蝕性的負(fù)面影響。對(duì)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(lái)說(shuō)，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(rùn)滑性和抗磨損性不夠，若質(zhì)量份數(shù)大于15份，過(guò)多的粒 子存在于皮膜中，腐蝕介質(zhì)可能會(huì)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(duì)于含釩的化合物D來(lái)說(shuō)需要以元素釩的質(zhì)量份數(shù)來(lái)計(jì)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(shí)，皮膜的耐蝕性有可能會(huì)降 低，當(dāng)其質(zhì)量份數(shù)超過(guò)〇. 5份時(shí)，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(jià)態(tài)可以是+2價(jià)到+5價(jià)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(jià)）、氧化釩（+3價(jià)）等，也可以是氟化物鹽，諸如氟 化隹凡（+4價(jià)）或氟化銀（+5價(jià)）等。
[0024] 以磷的化合物E中的元素磷計(jì)，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