一种锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及锌铝镁镀层钢板表面处理领域，具体公开了一种锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液及其制备方法，该表面处理液由80～90质量份A与1～20质量份B两个组分组成，其中A组分由100～150质量份的有机硅烷和金属盐络合物改性的水性环氧树脂乳液，0.1～1质量份水性消泡剂，0.5～2质量份水性润滑剂和100～200质量份去离子水组成，B组分为水性固化剂，该水性环氧树脂采用有机硅烷偶联剂与金属盐络合物复合改性制备，该表面处理液在使用前由A、B两个组分按照一定比例混合，用于锌铝镁镀层钢板表面钝化处理后，得到的钝化板具有优异的耐蚀性和优异的耐湿热黑变性。

【技术实现步骤摘要】
一种锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液及其制备方法
本专利技术涉及锌铝镁镀层钢板表面处理材料
，具体为一种锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液及其制备方法。
技术介绍
锌铝镁镀层钢板是一种新型的高耐腐蚀型钢板，具有优异的加工性能，镀层硬度高，耐损伤性优良，与普通的镀锌钢板或镀铝锌钢板相比，镀敷附着量少却具有更加出色的耐蚀性，锌铝镁镀层钢板在加工使用过程中，具有良好的切边耐蚀性，锌铝镁镀层钢板应用领域广泛，包括土木建筑，农业畜产，电力通信，工业制冷等行业。钢板表面的锌铝镁镀层在潮湿的空气中容易发生腐蚀、黑变，影响产品表面的美观和涂装性，故需要对锌铝镁镀层钢板进行表面钝化处理。传统的含铬钝化剂，因对人体及环境不利，已逐渐被淘汰使用，目前市面流行使用的无铬钝化剂，在镀锌板上面具有较好效果，但使用到锌铝镁镀层钢板表面钝化处理时，耐蚀性和耐黑变性较差，因此需要开发专门针对锌铝镁镀层钢板用的无铬钝化剂。公开号为CN107418328A，CN106752505A的专利申请中，均使用树脂、硅烷、金属盐等组分开发出了针对锌铝镁镀层钢板用的单组分无铬钝化剂，单组分的水性树脂在成膜过程中，交联度较低，在金属表面形成的有机膜致密性有限，导致锌铝镁镀层钢板的钝化膜在湿热环境中耐黑变性不足，经过这两个专利申请中的处理液处理后的锌铝镁镀层钢板放入50℃，95％RH的湿热箱，放置时间为120h后，表面色差△E均大于10，表面泛黑严重。因此需要开发一款能够在锌铝镁镀层表面形成高交联度有机膜的无铬钝化剂。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有优异耐蚀性，耐黑变性，尤其是优异的耐湿热黑变性，且对环境友好的锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液及其制备方法。本专利技术的技术方案如下：一种锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液，该处理液由80～90质量份A与1～20质量份B两个组分组成；其中A组分由100～150质量份的有机硅烷和金属盐络合物改性的水性环氧树脂乳液、0.1～1质量份水性消泡剂、0.5～2质量份水性润滑剂和100～200质量份去离子水组成；B组分为水性固化剂；作为优选，所述有机硅烷和金属盐络合物改性的水性环氧树脂乳液的制备方法包括如下步骤：步骤1、将30～50质量份的E44环氧树脂与50～70质量份的E51环氧树脂在容器中混合，然后加入20～50质量份的γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和/或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷，再加入40～100质量份的分子量为2000～4000的聚乙二醇和0.5～2质量份的三氟化硼乙醚，升温至70～100℃，搅拌反应5～8小时；步骤2、将容器内反应产物降温至40～70℃，在500～2000转/分钟搅拌速度下，滴加400～700质量份去离子水，得到有机硅烷改性的水性环氧树脂乳液；步骤3、取1～15质量份的锆盐、钛盐、镍盐和钼盐中的一种或多种，加入去离子水溶解并稀释至溶液固含量为1％～2％(其中溶液固含量指一定质量溶液经过100℃烘烤2小时后，残留组分的质量占原溶液质量的百分比)，加入1～3质量份的质量浓度为85％的磷酸和5～15质量份的三乙胺，搅拌20～40分钟；步骤4、将步骤3得到的混合液滴加到步骤2所得的有机硅烷改性的水性环氧树脂乳液中，在0～40℃温度下搅拌反应30～60分钟，得到有机硅烷与金属盐络合物改性的水性环氧树脂乳液。作为优选，所述锆盐为碳酸锆胺和/或醋酸锆，所述钛盐为硫酸氧钛、氟钛酸铵和硫酸钛中的一种或多种，所述镍盐为醋酸镍、硝酸镍和硫酸镍中的一种或多种，所述钼盐为钼酸钠和/或磷钼酸铵；作为优选，所述水性消泡剂由80～95质量份聚二甲基硅氧烷与0.1～10质量份的粒径为30～100nm的二氧化硅组成；作为优选，所述水性润滑剂由40～70质量份的水性聚乙烯与40～50质量份的水性聚四氟乙烯组成；作为优选，所述水性固化剂由40～60质量份的酚醛胺T31、0.5～3质量份的二乙烯三胺和30～50质量份的无水乙醇组成。一种所述锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液的制备方法，其步骤如下：取有机硅烷和金属盐络合物改性的水性环氧树脂乳液、水性消泡剂和水性润滑剂，再加入去离子水，搅拌混合，得A组分；使用时，将A组分与B组分混合均匀，即得锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液。该处理液在锌铝镁镀层钢板表面烘干成膜过程中，环氧树脂与水性固化剂发生交联反应，接枝在环氧树脂结构上的硅烷偶联剂在水中会水解形成硅羟基，与金属表面极性基团结合在一起，使得由环氧树脂形成的有机膜致密的粘接在金属表面；在烘干成膜过程中锆盐、钛盐、镍盐及钼盐不仅与锌铝镁镀层反应生成难溶于水的金属氧化物和金属盐类物质，相互协同构成形成无机转化膜，并且与环氧树脂上面的硅烷偶联剂发生络合，进一步提高树脂交联度，最终在锌铝镁镀层表面形成一层致密的有机树脂膜和一层无机盐转化膜，使钝化后的锌铝镁镀层具有较强的耐蚀性。附图说明图1为实施例中表面处理液对锌铝镁镀层钢板进行表面处理再经耐盐雾性测试120小时后的形貌图。与现有技术相比，本专利技术的技术优势在于：将硅烷偶联剂接枝到水性环氧树脂上面，同时使用金属盐络合物对水性环氧树脂进一步改性，当A与B两个组分在锌铝镁镀层表面交联固化时，可以形成一定交联度的有机膜，金属盐络合物对环氧树脂具有物理交联点的作用，进一步提高有机膜的交联度，同时金属盐在锌铝镁镀层表面形成的氧化锆、氧化钛等和其他无机盐难溶于水，协同构成无机转化膜，该无机转化膜对水，氧气和二氧化碳的渗透具有抑制作用，使锌铝镁镀层钢板表面的钝化膜具有优异的耐蚀性(耐盐雾性、耐溶剂性、耐碱性)和耐湿热黑变性。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本专利技术的理解，而对其不起任何限定作用。以下实施例中，未作特别说明的试剂为常规试剂，实施例中部分原料生产厂家如下：E44环氧树脂、E51环氧树脂及酚醛胺T31生产厂家为巴陵石化；聚乙二醇(PEG-2000、PEG-4000)生产厂家为江苏海安石油化工厂；30～100nm粒径的纳米二氧化硅的生产厂家为山东赛立科新材料有限公司；聚二甲基硅氧烷生产厂家为美国道康宁公司，牌号为DC193；水性聚乙烯生产厂家为巴斯夫股份公司，牌号为WE6；水性聚四氟乙烯生产厂家为日本大金工业株式会社，牌号为D-210。实施例1：本实施例中每质量份为100g；第一步：有机硅烷与金属盐络合物改性的水性环氧树脂乳液的制备①将50质量份的E44环氧树脂与70质量份的E51环氧树脂在容器中混合，然后加入40质量份的γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、80质量份的PEG-2000和1质量份的三氟化硼乙醚，升温至80℃，搅拌反应6小时；②将容器内反应产物降温至40℃，在1200转/分钟搅拌速度下，滴加500质量份去离子水，得到有机硅烷改性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液，其特征在于，该处理液由80～90质量份A与1～20质量份B两个组分组成，其中A组分由100～150质量份的有机硅烷和金属盐络合物改性的水性环氧树脂乳液、0.1～1质量份水性消泡剂、0.5～2质量份水性润滑剂和100～200质量份去离子水组成，B组分为水性固化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液，其特征在于，该处理液由80～90质量份A与1～20质量份B两个组分组成，其中A组分由100～150质量份的有机硅烷和金属盐络合物改性的水性环氧树脂乳液、0.1～1质量份水性消泡剂、0.5～2质量份水性润滑剂和100～200质量份去离子水组成，B组分为水性固化剂。


2.根据权利要求1所述的锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液，其特征在于，所述B组分由40～60质量份的酚醛胺T31、0.5～3质量份的二乙烯三胺和30～50质量份的无水乙醇组成。


3.根据权利要求1所述的锌铝镁镀层钢板用无铬表面处理液，其特征在于，所述有机硅烷和金属盐络合物改性的水性环氧树脂乳液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将30～50质量份的E44环氧树脂与50～70质量份的E51环氧树脂在容器中混合，然后加入20～50质量份的γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和/或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷，再加入40～100质量份的分子量为2000～4000的聚乙二醇和0.5～2质量份的三氟化硼乙醚，升温至70～100℃，搅拌反应5～8小时；
步骤2、将容器内反应产物降温至40～70℃，在500～2000转/分钟搅拌速度下，滴加400～700质量份去离子水，得到有机硅烷改性的水性环氧树脂乳液；
步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆飚，黄勇，罗晓锋，郭文勇，
申请(专利权)人：武汉迪赛环保新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42