热镀锌板表面涂层液以及耐高湿热镀锌钝化板的制备方法技术

本发明专利技术涉及热镀锌板表面涂层液以及耐高湿热镀锌钝化板的制备方法，属于热镀锌钢板领域。本发明专利技术解决的技术问题是现有热镀锌钢板环保问题突出、不适用于华南地区高湿高温的交变湿热天气。本发明专利技术提供的热镀锌板表面涂层液以重量份计包括水100、含氟助剂2～10、缓蚀剂1～10重量份、含硅物质10～20、水性有机物15～45，本发明专利技术将热镀锌板表面涂层液涂敷在热镀锌板表面，烘干固化得到耐高湿环境的热镀锌钝化板。本发明专利技术制备得到的热镀锌板涂层具有优良的耐蚀性、耐热性、耐水性、耐高湿性、耐指纹性、自润滑性，适用于华南地区高湿高温的交变湿热天气。

Preparation of Coating Solution for Hot-dip Galvanized Sheet and Passivating Sheet with High Humidity Resistance

【技术实现步骤摘要】
热镀锌板表面涂层液以及耐高湿热镀锌钝化板的制备方法
本专利技术属于热镀锌钢板领域，具体涉及热镀锌板表面涂层液以及耐高湿热镀锌钝化板的制备方法。
技术介绍
热镀锌板由于具有优异的加工与使用性能能力，因此在家用电器、汽车、建筑等工业领域得到了广泛的应用。在潮湿环境中，热镀锌板易产生腐蚀，因此镀层钢板一般都要作钝化处理。传统的钝化处理如铬酸盐处理，工艺简单，膜结合力好，耐蚀性高，有自我修复能力。然而六价铬是致癌物质，对人体和环境都有严重危害，随着ROHS指令的执行，含有六价铬的产品受到了严格的限制。因此，开发环保钝化工艺技术替代传统的铬酸钝化工艺，是热镀锌钢板钝化发展的主要方向。日本在热镀锌板的无铬环保技术方面一直走在世界前列。新日铁开发了自修复功能的无铬钝化热镀锌板，表面处理为无机-有机混合涂层；JFE研发了表面为有机树脂和有自愈功能的无机抑制剂组成的钝化涂层的环保型家电用钢板，NKK企业也开发环保产品Geo-FrontierCoat。近年来，韩国的无铬钝化技术也在不断改进，浦项在2006年在热镀锌板表面已经全部实现无铬化。国内知名钢铁企业，如宝武、鞍钢、首钢等，主要采用国际知名品牌公司的环保钝化剂。随着科技的不断进步，无铬钝化虽然无六价铬钝化的自愈能力，但已基本达到了铬酸钝化水准。中国华南地区(珠三角)是家电产品主要的生产地，其常年处在高湿高温的气候环境中，一些热镀锌环保钝化板易出现掉粉、发花等不良现象，不能满足用户的要求。尤其在每年的三、四月份都会出现回南天天气，呈现出交变湿热天气(在长期低温环境后气温快速升高，且空气湿度随暖湿气流的影响快速升高)，钢板等物体表面出现大量的凝结水珠，热镀锌环保钝化板一般会出现掉粉、泛白等现象，严重影响用户使用。因此，开发一种具有自主知识产权的优良耐蚀性和环保性且满足在华南高湿环境下使用的热镀锌环保钝化板，对于提升产品的市场竞争力意义重大。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是现有热镀锌钢板环保问题突出、难以适用于华南地区高湿高温的交变湿热天气。本专利技术解决上述问题的技术方案是提供热镀锌板表面涂层液，所述涂层液的原料以重量份数计包括水100重量份，含氟助剂2～10重量份，缓蚀剂1～10重量份，含硅物质10～20重量份，水性有机物15～45重量份。其中，含氟助剂为水性氟碳乳液、聚四氟乙烯蜡乳液、氟钛酸、氟硅酸钠中的至少一种。其中，缓蚀剂为偏钒酸铵、偏钒酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸一氢钠、钼酸钠、钼酸钾中的至少一种。其中，含硅物质为纳米级胶体二氧化硅、硅酸钠、硅烷偶联剂中的至少一种。其中，水性有机物为水性丙烯酸乳液、水性苯丙乳液、水性聚氨酯乳液、水性有机硅树脂、水性环氧树脂中的至少一种。本专利技术还公开上述热镀锌板表面涂层液的制备方法，将含氟助剂、缓蚀剂、含硅物质、水性有机物在水中溶解混合，搅拌均匀即可。本专利技术进一步公开耐高湿环境的热镀锌钝化板的制备方法，将上述热镀锌板表面涂层液涂敷在热镀锌板表面，然后烘干固化。其中，固化温度80～125℃，固化时间10～60s。本专利技术还公开上述制备方法制备得到的耐高湿环境的热镀锌钝化板。其中，耐高湿环境的热镀锌钝化板涂层膜厚为0.8～2.0g/m2。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的热镀锌板表面涂层液不含铬，不会对人体和环境造成危害，环保性好；本专利技术提供的热镀锌板表面涂层液中各种成分协同作用，含氟助剂和含硅物质作为封闭剂时协同作用，制备得到的热镀锌板涂层具有优良的耐蚀性、耐热性、耐水性、耐高湿性、耐指纹性、自润滑性，尤其适用于华南地区高湿高温的交变湿热天气。具体实施方式本专利技术提供热镀锌板表面涂层液，所述涂层液的原料以重量份数计包括水100重量份，含氟助剂2～10重量份，缓蚀剂1～10重量份，含硅物质10～20重量份，水性有机物15～45重量份。本专利技术在设计涂层液的思路是：以水性有机物为主成膜物质，构建膜层的主要骨架，含硅物质辅助成膜；缓蚀剂提高了涂层液的成膜速率，提升膜层的耐蚀性；含氟助剂和含硅物质为封闭剂，其中含硅物质主要分布在膜层底部(靠近镀层)，含氟助剂主要分布在涂层表面及上层，确保了膜层具有良好的封闭性，使涂层具有优异的耐蚀性、耐高湿性及良好的自润滑性。本专利技术提供的热镀锌板表面涂层液可在热镀锌板表面形成十分致密的钝化膜层，其中含氟助剂在涂层液成膜后分布在涂层的表面，既提高了涂层的致密性，防止水蒸气对涂层的渗透，提高了涂层的耐高湿性能，还提高了涂层的自润滑性，改善了热镀锌板的加工成型性能。其中，含氟助剂含量范围控制在2～10重量份。作为优选的，含氟助剂为水性氟碳乳液、聚四氟乙烯蜡乳液、氟钛酸、氟硅酸钠中的至少一种，本专利技术缓蚀剂的使用不仅加快了涂层液成膜速率，还提高了涂层的耐蚀性能。其中，缓蚀剂含量范围控制在1～10重量份。作为优选的，缓蚀剂为偏钒酸铵、偏钒酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸一氢钠、钼酸钠、钼酸钾中的至少一种。本专利技术含硅物质填充在涂层缝隙处，起封闭作用，即改善了涂层的耐蚀性，也提高了耐指纹性。其中，含硅物质含量范围控制在10～20重量份。作为优选的，含硅物质为纳米级胶体二氧化硅、硅酸钠、硅烷偶联剂中的至少一种。进一步的，硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、KH792中的一种或多种。本专利技术水性有机物是涂层的主成膜物质，通过交联作用，构成了膜层的主要骨架。其中，水性有机物含量范围控制在15～45重量份。作为优选的，水性有机物为水性丙烯酸乳液、水性苯丙乳液、水性聚氨酯乳液、水性有机硅树脂、水性环氧树脂中的至少一种。本专利技术还公开上述热镀锌板表面涂层液的制备方法，将含氟助剂、缓蚀剂、含硅物质、水性有机物在水中溶解混合，搅拌均匀即可。本专利技术进一步公开耐高湿环境的热镀锌钝化板的制备方法，将上述热镀锌板表面涂层液涂敷在热镀锌板表面，然后烘干固化。具体可采用辊涂的方式涂覆。其中，固化温度80～125℃，固化时间10～60s。本专利技术还公开上述制备方法制备得到的耐高湿环境的热镀锌钝化板。其中，耐高湿环境的热镀锌钝化板涂层膜厚为0.8～2.0g/m2。以下通过实施例、对比例、性能测试对本专利技术作进一步的解释和说明。各实施例、对比例均包括热镀锌板表面涂层液的制备和热镀锌钝化板的制备。实施例1该实施例热镀锌板表面涂层液的制备：以重量份数计将水100、含氟助剂5、缓蚀剂6、含硅物质18、水性有机物30在常温搅拌条件下混合均匀，其中，含氟助剂为水性氟碳乳液和氟钛酸(二者重量比为4：1)，缓蚀剂为六偏磷酸钠和钼酸钾(二者重量比为2：1)，含硅物质选用胶体二氧化硅，水性有机物为水性丙烯酸乳液；耐高湿环境的热镀锌钝化板的制备：将上述涂层液辊涂涂覆在热镀锌钢带上，在105℃的固化温度(采用测温试纸测定固化温度)下固化15s得到热镀锌钝化板。实施例2该实施例热镀锌板表面涂层液的制备：各成分含量如表1所示，其他与实施例1相同；耐高湿环境的热镀锌钝化板的制备：与实施例1相同。实施例3该实施例热镀锌板表面涂层液的制备：各成分含量如表1所示，其他与实施例1相同；耐高湿环境的热镀锌钝化板的制备：与实施例1相同。实施例4该实施例热镀锌板表面涂层液的制备：各成分含量如表1所示，其他与实施例1相同；耐高湿环境的热镀锌钝化板的制备：与实施例1相同。实施例5该实施例热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热镀锌板表面涂层液，其特征在于：所述涂层液的原料以重量份数计包括水100重量份，含氟助剂2～10重量份，缓蚀剂1～10重量份，含硅物质10～20重量份，水性有机物15～45重量份。

【技术特征摘要】
1.热镀锌板表面涂层液，其特征在于：所述涂层液的原料以重量份数计包括水100重量份，含氟助剂2～10重量份，缓蚀剂1～10重量份，含硅物质10～20重量份，水性有机物15～45重量份。2.根据权利要求1所述的热镀锌板表面涂层液，其特征在于：所述含氟助剂为水性氟碳乳液、聚四氟乙烯蜡乳液、氟钛酸、氟硅酸钠中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的热镀锌板表面涂层液，其特征在于：所述缓蚀剂为偏钒酸铵、偏钒酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸一氢钠、钼酸钠、钼酸钾中的至少一种。4.根据权利要求1～3任一项所述的热镀锌板表面涂层液，其特征在于：所述含硅物质为纳米级胶体二氧化硅、硅酸钠、硅烷偶联剂中的至少一种。5.根据权利要求1～4任一项所述的热镀锌板表面涂层液，其特征在于：所述水性...

【专利技术属性】
技术研发人员：董学强，郭太雄，周一林，寸海红，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51