一种镀锌钢板用低温耐指纹表面处理剂及环保型表面处理镀锌钢板制造技术

本发明专利技术涉及一种镀锌钢板用低温耐指纹表面处理剂及采用该表面处理剂进行表面处理获得的环保型表面处理镀锌钢板。本发明专利技术的镀锌钢板的表面不含铬而且无需高温烘干，可在低温干燥的条件下形成表面处理皮膜，制造过程环保且耗能低，通过使用含有特定的水系树脂和磷化物、特定的有机硅化合物、钛化合物、钒化物、氧化聚乙烯颗粒的组成物（即表面处理剂）涂敷于镀锌钢板表面，再经50-75℃的低温干燥，获得的表面处理的镀锌钢板同时具有优异的耐碱性、耐溶剂性、耐蚀性、耐指纹性及涂装密着性等优异性能。

【技术实现步骤摘要】
一种镀锌钢板用低温耐指纹表面处理剂及环保型表面处理镀锌钢板
本专利技术属于金属材料表面处理领域，涉及一种镀锌钢板用低温耐指纹表面处理剂及采用该表面处理剂进行表面处理获得的环保型表面处理镀锌钢板，所述镀锌钢板的表面不含铬而且无需高温烘干，制造过程环保且耗能低，且该表面处理的镀锌钢板同时具有优异的耐碱性、耐溶剂性、耐蚀性、耐指纹性及涂装密着性等优异性能。
技术介绍
含锌的金属钢板及铝板等的金属材料被广泛用于汽车、建材及家电行业。但是，使用以上金属材料的锌和铝会在大气中被腐蚀或出现白锈，从而影响到金属材料的外观，更会造成涂装性能低下的不良影响。为了改善耐蚀性及涂装附着性催生了金属表面使用含有铬酸、重铬酸或其盐类为主的处理液，也就是我们通常所说的铬处理。但是，随着近年环保意识的不断提高，由于金属材料表面处理时使用的铬处理液中的6价铬对人体有害，铬处理逐渐被淘汰。另外，含有6价铬的排水须遵从水质污浊防止法的规定，须要进行特别的处理，这成为总成本过高的原因。再者，实施过铬处理的金属材料作为含铬产业废弃物不能再生利用的巨大缺点，成为社会问题。另一方面，作为铬处理以外的表面处理方法还有广为人知的含有多价聚羧酸苯酚单宁酸的表面处理剂的处理。通过使用单宁酸的水溶液对金属材料进行处理，单宁酸和金属材料发生反应形成保护皮膜，对腐蚀物质的侵入形成障碍提高耐蚀性。然而伴随着近年产品的高品质化，对皮膜本身的高耐蚀性提出了要求，因此单宁酸或与无机并用所得到的皮膜耐蚀性不充分，现状是不可能实用化。由此作为提高耐蚀性的处理方法在日本专利特开昭53-121034号公报公开了含有水分散性硅烷、醇酸树脂、复方三烷氧基硅烷的水溶液涂敷于金属表面并干燥，覆盖皮膜的形成方法被公开。此外，通过使用水溶性树脂组成的羟基化合物吡喃酮衍生物赋予金属材料耐蚀性目的的表面处理方法及使用羟基化合物的水溶液或水分散性聚合物赋予金属材料耐蚀性的方法也在日本专利特开昭57-44751号公报及特开平1-177380号公报中公开。然而，无论以上哪一种方法都无法取代铬皮膜所具有的高耐蚀性。作为解决该问题的方法，日本专利特开平11-106945号公报提出了2价以上的金属离子和酸、硅烷偶合剂以及水溶性聚合物组成的表面处理剂的提案。但是作为现实问题上述的技术问题点尚未能够解决。另外，形成这样皮膜的表面处理钢板，特别是用于电脑部件等家电用品时，涂敷冲压油后进行成型加工，随后用脱脂剂洗掉冲压油。脱脂剂大多使用强碱性或溶剂。在此过程中钢板表面会出现皮膜变色剥离等问题。为了能够在碱脱脂和成型加工工序等过后皮膜不受损伤并赋予更强的耐蚀性等性能，在制造表面处理钢板时，需要进行90℃以上，甚至150℃以上的烘烤，生产成本和CO2排出量的课题还有待解决。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种镀锌钢板用低温耐指纹表面处理剂及环保型表面处理镀锌钢板，该表面处理镀锌钢板表面不含铬，且可在低温干燥的条件下形成表面处理皮膜。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：本专利技术对现有技术中存在的技术问题进行了深入的研究，通过使用含有特定的水系树脂和磷化物、特定的有机硅化合物、钛化合物、钒化物、氧化聚乙烯颗粒的组成物(即表面处理剂)涂敷于镀锌钢板表面，再经50～75℃的低温干燥，发现其同时具有优异的耐碱性、耐溶剂性、耐蚀性、耐指纹性及涂装密着性。本专利技术首先提供了一种镀锌钢板用低温耐指纹表面处理剂。一种镀锌钢板用低温耐指纹性表面处理剂，其水溶液含有如下组分：(A)(a1)最低造膜温度为50～100℃范围的阳离子性的聚氨酯树脂，所占重量百分比为总固含量的10～20％；(a2)最低造膜温度为30～50℃范围的非离子性的丙烯酸树脂，所占重量百分比为总固含量的20％～40％；(B)磷化物，所占重量百分比为总固含量的1～5％；(C)含有氨基的有机硅烷偶合剂，该含有氨基的有机硅烷偶合剂的每个分子中至少含有一个作为反应性官能团的含有活性氢的氨基，所占重量百分比为总固含量的5～10％；(D)含有环氧基的有机硅烷偶合剂，该含有环氧基的有机硅烷偶合剂的每个分子中至少含有一个作为反应性官能团的环氧基，所占重量百分比为总固含量的15～25％；(E)钛化合物，所占重量百分比为总固含量的1～5％；(F)钒化合物，所占重量百分比为总固含量的1～5％；(G)氧化聚乙烯颗粒，所占重量百分比为总固含量的5～10％；所述镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂中的总固含量占表面处理剂重量的10-20％；水占表面处理剂重量的80-90％。本专利技术的总固含量是指镀锌钢板用低温耐指纹性表面处理剂中除水之外的组分总重量。本专利技术上述的阳离子性的聚氨酯树脂和非离子性的丙烯酸树脂均不含造膜助剂。本专利技术的一种镀锌钢板用低温耐指纹性表面处理剂处理镀锌钢板的方法，为采用上述的镀锌钢板用低温耐指纹表面处理剂覆盖在镀锌钢板的至少一个表面，在50～75℃的温度下干燥去除水分，获得表面处理皮膜(即干膜)为0.5～2.0g/m2的表面处理的耐指纹性镀锌钢板。本专利技术的另一个目的是提供了一种表面处理的耐指纹性镀锌钢板。一种表面处理的耐指纹性镀锌钢板，其至少一个面上覆盖有表面处理皮膜，所述表面处理皮膜含有如下组分：(A)(a1)最低造膜温度为50～100℃范围的阳离子性的聚氨酯树脂，所占重量百分比为表面处理皮膜的10～20％；(a2)最低造膜温度为30～50℃范围的非离子性的丙烯酸树脂，所占重量百分比为表面处理皮膜的20％～40％；(B)磷化物，所占重量百分比为表面处理皮膜的1～5％；(C)含有氨基的有机硅烷偶合剂，该含有氨基的有机硅烷偶合剂的每个分子中至少含有一个作为反应性官能团的含有活性氢的氨基，所占重量百分比为表面处理皮膜的5～10％；(D)含有环氧基的有机硅烷偶合剂，该含有环氧基的有机硅烷偶合剂的每个分子中至少含有一个作为反应性官能团的环氧基，所占重量百分比为表面处理皮膜的15～25％；(E)钛化合物，所占重量百分比为表面处理皮膜的1～5％；(F)钒化合物，所占重量百分比为表面处理皮膜的1～5％；(G)氧化聚乙烯颗粒，所占重量百分比为表面处理皮膜的5～10％。上述表面处理的耐指纹性镀锌钢板为无铬皮膜层(即表面处理皮膜)覆盖的环保型表面处理镀锌钢板。其阳离子性聚氨酯树脂的最低造膜温度50～100℃的范围，且具有前述非离子性丙烯酸树脂的最低造膜温度在30～50℃的范围以内。本专利技术的表面处理的耐指纹性镀锌钢板，采用上述的镀锌钢板用低温耐指纹表面处理剂覆盖在镀锌钢板的至少一个表面，在50～75℃的温度下干燥去除水分，获得表面处理皮膜(即干膜)为0.5～2.0g/m2的表面处理的耐指纹性镀锌钢板。本专利技术的环保型表面处理的镀锌钢板是由特定的水系树脂、特定的磷化物、特定的有机硅化合物、钛化合物、钒化物、氧化聚乙烯颗粒组成的皮膜形成于镀锌钢板表面经低温处理而成。进一步的，本专利技术上述的阳离子性的聚氨酯树脂(a1)，选自分子构造中含有伯氨基、仲胺基、叔氨基及季氨基等的至少一种阳离子性官能团的阳离子型聚氨酯树脂，上述阳离子型聚氨酯树脂为水溶性或水分散性的物质。即上述阳离子性的聚氨酯树脂通过亲水基的阳离子性官能团，在水介质中可溶于水或者是自分散乳化树脂、或者使用阳离子性表面活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂，其水溶液含有如下组分：(A)(a1)最低造膜温度为50～100℃范围的阳离子性的聚氨酯树脂，所占重量百分比为总固含量的10～20％；(a2)最低造膜温度为30～50℃范围的非离子性的丙烯酸树脂，所占重量百分比为总固含量的20％～40％；(B)磷化物，所占重量百分比为总固含量的1～5％；(C)含有氨基的有机硅烷偶合剂，该含有氨基的有机硅烷偶合剂的每个分子中至少含有一个作为反应性官能团的含有活性氢的氨基，所占重量百分比为总固含量的5～10％；(D)含有环氧基的有机硅烷偶合剂，该含有环氧基的有机硅烷偶合剂的每个分子中至少含有一个作为反应性官能团的环氧基，所占重量百分比为总固含量的15～25％；(E)钛化合物，所占重量百分比为总固含量的1～5％；(F)钒化合物，所占重量百分比为总固含量的1～5％；(G)氧化聚乙烯颗粒，所占重量百分比为总固含量的5～10％；所述镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂中的总固含量占表面处理剂重量的10‑20％；水占表面处理剂重量的80‑90％。

【技术特征摘要】
1.一种镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂，其水溶液含有如下组分：(A)(a1)最低造膜温度为50～100℃范围的阳离子性的聚氨酯树脂，所占重量百分比为总固含量的10～20％；(a2)最低造膜温度为30～50℃范围的非离子性的丙烯酸树脂，所占重量百分比为总固含量的20％～40％；(B)磷化物，所占重量百分比为总固含量的1～5％；(C)含有氨基的有机硅烷偶合剂，该含有氨基的有机硅烷偶合剂的每个分子中至少含有一个作为反应性官能团的含有活性氢的氨基，所占重量百分比为总固含量的5～10％；(D)含有环氧基的有机硅烷偶合剂，该含有环氧基的有机硅烷偶合剂的每个分子中至少含有一个作为反应性官能团的环氧基，所占重量百分比为总固含量的15～25％；(E)钛化合物，所占重量百分比为总固含量的1～5％；(F)钒化合物，所占重量百分比为总固含量的1～5％；(G)氧化聚乙烯颗粒，所占重量百分比为总固含量的5～10％；所述镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂中的总固含量占表面处理剂重量的10-20％；水占表面处理剂重量的80-90％。2.如权利要求1所述的镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂，其特征在于，所述阳离子性的聚氨酯树脂和非离子性的丙烯酸树脂均不含造膜助剂。3.如权利要求1所述的镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂，其特征在于，所述阳离子性的聚氨酯树脂(a1)选自分子构造中含有伯氨基、仲胺基、叔氨基及季氨基中的至少一种阳离子性官能团的阳离子型聚氨酯树脂。4.如权利要求3所述的镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂，其特征在于，所述阳离子性聚氨酯树脂(a1)是由聚酯聚醇、聚醚聚醇或聚碳酸酯聚醇和脂肪族异氰酸酯以及/或者芳香族异氰酸酯化合物之间聚合形成，其所使用的聚醇的一部分是含有N，N-二甲胺基二羟甲基丙烷的聚醇或含有聚环氧乙烷链的聚醇。5.如权利要求1所述的镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂，其特征在于，所述非离子性丙烯酸树脂(a2)选自分子构造中含有聚氧乙烯链、氢氧基、第1酰胺基、第2酰胺基、第3酰胺基中的至少一种非离子性官能团的非离子性丙烯酸树脂。6.如权利要求5所述的镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂，其特征在于，所述非离子性丙烯酸树脂(a2)为采用聚乙二醇甲基丙烯酸和2－甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种非离子型亲水基单体，与丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸酯单体中的一种或两种，以及与附加聚合性不饱和单体共聚而成的共聚丙烯酸树脂；所述附加聚合性不饱和单体选自苯乙烯、丙烯腈和醋酸乙烯中的一种或多种。7.如权利要求1所述的镀锌钢板用耐指纹性表面处理剂，其特征在于，所述磷化物(B)作为镀锌的防锈剂为正磷酸化合物和多聚磷酸化合物。8.如权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟战旗，姚勇，汤文杰，李忠阳，贾卫国，周阳，陈俊，袁江南，徐强，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，帕卡表面处理科技上海有限公司，上海帕卡濑精有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31