赋予优异的耐黑变性和耐碱性的三元系热浸镀锌合金钢板用表面处理溶液组合物、利用该组合物进行表面处理的三元系热浸镀锌合金钢板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种表面处理组合物，相对于100重量％的组合物的固形物，所述表面处理组合物包含：20

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】赋予优异的耐黑变性和耐碱性的三元系热浸镀锌合金钢板用表面处理溶液组合物、利用该组合物进行表面处理的三元系热浸镀锌合金钢板及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种应用于金属材料的表面的表面处理溶液组合物及其应用，更详细地，特别是涉及一种用于提高用作家电用途并具有含有镁(Mg)和铝(Al)的三元系热浸镀锌合金镀层的钢板的耐黑变性、耐碱性和耐蚀性的无铬表面处理溶液组合物、利用所述溶液组合物进行表面处理的三元系热浸镀锌合金钢板及其制造方法。

技术介绍

[0002]通常，与纯锌镀覆钢板相比，具有含有镁(Mg)和铝(Al)的热浸镀锌合金镀层的钢板是红锈的耐蚀性优异的钢材。
[0003]这种具有含有镁(Mg)和铝(Al)的热浸镀锌合金镀层的钢板的暴露面的大部分由锌(Zn)或锌合金(Zn alloy)形成，因此在一般环境，特别是暴露在湿润气氛时，发生在表面产生白锈的现象。此外，与锌相比，镀层中包含的镁和铝具有优异的氧亲和力，因此与锌结合的氧不足时，容易发生黑变现象。
[0004]以往，作为防锈处理的一部分，在金属表面形成5
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100mg/m2的铬酸盐预处理薄膜后形成有机薄膜。但是，由于预处理剂中包含的铬等重金属，不仅需要额外的预处理设备和工艺，而且由于重金属废水，工作人员的安全性成为问题。此外，水洗水和废水等中产生的含有六价铬的溶液需要通过特殊的处理工艺进行处理，因此存在制造成本增加的问题，并且经铬酸盐处理的镀覆钢板也在使用过程中或废弃时存在溶出铬离子的问题，因此环境污染问题严重。
[0005]为了解决这些问题的同时确保耐蚀性，现有技术中开发了一种诸如不含铬的耐蚀用金属涂覆剂的表面处理剂。
[0006]作为一个实例，在日本公开专利公报昭53
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28857号和日本公开专利公报昭51
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71233号中，通过含有磷酸铝或通过鞣酸与乙酸钠、硼酸钠、咪唑等芳香族羧酸、表面活性剂等的组合形成薄膜物质，但耐蚀性降低。另外，日本公开专利公报第2002
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332574号中公开了由碳酸锆、钒酰离子、锆化合物等组成的表面处理剂，虽然该表面处理剂的耐蚀性良好但耐黑变性差。
[0007]并且，日本授权专利公报平7
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096699号中公开了由钛基、锆基、磷酸基、钼基化合物等组成的表面处理剂，但在使用镁(Mg)和铝(Al)等的热浸镀锌合金钢板中无法抑制黑变。此外，日本公开专利公报2005
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146340号中公开了由钼酸铵、水分散氨基甲酸酯树脂、异丙胺、碳酸锆铵、环氧基硅烷偶联剂、硅溶胶组成的表面处理剂，但在这种情况下，表面处理涂膜的厚度增加，因此难以应用于需要导电性和焊接性的位置，并且减小厚度时，存在不能赋予充分的耐蚀性的问题。
[0008][现有技术文献][0009][专利文献][0010]日本公开专利公报昭53
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28857号
[0011]日本公开专利公报昭51
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71233号
[0012]日本公开专利公报2002
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332574号
[0013]日本授权专利公报平7
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096699号
[0014]日本公开专利公报2005
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146340号

技术实现思路

[0015]要解决的技术问题
[0016]本专利技术是鉴于如上所述的实际情况提出的，本专利技术的目的在于提供一种赋予优异的耐黑变性、耐碱性和耐蚀性的特性的热浸镀锌合金钢板用表面处理组合物、利用该表面处理组合物的表面处理方法和经表面处理的热浸镀锌合金钢板。
[0017]此外，本专利技术的目的在于提供一种镀覆钢板的表面处理组合物，所述表面处理组合物完全不包含作为环境污染物质的铬等重金属成分，对人体无害，并且不会发生环境污染引起的问题。
[0018]技术方案
[0019]根据本专利技术的一个方面，提供一种表面处理组合物，相对于100重量％的组合物的固形物，所述表面处理组合物包含：20
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40重量％的水溶性聚氨酯树脂；40
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60重量％的三种硅烷化合物交联的硅烷基溶胶
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凝胶(sol
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gel)树脂；5
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15重量％的固化剂；0.5
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1.5重量％的防锈耐蚀剂；0.1
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1.0重量％的钼基化合物；1.0
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3.0重量％的硅烷偶联剂；1.0
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2.0重量％的有机金属络合物；1.0
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2.0重量％的除酸剂(acid scavenger)；0.1
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1.0重量％的铝基化合物；和1.0
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2.0重量％的润滑剂。
[0020]所述水溶性聚氨酯基树脂可以是聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇和聚异氰酸酯化合物的反应产物。
[0021]所述聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇的羟值可以为80
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200mgKOH/g，重均分子量可以为1000
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5000。
[0022]所述三种硅烷化合物交联的硅烷基溶胶
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凝胶树脂可以由第一硅烷、第二硅烷和第三硅烷的聚合物获得，所述第一硅烷是选自正硅酸四乙酯、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷中的一种，所述第二硅烷是选自3
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环氧丙氧基丙基
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三甲氧基硅烷、2
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(3,4
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环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3
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环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3
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环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种，所述第三硅烷是选自3
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氨基丙基
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三乙氧基硅烷、N
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(2
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氨基乙基)
‑3‑
氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N
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(2
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氨基乙基)
‑3‑
氨基丙基三甲氧基硅烷、N
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(2
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氨基乙基)
‑3‑
氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种。
[0023]所述固化剂可以是选自三聚氰胺基固化剂、碳化二亚胺基固化剂、封闭型异氰酸酯基固化剂、氮杂环丙烷基固化剂和噁唑啉基固化剂中的一种以上。
[0024]所述防锈耐蚀剂可以是选自磷酸基化合物、氟基化合物、钒基化合物、铈盐基化合物和硒盐基化合物中的一种以上。
[0025]所述钼基化合物可以是选自氧化钼、硫化钼、乙酸钼、磷酸钼、碳化钼、氯化钼和氮化钼中的一种以上。
[0026]所述硅烷偶联剂可以是选自乙烯基三乙氧基硅烷、3
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环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3
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环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3
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环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种表面处理组合物，相对于100重量％的组合物的固形物，所述表面处理组合物包含：20
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40重量％的水溶性聚氨酯树脂；40
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60重量％的三种硅烷化合物交联的硅烷基溶胶
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凝胶树脂；5
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15重量％的固化剂；0.5
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1.5重量％的防锈耐蚀剂；0.1
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1.0重量％的钼基化合物；1.0
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3.0重量％的硅烷偶联剂；1.0
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2.0重量％的有机金属络合物；1.0
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2.0重量％的除酸剂；0.1
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1.0重量％的铝基化合物；和1.0
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2.0重量％的润滑剂。2.根据权利要求1所述的表面处理组合物，其特征在于，所述水溶性聚氨酯基树脂是聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇和聚异氰酸酯化合物的反应产物。3.根据权利要求2所述的表面处理组合物，其特征在于，所述聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇的羟值为80
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200mgKOH/g，重均分子量为1000
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5000。4.根据权利要求1所述的表面处理溶液组合物，其特征在于，所述三种硅烷化合物交联的硅烷基溶胶
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凝胶树脂由第一硅烷、第二硅烷和第三硅烷的聚合物获得，所述第一硅烷是选自正硅酸四乙酯、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷中的一种，所述第二硅烷是选自3
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环氧丙氧基丙基
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三甲氧基硅烷、2
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(3,4
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环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3
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环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3
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环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种，所述第三硅烷是选自3
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氨基丙基
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三乙氧基硅烷、N
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(2
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氨基乙基)
‑3‑
氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N
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(2
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氨基乙基)
‑3‑
氨基丙基三甲氧基硅烷、N
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(2
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氨基乙基)
‑3‑
氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种。5.根据权利要求1所述的表面处理组合物，其特征在于，所述固化剂是选自三聚氰胺基固化剂、碳化二亚胺基固化剂、封闭型异氰酸酯基固化剂、氮杂环丙烷基固化剂和噁唑啉基固化剂中的一种以上。6.根据权利要求1所述的表面处理组合物，其特征在于，所述防锈耐蚀剂是选自磷酸基化合物、氟基化合物、钒基化合物、铈盐基化合物和硒盐基化合物中的一种以上。7.根据权利要求1所述的表面处理组合物，其特征在于，所述钼基化合物是选自氧化钼、硫化钼、乙酸钼、磷酸钼、碳化钼、氯化钼和氮化钼中的一种以上。8.根据权利要求1所述的表面处理组合物，其特征在于，所述硅烷偶联剂是选自乙烯基三乙氧基硅烷、3
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环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3
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环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3
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环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、N
‑2‑
(氨基乙基)
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氨基丙基三乙氧基硅烷、3
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氨基丙基三甲氧基硅烷、3
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氨基丙基三乙氧基硅烷和2
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全氟辛基乙基三甲氧基硅烷中的一种以上。9.根据权利要求1所述的表面处...

【专利技术属性】
技术研发人员：曺秀铉，孙元镐，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：