【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种表面处理剂，尤其涉及一种用于镀锌钢板的表面处理剂。
技术介绍
1、近年来，随着镀锌钢板的使用越来越广泛，其已经普遍应用于汽车、家电以及建筑等行业中。
2、研究发现，在实际使用过程中，为了提升镀锌钢板在仓储、加工以及服役过程中的表现，防止镀锌钢板在运输存储过程中产生白锈，本领域技术方案在生产钢板时常在钢板表面涂覆防锈油；而为减小镀锌钢板在冲压成型过程中与模具的摩擦，防止钢板开裂和锌层擦伤，成型是向模具施加润滑油，而后再通过溶剂型或碱性脱脂剂清洗表面。在整个工艺流程中，防锈油、润滑油以及脱脂剂的使用给环境和生产成本带来很大的负担。
3、为此，现有技术中的做法是对镀锌钢板进行铬酸钝化，或者是在铬酸盐钝化膜表面进一步涂覆含润滑剂的有机树脂，以达到兼顾耐蚀和加工的效果。然而随着环保指令的出台，含铬处理的镀锌后处理钢板已逐渐为环保型的后处理所取代。
4、目前，现有所设计的无铬环保型镀锌钢板产品表面所覆盖的润滑膜大致可分为无机型和有机/无机复合型两种。其中，环保无机型润滑膜主要为含硅、锰、磷等无机化合物的薄膜，该类镀锌钢板产品在深拉延加工后能得到较好的外观，但其难以实现服役过程中耐蚀性与涂装性的兼容。
5、而有机/无机复合型润滑膜则是以树脂、缓蚀剂、硅烷偶联剂、二氧化硅胶体以及固体润滑助剂等复合而成的薄膜，该薄膜不仅具有优良的润滑性、耐蚀性，而且对于各种化学介质还具有良好的耐指纹性、耐碱性等综合抗性。
6、需要说明的是，有机/无机复合体系是目前镀锌表面处理剂主要采用
7、例如：在级进模连续高速冲压制备电机外壳时，其会不可避免地剥离镀锌钢板的一部分表面皮膜以及镀层。连续高速冲压会导致冲压模具温度上升，剥离碎屑在润滑油中蓄积，蓄积的碎屑在这种严酷的环境下再次粘附到成型零件表面，并导致零件表面变黑(表面黑化)，损害零件外观。
8、又例如：在制备高水切涂装的液晶模组时，液晶模组要求高强度、良散热、抗静电以及良外观，为此该行业通常采用裁切、冲压、清洗、喷涂以及烘烤工艺。为了提升生产效率，清洗后的烘干温度不断升高。常规后处理产品在此工艺下难以满足涂装性能要求。
9、另外，镀锌钢板在高温环境下也有应用。例如空调室外机内的固定铜管的空调管板。在对铜管进行火焰钎焊时，使用镀锌钢板的管板不可避免地会受到燃烧器火焰的灼烧。将现有技术的这种有机/无机复合型表面处理钢板应用于这种场景时，以有机树脂为主体的皮膜，会因热分解而变色，同时表面会出现龟裂纹，从而产生外观不良。
10、因此，当前已有众多研究人员针对镀锌钢板的表面处理剂进行了研究，并并取得了一定的技术成果，但其实际应用效果仍然不佳：
11、公开号为cn101376859a，公开日为2009年3月4日，名称为“一种镀锌钢板表面润滑处理剂及处理方法”的中国专利文献，公开利用了一种含有锰、镍、磷酸根离子以及硅烷的无机处理剂，其能够在镀锌钢板表面形成一层透明无机薄膜，继而改善镀锌钢板冲压成型性能，消除或减轻镀锌钢板在程成型过程中的粘锌与粉化脱落现象。该技术方案虽然赋予了钢板良好的润滑加工性，但耐蚀性不如铬酸盐钝化产品，同时该皮膜易于被碱液清洗，碱性后的耐蚀性显著不足。
12、公开号为cn101787527a，公开日为2010年7月28日，名称为“具有优异加工性和耐碱耐溶剂性的镀锌钢板及表面处理剂”的中国专利文献，公开提供了一种具有优异加工性和耐碱耐溶剂性的镀锌钢板，其表面覆盖有机/无机复合膜，该保护膜以水性阳离子性聚氨酯树脂为主体，并含有一种或一种以上的有机硅烷耦合级，缓蚀剂以及氧化聚乙烯粒子。该保护膜能够赋予镀锌钢板表面优异的冲压成型性、耐溶剂性、耐碱性，同时又可使镀锌钢板具有良好的耐蚀性、涂装附着性等。但该技术方案中并未提及清洗后的耐蚀性，一般来说，家电零部件，微电机等多为裸用，上述表面处理方法难以保证碱性后的耐蚀性。
13、公开号为cn102666921a，公开日为2012年9月12日，名称为“表面处理组合物及表面处理钢板”的中国专利文献，公开了一种以钛酸盐、碳酸锆以及磷酸盐为主体的后处理剂。采用该表面处理组合物涂覆获得的镀锌钢板虽然具有较好的耐热变色性，但其耐蚀性仍然显著不足。
14、基于此，针对现有技术所存在的技术问题，本专利技术期望获得一种新的用于镀锌钢板的无铬无机表面处理剂，该无铬无机表面处理剂能够涂敷于镀锌钢板的表面，并在镀锌钢板的表面形成皮膜，以使表面处理后的镀锌钢板产品具备优异的成型外观、优异的高温水切涂装性能以及高耐热的特性，其具有良好的推广前景和应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于镀锌钢板的无铬无机表面处理剂，该无铬无机表面处理剂自身在存储稳定性上表现优异，且其能够涂敷于镀锌钢板的表面，并在镀锌钢板的表面形成皮膜，以使表面处理后的镀锌钢板产品具备优异的成型外观、优异的高温水切涂装性能以及高耐热的特性，并表现出良好的耐蚀性、耐碱洗性、耐磨性以及成型性，其具有良好的推广前景和应用价值。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于镀锌钢板的无铬无机表面处理剂，其水溶液中含有质量百分含量为11.5-15％的总固份，所述总固份的各组分为：
3、复配硅烷偶联剂a，其占总固份的质量百分含量为45-65％；
4、表面改性水性硅溶胶b，其占总固份的质量百分含量为25％-45％；
5、水溶性含磷化合物c，以磷元素计占总固份的质量百分含量为0.5％-1％；
6、水溶性含氟化合物d，以氟元素计占总固份的质量百分含量为1％-6％；
7、润滑助剂e，其占总固份的质量百分含量为1％-10％；
8、其中所述复配硅烷偶联剂a由下述四类硅烷偶联剂单体复配而成：具有环氧基团的硅烷a1、具有单氨基基团的硅烷a2、具有烷基团的硅烷a3以及具有乙烯基的硅烷a4。
9、在上述方案中，专利技术人创造性地设计了一种用于镀锌钢板的无铬无机表面处理剂，采用该无铬无机表面处理剂处理的镀锌钢板，其表面会形成一层皮膜，该皮膜可保证镀锌钢板在连续高速成型后，外观质量优异，还能提供镀锌钢板在水切高温烘烤后仍具有优异的涂装性能；此外，该皮膜还使镀锌钢板具有良好的耐蚀性、耐碱洗性和高耐热性。
10、在本专利技术中，本专利技术所设计的这种无铬无机表面处理剂的整个配方体系表现出的各项优良特性与复配硅烷偶联剂a密切相关。其中，在设计时，需要将复配硅烷偶联剂a在总固份中所占的质量百分含量控制为45-65％。如果质量百分含量小于45％，则皮膜的耐蚀性能不足；如果质量百分含量超过65％，则皮膜的粘附性能强，导致成型零件表面粘附过多的异物，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于镀锌钢板的无铬无机表面处理剂，其特征在于，其水溶液中含有质量百分含量为11.5-15％的总固份，所述总固份的各组分为：
2.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述具有环氧基团的硅烷A1包括下述各项的至少其中一种：3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷。
3.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述具有单氨基基团的硅烷A2包括下述各项的至少其中一种：3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷。
4.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述具有烷基团的硅烷A3包括下述各项的至少其中一种：三乙氧基硅基乙烷，三甲氧基硅基乙烷，硅酸四乙酯。
5.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述具有乙烯基的硅烷A4包括下述各项的至少其中一种：乙烯基三乙酰氧硅烷，乙烯基三异丙烯氧基硅烷，乙烯基三异丙氧基硅烷，乙烯基三硅烷
6.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述复配硅烷偶联剂采用下述步骤制得：
7.如权利要求6所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，其中：
8.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述表面改性水性硅溶胶B为含有环氧基、氨基、甲基官能团的有机物进行改性的硅溶胶。
9.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述水溶性含磷化合物C包括磷酸盐类和/或磷酸。
10.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述水溶性含氟化合物D包括含氟盐类和/或含氟酸。
11.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述润滑助剂E包括高密度聚乙烯粒子、聚四氟乙烯粒子类润滑助剂。
12.一种镀锌钢板，其特征在于，所述镀锌钢板表面具有涂覆如权利要求1-11中任意一项所述无铬无机表面处理剂所形成的皮膜。
13.如权利要求12所述的镀锌钢板，其特征在于，所述皮膜的厚度为0.3-1.5微米。
14.如权利要求12或13所述的镀锌钢板的制造方法，其特征在于，包括步骤：
15.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，通过辊涂的方法将所述无铬无机表面处理剂涂覆在镀锌钢板的表面。
16.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，加热干燥的温度为80-180℃。
...【技术特征摘要】
1.一种用于镀锌钢板的无铬无机表面处理剂，其特征在于，其水溶液中含有质量百分含量为11.5-15％的总固份，所述总固份的各组分为：
2.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述具有环氧基团的硅烷a1包括下述各项的至少其中一种：3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷。
3.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述具有单氨基基团的硅烷a2包括下述各项的至少其中一种：3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷。
4.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述具有烷基团的硅烷a3包括下述各项的至少其中一种：三乙氧基硅基乙烷，三甲氧基硅基乙烷，硅酸四乙酯。
5.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述具有乙烯基的硅烷a4包括下述各项的至少其中一种：乙烯基三乙酰氧硅烷，乙烯基三异丙烯氧基硅烷，乙烯基三异丙氧基硅烷，乙烯基三硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷。
6.如权利要求1所述的无铬无机表面处理剂，其特征在于，所述复配硅烷偶联剂采用下述步...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏星，戴毅刚，马源，房文祺，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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