本发明专利技术能够提供尽管不含铬，但能够赋予优异的耐蚀性、耐碱性、耐酸性和成型加工部的涂膜密合性的水系处理剂。一种水系处理剂，含有：(A)锆化合物，(B)环氧树脂，(C)下述式[I]所示的含硅羟基化合物和/或其缩合物，(D)磷酸化合物和(E)4价的钒化合物，XY(Z)nSi(OH)3‑n (I)。锆化合物(A)的以Zr换算的质量与环氧树脂(B)的质量的质量比(B)/Zr为0.7～1.5，与含硅羟基化合物和/或其缩合物(C)的以SiO2质量换算的质量比SiO2/Zr为0.15～1.5，与磷酸化合物(D)的以P质量换算的质量比P/Zr为0.025～0.1，与4价钒化合物(E)的以V质量换算的质量比V/Zr为0.02～0.05。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水系处理剂、镀锌钢材或镀锌合金钢材以及涂装镀锌钢材或涂装镀锌合金钢材
本专利技术涉及能够对具有镀锌和镀锌合金层的涂装钢板(也称作预涂钢板或后涂钢板)和后涂钢材赋予优异的耐蚀性、耐药品性(例如、耐碱性、耐酸性等)和成型加工部的涂膜密合性的水系处理剂，以及、具有通过所述水系处理剂得到的、耐蚀性、耐药品性和成型加工部的涂膜密合性优异的皮膜的镀锌钢材、镀锌合金钢材、涂装镀锌钢材和涂装镀锌合金钢材、和它们的制造方法。
技术介绍
在家电、建材、汽车等产业领域中，广泛普及使用由钢板制造商预先甚至实施了涂装的钢板(预涂钢板)，通过切断、成型加工而制造产品的技术。对于需要保持外观设计性的涂装钢板，需要较高的涂膜密合性，以耐受最终使用者的苛刻的后加工。而且、能够耐受长期户外曝露的优异耐蚀性、能够耐受来自牲畜粪便、清洗剂等的碱性浓缩环境的耐碱性、能够耐受酸雨、清洗剂等的耐酸性都被认为是必要的。代表性的涂装钢板的结构是，在实施了赋予涂膜密合性的处理后的镀覆钢板上被覆底漆涂膜和顶层涂膜这2层结构的有机涂膜。为了实现上述耐蚀性能，在赋予该涂膜密合性的处理中包含铬酸盐处理，而且以往在底漆涂膜中也使用含有铬系防锈颜料的涂料。但是，由于6价铬的环境污染问题，近年来强烈希望这些涂膜等的无铬化。虽然在家电领域等在温和条件下使用的室内用途中，无铬化不断发展，但在建材领域等在室外苛刻的条件下使用的面向室外的产品中，难以满足最终使用者的所有要求，目前的现状是无铬化尚未进行。通常，涂装钢板的涂膜密合性是通过弯折加工试验进行评价的。但是，有时也要求在拉深成型加工试验等更苛刻的加工条件下的涂膜密合性。加工条件苛刻时，在涂膜密合性不充分时，从受到加工负荷的侧面部、端面部、损伤部等涂膜上起、剥离。对于苛刻的加工条件，要求非常高的加工部的涂膜密合性、涂膜的加工追随性，所以作为无铬处理适合使用以树脂作为主成分的处理剂。但是，由于面向室外，耐碱性、耐酸性、耐蚀性的要求水平高，所以在长期暴露于腐蚀环境时不能避免劣化的以树脂作为主成分的以往处理剂未必能够满足这些要求性能。在涂装钢板中的镀覆层组成为锌主体的锌系时，如果实施加工，则由于镀覆层具有延展性，所以在加工时在镀覆层没有裂痕的情况下在镀覆层上形成的涂膜受到大应力。该应力成为涂膜剥离的原因，因此以镀锌和镀锌合金钢板作为基材的涂装钢板，要确保实施所述拉深成型加工等苛刻加工后的涂膜密合性就更为困难。作为无铬涂装钢板，已经在例如专利文献1～3中公开了涉及含有硅烷偶联剂和/或其水解缩合物、水分散性二氧化硅、锆化合物等的无铬酸盐金属表面处理剂、或进而含有丙烯酸类树脂等水溶性树脂的金属表面处理剂的技术。根据这些技术，能够对钢材赋予优异的耐蚀性等。专利文献4中公开了含有水和选自Mg、Co、Zr、Ni、Zn和Cu中的金属的碳酸盐、水分散性二氧化硅、以及特定的有机酸的表面处理剂。通过该表面处理剂能够提供涂膜的加工密合性、耐蚀性优异的表面处理钢板。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2001-240979号公报专利文献2:日本特开2001-316845号公报专利文献3:日本国际公开第2004/005579号专利文献4:日本特开2004-277849号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的是，提供能够形成具有优异的耐蚀性、并且具有耐药品性和成型加工部的涂膜密合性的皮膜的无铬水系处理剂，以及具有所述皮膜的镀锌钢材、镀锌合金钢材、涂装镀锌钢材和涂装镀锌合金钢材、和它们的制造方法。解决课题的手段本专利技术人为了实现上述目的而反复进行深入研究，结果发现通过使用含有特定的锆化合物、环氧树脂、特定的含硅羟基化合物、磷酸化合物以及钒化合物，并且这些含有成分满足特定的组成比率的水系处理剂，能够得到具有优异的耐蚀性，并且耐药品性和成型加工部的涂膜密合性高度同时成立的涂装镀锌钢材和涂装镀锌合金钢材，从而完成本专利技术。即、本专利技术如下。【1】.一种水系处理剂，含有：(A)选自碳酸锆铵、碳酸锆钾、碱式碳酸锆和乙酸锆中的锆化合物，(B)环氧树脂，(C)下述式[I]所示的含硅羟基化合物和/或其缩合物，(D)磷酸化合物和(E)钒化合物，XY(Z)nSi(OH)3-n(I)X表示缩水甘油醚基或由缩水甘油醚基衍生的官能团，Y表示碳原子数1～10的亚烷基，Z表示甲氧基、乙氧基或甲基，n表示0～2的整数，相对于锆化合物(A)的以Zr换算的质量，环氧树脂(B)的质量的固体成分质量比、即(B)/Zr为0.7～1.5，含硅羟基化合物和/或其缩合物(C)的以SiO2质量换算的固体成分质量比、即SiO2/Zr为0.15～1.5，磷酸化合物(D)的以P质量换算的固体成分质量比、即P/Zr为0.025～0.1，钒化合物(E)的以V质量换算的固体成分质量比、即V/Zr为0.02～0.05。【2】.如所述【1】所述的水系处理剂，所述环氧树脂(B)为含有羧基的双酚A型环氧树脂，并且由凝胶渗透色谱测定、以聚苯乙烯换算的重均分子量为30,000～150,000。【3】.一种镀锌钢材或镀锌合金钢材，在镀覆层组成中Zn占80质量％以上的镀锌钢板或镀锌合金钢板的至少一个面上，具有使用所述【1】或【2】所述的水系处理剂形成的、Zr附着量为1～40mg/m2的处理皮膜层。【4】.一种涂装镀锌钢材或涂装镀锌合金钢材，在所述【3】所述的镀锌钢材或镀锌合金钢材所具有的所述处理皮膜层上具有层叠涂膜，层叠涂膜由至少1层组成，其合计膜厚为1～50μm。【5】.一种镀锌钢材或镀锌合金钢材的制造方法，将所述【1】或【2】所述的水系处理剂涂布在镀覆层组成中Zn占80质量％以上的镀锌钢板或镀锌合金钢板的至少一个面上，形成处理皮膜层，将所述处理皮膜层加热干燥，形成Zr附着量为1～40mg/m2的处理皮膜层。【6】.一种涂装镀锌钢材或涂装镀锌合金钢材的制造方法，将所述【1】或【2】所述的水系处理剂涂布在镀覆层组成中Zn占80质量％以上的镀锌钢板或镀锌合金钢板的至少一个面上，形成处理皮膜层，将所述处理皮膜层加热干燥，形成Zr附着量为1～40mg/m2的处理皮膜层，进而在所述处理皮膜层上涂布至少1层的层叠涂膜用涂料，将所述至少1层的层叠涂膜加热干燥，形成合计膜厚为1～50μm的层叠涂膜。专利技术效果本专利技术的水系处理剂，尽管不含铬，但能够形成具有优异的耐蚀性，而且具有耐药品性和成型加工部的涂膜密合性的皮膜。因此，能够显著降低面向室外使用的涂装钢板的环境负担。因此，本专利技术的水系处理剂具有非常大的工业价值。本专利技术的涂装镀锌钢材和涂装镀锌合金钢材，不仅对于预先被钢板制造商赋予了层叠涂膜的预涂钢板，而且对于购买后由使用方实施了后涂的钢板这些任一种形式，都能够期待本专利技术的水系处理剂的效果。具体实施方式下面具体说明本专利技术。本专利技术的水系处理剂含有锆化合物(A)、环氧树脂(B)、含硅羟基化合物和/或其缩合物(C)、磷酸化合物(D)和钒化合物(E)。下面对上述各成分予以说明。锆化合物(A)选自碳酸锆铵、碳酸锆钾、碱式碳酸锆和乙酸锆。锆化合物(A)，是在皮膜形成(烧固)过程中通过进行水解和随着碳酸、乙酸等挥发性酸的脱离而进行缩合，能够形成三维交联的锆氧化物的皮膜的造膜成分，有助于加工密合性、耐蚀性、耐药品性的发挥。而且、通过酸的脱离而被活性化了的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水系处理剂，含有：(A)选自碳酸锆铵、碳酸锆钾、碱式碳酸锆和乙酸锆中的锆化合物，(B)环氧树脂，(C)下述式[I]所示的含硅羟基化合物和/或其缩合物，(D)磷酸化合物和(E)钒化合物，XY(Z)nSi(OH)3‑n (I)X表示缩水甘油醚基或由缩水甘油醚基衍生的官能团，Y表示碳原子数1～10的亚烷基，Z表示甲氧基、乙氧基或甲基，n表示0～2的整数，相对于锆化合物(A)的以Zr换算的质量，环氧树脂(B)的质量的固体成分质量比、即(B)/Zr为0.7～1.5，含硅羟基化合物和/或其缩合物(C)的以SiO2质量换算的固体成分质量比、即SiO2/Zr为0.15～1.5，磷酸化合物(D)的以P质量换算的固体成分质量比、即P/Zr为0.025～0.1，钒化合物(E)的以V质量换算的固体成分质量比、即V/Zr为0.02～0.05。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.15 JP 2015-1416811.一种水系处理剂，含有：(A)选自碳酸锆铵、碳酸锆钾、碱式碳酸锆和乙酸锆中的锆化合物，(B)环氧树脂，(C)下述式[I]所示的含硅羟基化合物和/或其缩合物，(D)磷酸化合物和(E)钒化合物，XY(Z)nSi(OH)3-n(I)X表示缩水甘油醚基或由缩水甘油醚基衍生的官能团，Y表示碳原子数1～10的亚烷基，Z表示甲氧基、乙氧基或甲基，n表示0～2的整数，相对于锆化合物(A)的以Zr换算的质量，环氧树脂(B)的质量的固体成分质量比、即(B)/Zr为0.7～1.5，含硅羟基化合物和/或其缩合物(C)的以SiO2质量换算的固体成分质量比、即SiO2/Zr为0.15～1.5，磷酸化合物(D)的以P质量换算的固体成分质量比、即P/Zr为0.025～0.1，钒化合物(E)的以V质量换算的固体成分质量比、即V/Zr为0.02～0.05。2.如权利要求1所述的水系处理剂，所述环氧树脂(B)为含有羧基的双酚A型环氧树脂，并且由凝胶渗透色谱测定、以聚苯乙烯换算的重均分子量为30,000～150,...
【专利技术属性】
技术研发人员：金藤泰平，细川智明，植田浩平，山本茂树，工藤英介，生井良和，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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