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摘要
本發(fā)明提供一種鍍鋅板的彩涂預(yù)處理及底漆 涂覆相結(jié)合的水性無鉻表面處理液，屬于鍍鋅板 的表面處理技術(shù)領(lǐng)域。該處理液成分質(zhì)量百分比 為：水性樹脂，20?60%;有機(jī)硅烷，0.5?1.5%; 無機(jī)緩蝕劑，0. 25?0. 8%;封閉劑，0. 1?0. 3%; 穩(wěn)定劑，0. 02?0. 05% ;溶劑為去離子水，余量。 使用本發(fā)明所提供的表面處理液能夠在鍍鋅板表 面形成一層致密的鈍化膜，其總體性能達(dá)到或超 過鉻酸鹽鈍化膜的水平，同時(shí)由于其優(yōu)異的耐蝕 性能和附著力，涂覆的漆膜層可作為彩涂板的底 漆直接在其上涂布面漆，簡化了鍍鋅板彩涂處理 工藝，有利于降低成本;漆膜中具有片層結(jié)構(gòu)的 蒙脫土有利于阻隔氧氣和水汽與基板接觸，從而有效提高耐蝕性。
1.鍍鋅板彩涂預(yù)處理及底漆涂覆相結(jié)合的無鉻表面處理液，其特征在于該無鉻表面處 理液的成分及質(zhì)量百分比為：
水性樹脂，20?60% ;
有機(jī)硅烷，0. 5?1. 5% ;
無機(jī)緩蝕劑，0. 25?0.8% ;
封閉劑，0. 1?0.3% ;
穩(wěn)定劑，0. 02?0. 05% ;
溶劑為去離子水，余量;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉻表面處理液，其特征在于所述的水性樹脂為水性聚氨 酯，固含量為30%，pH值為7?9 ;或?yàn)樗怨璞麡渲毯繛?0%，pH值為7?9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉻表面處理液，其特征在于所述的有機(jī)硅烷為以下有 機(jī)硅烷中的一種或一種以上組合物：N-氨乙基-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-P-(氨乙 基)_ Y _氨丙基甲基二甲氧基娃燒、Y ~縮水甘油醚氧丙基二甲氧基娃燒、R- 二甲氧基娃 烷，其中R為n個(gè)環(huán)氧丙烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉻表面處理液，其特征在于所述的無機(jī)緩蝕劑為鑰酸銨、 鑰酸鈉、偏釩酸銨和原釩酸鈉中的一種或一種以上組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉻表面處理液，其特征在于所述的封閉劑為有機(jī)改性納米 蒙脫土。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉻表面處理液，其特征在于所述的穩(wěn)定劑為磷酸二氫鈉、 磷酸氫二鈉和磷酸鈉中的一種。
鍍鋅板的彩涂預(yù)處理及底漆涂覆相結(jié)合的水性無鉻表面處 理液
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001] 本發(fā)明涉及鍍鋅板的表面處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鍍鋅板的彩涂預(yù)處理及 底漆涂覆相結(jié)合的水性無鉻表面處理液。
背景技術(shù)：
[0002] 彩涂板是指由保護(hù)性和裝飾性有機(jī)涂料或薄膜連續(xù)涂覆于鋼板表面制成的預(yù)涂 層冶金產(chǎn)品。這種鋼板集有機(jī)聚合物和金屬二者性能之長，有良好的耐蝕及加工成型等性 能。彩涂板耐蝕性的表現(xiàn)形式通常以涂層表觀出現(xiàn)失光、變色、粉化、細(xì)裂、開裂、鼓泡和銹 斑等腐蝕破壞程度表示。鍍鋅板是彩涂板的常用基板，在涂裝前必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，以提 高耐蝕性和涂裝性。傳統(tǒng)的處理方法是鉻酸鹽鈍化處理，該方法工藝簡單、成本低廉、抗腐 蝕性能好。但是經(jīng)過鉻酸鹽鈍化處理后，鍍鋅層表面形成一層含有六價(jià)鉻的膜層，而這種六 價(jià)鉻是致癌的物質(zhì)，對(duì)人體以及環(huán)境危害極大。自從2006年以后，國際對(duì)六價(jià)鉻的排放進(jìn) 行嚴(yán)格控制，因此采用環(huán)境友好型無鉻鈍化處理已經(jīng)受到人們的青睞。
[0003] 無機(jī)鹽鈍化膜常采用硅酸鹽、鑰酸鹽、錳酸鹽、鎢酸鹽、稀土金屬鹽等處理。與鉻酸 鹽鈍化相比，單一無機(jī)鈍化膜工藝工藝復(fù)雜，韌性比較差，容易產(chǎn)生裂紋，成本較高，形成鈍 化膜的總體性能還不能滿足人們的要求;單一有機(jī)物鈍化膜常采用水性樹脂、硅烷偶聯(lián)劑 等處理，形成的膜與基板的結(jié)合力較強(qiáng)，成本低廉，工藝比較簡單，但膜的致密性不強(qiáng)，耐腐 蝕性達(dá)不到要求。
[0004]目前，有機(jī)無機(jī)復(fù)合無鉻鈍化工藝成為一種發(fā)展的趨勢(shì)，該工藝能彌補(bǔ)單一鈍化 的缺點(diǎn)，有效提高耐蝕性，且處理工藝簡單。中國專利CN200610123994. 1公開了一種用于 鍍鋅層防白銹的無鉻鈍化液及其涂覆方法，該配方由有機(jī)硅烷與鑰酸鹽復(fù)合而成。中國專 利CN200710039599. X公開一種用于電鍍鋅鋼板表面處理的無鉻鈍化處理液及其使用方 法，該鈍化液的配方主要由含有一種含環(huán)氧基的有機(jī)硅烷、鋯鹽和其他添加劑復(fù)合而成。論 文“薄型無鉻有機(jī)復(fù)合涂層鋼板耐蝕性的研究”(《材料保護(hù)》，2008，41 (2) ：68-71)報(bào)道了 有機(jī)無機(jī)復(fù)合鈍化的研究結(jié)果，給出了 3種無鉻鈍化方案：納米硅溶膠/改性水性丙烯酸樹 脂復(fù)合鈍化、鑰酸鹽/膠體二氧化硅/改性水性丙烯酸樹脂復(fù)合鈍化和鑰酸鹽/鈦鹽/膠 體二氧化硅/改性水性丙烯酸樹脂復(fù)合鈍化。中國專利CN200580036339. 6公開了一種采 用水性聚氨酯和氟鈦酸等組成的有機(jī)無機(jī)復(fù)合鈍化體系。中國專利CN1301883A公開了一 種金屬表面處理液，其含有水性樹脂化合物、釩鹽以及其他金屬化合物。這些鈍化液鈍化 效果與單一鈍化相比有極大提高，但與鉻酸鹽鈍化相比，膜綜合性能仍需要改善。
[0005] 以上所述的鍍鋅板表面處理研究的目的主要是替代鉻酸鹽鈍化工藝以滿足環(huán)保 需求，注重于耐腐蝕性能的提高，而忽略了鈍化膜的其它性能，如鍍鋅板彩涂需要的涂裝性 能、耐指紋性能及耐水性能等發(fā)明內(nèi)容：
[0006] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，提供一種鍍鋅板彩涂預(yù)處理及底漆涂 覆相結(jié)合的無鉻表面處理液，簡化鍍鋅板的彩涂工藝。
[0007] 本發(fā)明所提供的鍍鋅板彩涂預(yù)處理及底漆涂覆相結(jié)合的無鉻表面處理液，其成分 質(zhì)量百分比為：
[0008] 水性樹脂，20?60% ;有機(jī)硅烷，0. 5?1. 5% ;無機(jī)緩蝕劑，0. 25?0. 8% ;封閉 劑，0. 1?0. 3% ;穩(wěn)定劑，0. 02?0. 05% ;溶劑為去離子水，余量。
[0009] 所述的水性樹脂為：水性聚氨酯(用A1表示)(固含量為30%，pH值為7?9)和 水性娃丙樹脂(用A2表不)(固含量為30%, pH值為7?9)中的一種。
[0010] 所述的有機(jī)硅烷為N-氨乙基-Y-氨丙基三乙氧基硅烷(用B1表示)、N-P-(氨乙 基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(用B2表示)、縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(用 B3表示)、R-三甲氧基硅烷(R為n個(gè)環(huán)氧丙烷)(用B4表示)中的一種或一種以上組合物。
[0011] 所述的無機(jī)緩蝕劑為鑰酸銨(用C1表示)、鑰酸鈉(用C2表示))、偏釩酸銨(用 D1表不)和原鑰;酸鈉(用D2表不)中的一種或一種以上組合物。
[0012] 所述的封閉劑為有機(jī)改性納米蒙脫土(用E表示)。
[0013] 所述的穩(wěn)定劑為磷酸二氫鈉(用F1表示)、磷酸氫二鈉(用F2表示)和磷酸鈉 (用F3表不)中的一種。
[0014] 上述無鉻表面處理液的制備方法是：先將有機(jī)硅烷滴加到去離子水中，在20? 30°C條件下攪拌4h制得硅烷水溶液;將封閉劑分散在去離子水中，邊攪拌邊滴加硅烷水溶 液、無機(jī)緩蝕劑水溶液和穩(wěn)定劑，攪拌30min后滴加水性樹脂，滴加完畢后繼續(xù)攪拌1?2h 即得該無鉻表面處理液。
[0015] 評(píng)價(jià)用本發(fā)明所處理的鍍鋅板的耐腐蝕性，主要是通過中性鹽霧試驗(yàn)和電化學(xué)輔 助試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。預(yù)處理液及鈍化膜的其他性能，如穩(wěn)定性、耐水性、漆膜附著力等也通過試 驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果是通過以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容得到：
[0016] (1)預(yù)處理液的穩(wěn)定性
[0017] 將預(yù)處理液放在室溫條件下，密閉保存一個(gè)月，觀察鈍化液的狀態(tài)。評(píng)估表示：I 表示完全無變化;II表示有少量顆粒或沉淀，但搖勻后鈍化液又分散均勻;111表示有較多 顆粒且極難再分散;IV表示鈍化液凝膠化
[0018] (2)中性鹽霧試驗(yàn)
[0019] 本專利參考國標(biāo)GB/T 10125-1997，將預(yù)處理后的鍍鋅板分別連續(xù)噴霧24小時(shí)、 48小時(shí)、72小時(shí)。在相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)取出鍍鋅板，用清水沖洗，并用軟毛刷輕刷鍍鋅板表面， 觀測(cè)出現(xiàn)“白銹”情況，用劃格法計(jì)算出“白銹”的面積。評(píng)估表示：I表示白銹面積小于 5 %, II表不白鎊面積為5 %?10 %，III表不白鎊面積為10 %?20 %，IV表不白鎊面積為 20 %?50%, V表不白鎊面積大于50%。
[0020] (3)漆膜附著力
[0021] 采用劃格實(shí)驗(yàn)評(píng)估漆膜附著力，劃格實(shí)驗(yàn)參照國標(biāo)GB/T 9286-1998，利用QFH 劃格刀在鈍化膜表面劃格后，用軟毛刷輕刷試樣表面，用scotcheoo透明膠帶,膠帶寬 19mmX32. 9mm，將劃格部分密封5分鐘后，1?2s內(nèi)將膠帶拉出，觀察發(fā)現(xiàn)切割處邊緣平滑 處的脫落面積。
[0022] 評(píng)價(jià)方法如下：脫落面積小于5%為1級(jí)，脫落面積為5%?15%為2級(jí)，脫落面 積為15%?35%為3級(jí)，脫落面積小于35%?65%為4級(jí)，脫落程度超過4級(jí)為5級(jí)。評(píng) 估表示：I表示1級(jí)，II表示2級(jí)，III表示3級(jí)，IV表示4級(jí)，V表示5級(jí)。
[0023] (4)漆膜的耐水性能
[0024] 本專利的耐水性試驗(yàn)利用100°C的開水滴于鈍化板面上，待其自然風(fēng)干后觀察其 外觀的變化。
[0025] 評(píng)估表示：I表示膜完全無變化，II表示膜殘留痕跡，III表示膜損壞，IV表示膜明 顯損壞或粉化。
[0026] (5)鈍化膜的耐指紋性能
[0027] 用手指壓擠處理板表面，以肉眼觀察處理板上指紋的痕跡。
[0028] 評(píng)估表示：I表示完全無痕跡，II表示有極微小的痕跡，III表示有痕跡，IV明顯殘 留痕跡。
[0029] 本發(fā)明的效果和益處是在鍍鋅板表面形成一層致密的鈍化膜，其總體性能達(dá)到或 超過鉻酸鹽鈍化膜的水平，同時(shí)由于其優(yōu)異的耐蝕性能和附著力，涂覆的漆膜層可作為彩 涂板的底漆直接在其上涂布面漆，簡化了鍍鋅板彩涂處理工藝，有利于降低成本。漆膜中具 有片層結(jié)構(gòu)的蒙脫土有利于阻隔氧氣和水汽與基板接觸，從而有效提高耐蝕性。
具體實(shí)施方式：
[0030] 將鍍鋅板表面用脫脂液進(jìn)行化學(xué)除油，自來水沖洗，去離子水漂洗，熱風(fēng)吹干后待 預(yù)處理。
[0031] 預(yù)處理液溫度：室溫，鈍化時(shí)間：15s，鈍化方式：浸涂、噴涂、輥涂均可，干燥溫度： 80-100°C 烘干。
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例及比較例所使用的表面處理液組成如表1所示。
[0033] 表1表面處理液組成
[0034]
0035] 各實(shí)施例及比較例的性能檢測(cè)結(jié)果見表2。
[0036] 表2性能檢測(cè)結(jié)果
[0037]
