镀敷含锌金属钢板的表面处理组合物及表面处理方法技术

在镀敷含Ｚｎ金属钢板的表面上涂布一种水性表面处理组合物，该组合物含有６价和３价铬离子、镍离子、无机酸（是好是磷酸）和皮膜形成性树脂，其ｐＨ值在２. ５以下，并且其中的镍含有重量被调整到等于全部铬含有重量的０. ０５－１倍，然后将其干燥，从而形成一种含有０. １－１０ｇ／ｍ↑［２］树脂和２－１５０ｍｇ／ｍ↑［２］全部铬的防止变黑性的被覆层，不仅能防止变黑，而且还可得到良好的防锈性、耐指纹性和Ｃｒ固定率。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。更具体地说，本专利技术涉及用于防止在镀敷含锌金属钢板表面上产生白锈、并且防止其变黑的表面处理组合物及其表面处理方法。在本说明书中，所谓镀敷含锌金属钢板是对镀敷了锌和锌合金的钢板的总称，而所谓锌合金，例如包括锌和铝的合金等，在这些合金中，还可以含有Mg、Mn、Si、Ti、Ni、Co、Mo、Pb、Sn、Cr和稀土金属(La、Ce、Y、Nb等)等金属中的1种以上的金属。镀敷含锌金属钢板，由于其优越的防锈性能，因此在例如建筑材料、家用电器设备和汽车等领域中获得广泛的应用。这些镀敷含锌金属钢板在作为结构材料或家用电器设备的内板材使用的场合，多数都是以无涂饰的状态使用。在这种无涂饰状态使用的场合，为了防止产生白锈，通常都是使用那些经过铬酸盐处理的镀敷含锌金属的钢板。近年来，为了改善镀敷含锌金属钢板的防锈性、加压性和耐指纹性，以及提高铬的固定率，已知有人采用含有树脂型铬酸盐处理液，用以提高其附加价值的表面处理法。然而，在将上述那些在经过已往技术的表面处理的镀敷含锌金属钢板在无涂饰状态下，于大气中或在高湿环境下使用或贮藏时，其表面往往变成灰黑色的外观，这样就显著地降低了商品的价值。这种现象就是通常所谓的变黑现象。这种变黑现象仅仅是镀敷含锌金属钢板在外观上发生变化，它的其他性能几乎没有变化。然而，防锈性能越高，这种变黑现象越容易发生，这样就带来麻烦的问题。关于用来防止上述变黑现象的手段，有人提出了种种方法。例如，在特公平1-53353号中提出了一种用于防止镀敷锌-铝合金的钢板变黑的表面处理方法，该方法采用含铬酸和/或铬酸盐以及水溶性树脂和/或乳液树脂的处理液，然而其结果仍不能十分满意。另外，在特公平3-49982号公开了一种用于防止熔融镀敷含锌金属钢板的表面变黑的方法，该方法是用含有Co离子和/或Ni离子的处理液来处理以使这些金属附着在该钢板的表面上，然后再用铬酸盐来处理该钢板表面，从而防止其变黑。然而该方法至少要包含使用Ni和/或Co的镀敷处理以及用铬酸盐处理2个工序，甚至要包含有用Ni和/或Co的镀敷处理后再加以水洗的工序，这时一共包括3个工序。因此，如采用该方法，要使用原有的表面处理设备来进行是困难的。本专利技术的目的是要克服已往的防止变黑的表面处理剂或处理方法所存在的上述问题，提供一种能给镀敷含锌金属钢板赋予高的防锈性、加压性、耐指纹性，并能提高铬的固定率，而且只需单一工序即能形成具有高的防变黑效果的表面被覆层的表面处理组合物和表面处理方法。本专利技术人等发现，如果使在含有6价铬离子和树脂的镀敷含锌金属钢板用的水性表面处理组合物中含有3价铬离子和镍离子，并且将镍离子的含有重量控制在特定比例内，即能解决上述任务，从而完成了本专利技术。也就是说，本专利技术的镀敷含锌金属钢板的表面处理组合物是一种水性组合物，其中含有6价铬离子、3价铬离子、镍离子、无机酸，以及由至少1种水性乳液型树脂构成的树脂材料，并且其pH值在2.5以下，其特征在于，上述镍的含有重量被调整到等于全部铬含有重量的0.05-1倍。另外，本专利技术的镀敷含锌金属钢板的表面处理方法的特征在于，在镀敷含锌金属钢板的表面上涂布一种水性表面处理剂，这种处理剂中含有6价铬离子、3价铬离子、镍离子、无机酸，以及由至少1种水性乳液型树脂构成的树脂材料，并且其pH值在2.5以下，而上述镍的含有重量调整到为上述无机酸含有重量的0.033-0.2倍，并为全部铬含有重量的0.05-1倍，然后使该水性表面处理剂的涂层干燥，从而形成一种含有0.1-10g/m2上述树脂材料和2-150mg/m2全部铬的防止变黑的被覆层。另外，在本专利技术中，上述的无机酸最好是从磷酸、硝酸、氟硅酸、氟锆酸、硼酸和氟硼酸中选取的至少1种酸，另外，上述的镍离子最好是来自从添加到上述水性组合物中的碳酸镍、氧化镍和氢氧化镍中选取的至少1种镍的化合物的镍离子，另外，上述的树脂材料，最好是含有从水性乳液型聚丙烯酸树脂和水性乳液型聚氨酯中选取的至少1种树脂。而且，上述的无机酸最好是磷酸，而且上述磷酸的含有重量最好是镍含有重量的5-30倍。在本专利技术的表面处理组合物中所含的6价铬离子可以通过使水性组合物中含有以往用于铬酸盐处理液中的6价铬化合物，例如铬酸、无水铬酸、铬酸盐(例如铬酸铵)和重铬酸盐(例如重铬酸铵)等中选取的至少一种化合物来形成。6价铬离子在由本专利技术所得的表面被覆层中能有效地提高镀敷含锌金属钢板的防锈性。在本专利技术的表面处理组合物中所含的3价铬离子可以通过使水性组合物中含有3价铬化合物，例如磷酸铬、硝酸铬和氢氧化铬等至少一种化合物而形成和/或由6价铬离子还原而形成。3价铬离子在由本专利技术所得的表面被覆层中是一种用于提高镀敷含锌金属钢板的铬固定率的有效成分。在本专利技术中所用的镍离子可以是来自添加到水性组合物中的铬酸镍或重铬酸镍，但最好是来自从碳酸镍、氧化镍和氢氧化镍中选取的至少一种镍化合物。在本专利技术中特别重要的一点是，镍离子不但不会损害镀敷含锌金属钢板的优秀性能，而且在含树脂型的铬酸盐处理体系中，它是一种用于防止钢板变黑的特别有效的成分，而其他金属离子，例如钴离子等，可以说是没有上述那样防止变黑的效果。在本专利技术中所用的无机酸，应从能够将水性表面处理组合物的pH值调节到2.5以下的无机酸中选择，而最好是从磷酸、硝酸、氟硅酸、氟锆酸、硼酸和氟硼酸中选取的至少一种酸。在上述的无机酸中，最好是使用磷酸。当表面处理组合物的pH值高于2.5时，难以充分地达到所希望的防止变黑的效果。在本专利技术中所用的树脂材料应是含有至少一种水性乳液型树脂并具有皮膜形成性的树脂材料。这种树脂材料可从具有下列性质的树脂中选择，即它难以被共存于表面处理组合物中的铬酸、重铬酸或它们的盐所氧化，并且即使当pH值在2.5以下时也是稳定的，不会发生胶化或沉淀。这种的树脂材料可根据表面处理组合物所要求的稳定性而适当地选择，但是通常最好是含有从水性乳液型聚丙烯酸树脂和水性乳液型聚氨酯树脂中选取的至少一种树脂。这些树脂具有优良的耐气候性和耐指纹性，并且与各种涂料薄膜的粘着性很优良。这些树脂材料也可以含有水溶性树脂。在本专利技术的表面处理组合物中所含的6价铬离子和3价铬离子的浓度最好为2-5g/L。另外，其中所含的镍离子的浓度最好为1-3g/L，而无机酸的含有重量应达到能够将水性组合物的pH值调节到2.5以下的所需量，例如最好含3-10g/L。另外，在本专利技术的表面处理组合物中，所说的树脂材料如果换算成它的固体成分的重量浓度最好是含有100-300g/L。在本专利技术的表面处理组合物中，镍的含有重量应调整到全部铬含有重量的0.05-1倍。如果不到0.05倍，则防止变黑的效果不够充分，而如果超过1倍，则其耐腐蚀性不够好，故这两种情况都不合适。另外，在本专利技术的表面处理组合物中的无机酸最好的磷酸，而且磷酸的含有重量最好为镍含有重量的5-30倍。通过这样来调整磷酸/镍的含有重量比，可以获得最优良的防止变黑的效果。根据本专利技术的方法，将上述的水性表面处理剂涂布到镀敷含锌金属钢板的表面上，然后将其干燥固化。关于所说的涂布方法，没有特别的限制，可以使用通常的涂布方法，例如滚涂法、滚压涂敷法等等。另外，关于干燥固化的方法也没有特别的限制，可以使用热风干燥或红外线干燥等，但热风的温度最好本文档来自技高网...

【技术保护点】
镀敷含锌金属钢板的表面处理组合物，它是一种水性组合物，其中含有６价铬离子、３价铬离子、镍离子、无机酸以及由至少一种水性乳液型树脂构成的树脂材料，并且其ｐＨ值在２. ５以下，其特征在于，上述镍的含有重量被调节到等于全部铬含有重量的０. ０５－ １倍。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：小见山忍，堀亨介，相泽谦次，
申请(专利权)人：日本帕卡赖精株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]