用于Sn基或Al基镀覆钢板的不含六价铬的表面处理剂以及经过表面处理的钢板制造技术

本发明专利技术涉及一种用于Ｓｎ基或Ａｌ基镀覆钢板的不含六价铬的表面处理剂，其含有三价铬化合物（Ａ）、水分散性二氧化硅（Ｂ）以及由一种或多种选自聚烯烃蜡、含氟蜡和石蜡的蜡制成的润滑组分（Ｃ），和水，水分散性二氧化硅（Ｂ）与润滑组分（Ｃ）之间的质量比（Ｂ）／（Ｃ）在基于固含量计的５／９５至９５／５的范围内。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及对环境危害降低的不含六价铬的表面处理剂，以及用该处理剂处理过的Sn-、Sn合金-、Al-或Al合金-镀覆的表面处理钢板，其用于汽车的油箱或排气系统或建筑材料中。2.相关技术的描述对于使用汽油作为燃料的汽车的油箱材料，不仅要求可焊性，而且一般要求对外界的抗腐蚀性和对内部的抗燃料腐蚀性。所以，通过镀铅铁涂覆获得的基于Pb-Sn的镀覆钢板已经广泛用作油箱材料。但是，关于环境问题，对Pb的法规已经变得严格。考虑到环境问题的排气法规，最近已在一些国家提出使用含醇燃料例如汽油/醇混合的燃料(包括含约15％质量甲醇的M15和含约85％质量甲醇的M85)(称作“gashols”)。但是，由于常规的镀铅铁钢板易于被上述含醇的燃料腐蚀，所以急需开发用于油箱的具有优异抗含醇燃料腐蚀性的材料。由于这种趋势，已经开发了各种产品，包括热浸铝化钢板、热浸Sn-Zn镀覆钢板等，用作无Pb汽车油箱的材料。日本未审专利公开(Kokai)58-45396公开了一种用于油箱的表面处理过的钢板，通过使具有Zn-Ni合金层的钢板(Ni含量5-50％质量，厚度0.5-20微米)进行铬酸盐处理来获得。日本未审专利公开5-106058公开了一种用于油箱的表面处理过的钢板，通过使具有Zn-Ni合金镀层的钢板(Ni含量8-20％质量，镀覆质量为10-60g/m2)经过含六价铬的铬酸盐处理来获得。日本未审专利公开5-168581和11-217682公开了通过热浸铝化材料进行铬酸盐处理获得的材料。如上所述，几乎所有希望替代镀铅铁涂层的产品都是通过铬酸盐处理得到的具有含六价铬的最外层的产品。众所周知，六价铬是有害的不利物质，这是因为其对人体有致癌作用，有可能从产品中析出，并导致废料处理的问题。尽管一些产品用电解质铬酸盐形式的三价铬处理，但是这些产品在生产期间使用六价铬，与常规产品一样必须进行废料处理。但是，目前还没有合适的处理方法具有能代替铬酸盐处理的性能。当然，已经对不使用六价铬的表面处理剂进行了各种研究。例如，日本已审专利公开(Kokuku)2-18982公开了一种用于油箱的经过表面处理的钢板，包含镀层作为最底层，其由Zn制成或含有Zn作为主要组分，并包括上层，该层在苯氧基树脂中含有10％或更多的含铬不锈钢、Zn、Al、Mg、Ni和Sn的金属粉末以及橡胶改性的环氧树脂作为主要组分。但是，由于耐焊性，所以在油箱中的应用要求这种点焊接性和缝焊接性，这种处理形成不能满足要求的厚有机涂层。专利技术概述为了解决现有技术的问题，本专利技术人经过深入的研究发现该问题可以通过使用含水的金属表面处理剂解决，该处理剂含有三价铬化合物、水分散性二氧化硅和润滑剂，从而完成本专利技术。本专利技术提供一种用于Sn基或Al基镀覆钢板的不含六价铬的表面处理剂，其含有三价铬化合物(A)、水分散性二氧化硅(B)以及由选自聚烯烃蜡、含氟蜡和石蜡的一种或多种蜡制成的润滑组分(C)，和水，水分散性二氧化硅(B)与润滑组分(C)之间的质量比(B)/(C)在基于固含量计的5/95至95/5的范围内。组分(B)的固含量质量在基于100％质量的表面处理剂总固含量计的10-90％质量范围内。优选，用于Al基镀覆钢板的不含六价铬的表面处理剂进一步含有金属硝酸盐(D)作为附加组分，在金属硝酸盐中的金属是选自碱土金属、Co、Ni、Fe、Zr和Ti中的至少一种。优选，该处理剂进一步含有水溶性树脂(E)作为附加组分。优选，该处理剂进一步含有膦酸或膦酸化合物(F)作为附加组分。本专利技术还提供一种经过表面处理的Sn基或Al基镀覆钢板，其具有干涂层质量在0.01-5g/m2范围内的涂层，该涂层通过将本专利技术的表面处理剂涂在基于Sn或Sn合金或基于Al或Al合金的镀覆表面上并干燥该表面处理剂来获得。优选实施方案的描述下面将详细描述本专利技术。本专利技术的第一个特征在于含有三价铬化合物作为组分(A)。三价铬化合物的例子包括但不限于硫酸铬(III)、硝酸铬(III)、二磷酸铬(III)、氟化铬(III)和卤化铬(III)。对待引入本专利技术的含水金属表面处理剂中的组分(A)的量没有特殊限制。在本专利技术中使用的作为(B)的水分散性二氧化硅包括例如胶态二氧化硅和气相法二氧化硅。胶态二氧化硅的例子包括但不限于SNOWTEXC、SNOWTEX O、SNOWTEX N、SNOWTEX S、SNOWTEX UP、SNOWTEX PS-M、SNOWTEX PS-L、SNOWTEX 20、SNOWTEX 30和SNOWTEX 40(这些都由NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES，LTD.生产)。气相法二氧化硅的例子包括但不限于AEROSIL 50、AEROSIL 130、AEROSIL 200、AEROSIL 300、AEROSIL 380、AEROSIL TT600、AEROSIL MOX80和AEROSIL 170(这些都由NIPPON AEROSIL Co.LTD.生产)。在本专利技术中使用的作为(C)的润滑组分通过使用一种或多种聚烯烃蜡、含氟蜡和石蜡而具有降低表面摩擦系数的作用，从而赋予润滑性并防止磨损，进而改进压缩成型性和熨平操作性。润滑剂可以是能赋予所得涂层以润滑性的任何物质，优选由一种或多种以下物质制成聚烯烃蜡，例如聚乙烯或聚丙烯蜡；含氟化合物，例如聚四氟乙烯、聚一氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯或聚氟乙烯蜡；和石蜡。组分(B)与组分(C)之间的质量比(B)/(C)在5/95至95/5的范围内，优选70/30至90/10。当质量比(B)/(C)小于5/95或超过95/5时，压缩成型性和熨平操作性的水平不足，所以不是优选的。基于100％质量的组分(A)至(C)的总固含量计，组分(B)的固含量优选在10-90％质量的范围内，更优选20-80％质量。当基于100％质量的组分(A)至(C)的总固含量计，组分(B)的固含量小于10％质量时，所得涂层的耐腐蚀性和可涂布性较差，所以不是优选的。另一方面，当基于100％质量的组分(A)至(C)的总固含量计，组分(B)的固含量超过90％质量时，由于组分(A)的绝对量(这对于耐腐蚀性是有效的)下降，所以耐腐蚀性下降，因此不是优选的。优选引入作为附加组分的金属硝酸盐(D)以便进一步提高耐腐蚀性，对金属硝酸盐(D)的金属没有特殊限制，但是优选是选自碱土金属、Co、Ni、Fe、Zr和Ti中的至少一种。为了进一步提高耐腐蚀性和可涂布性，可以引入水溶性树脂(E)作为附加组分。对水溶性树脂(E)没有特殊限制，但是优选是水溶性丙烯酸树脂，水溶性丙烯酸树脂的例子包括丙烯酸的聚合物、甲基丙烯酸的聚合物、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸，其与能和上述单体共聚的乙烯基化合物(例如苯乙烯、丙烯腈等)的共聚物。基于100％质量的组分(A)至(E)的总固含量计，组分(E)的固含量优选是0.1-10％质量，更优选0.5-5％质量。当基于100％质量的组分(A)至(E)的总固含量计，组分(E)的固含量小于0.1％质量时，改进耐腐蚀性和可涂布性的效果差。另一方面，当基于100％质量计，该固含量超过10％质量时是不经济的，因为改进耐腐蚀性的效果已经饱和，可焊性下降。所以，这不是优选的。耐腐蚀性和可涂布性可以进一步通过引入膦酸或膦酸化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于Ｓｎ基或Ａｌ基镀覆钢板的不含六价铬的表面处理剂，其含有三价铬化合物（Ａ）、水分散性二氧化硅（Ｂ）以及选自一种或多种聚烯烃蜡、含氟蜡和石蜡的润滑组分（Ｃ），和水，水分散性二氧化硅（Ｂ）与润滑组分（Ｃ）之间的质量比（Ｂ）／（Ｃ）在基于固含量计的５／９５至９５／５的范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊崎辉明，布田雅裕，中村充，河上克之，水野贤辅，
申请(专利权)人：日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]