具有优良的耐腐蚀性和涂料密合性的Sn系镀覆钢板用水系处理液以及表面处理钢板的制造方法技术

本发明专利技术涉及Sn系镀覆钢板用水系处理液，其特征在于，含有有机物 (A)、水溶性铬化合物(B)、水分散性二氧化硅(C)和水，有机物(A) 是选自在1分子中羟基/羧基的比值为3/1～10/1的羟基酸、该羟基酸的内酯 体、以及该羟基酸的氧化物衍生物中的至少一种，水溶性铬化合物(B)中 不含6价铬，所述水系处理液的pH为0.7～6.0。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及兼具优良的耐腐蚀性和涂料密合性的、作为汽车燃料罐材 料、家庭用电力机械、工业机械材料而不含6价铬、且实施了表面处理的 Sn系镀覆钢板用水系处理液和制造方法。
技术介绍
目前，作为汽车燃料罐材料，长期使用耐腐蚀性、加工性、锡焊性(焊 接性)等优良的Pb-Sn系镀覆钢板，但是由于近年来对Pb的环境限制强化， 所以其使用逐渐变得困难。作为其代替品，已经提出了多种多样的钢板， 其中，镀Sn-Zn钢板由于耐腐蚀性、加工性、经济性优良，因而其使用正 在逐渐扩大。在日本特开昭58-45396号公报、日本特开平5-106058号公报中示出了 在Zn-Ni系合金镀层上实施了含有6价铬的铬酸盐处理的燃料罐用的表面 处理钢板。此外，在日本特开平10-168581号公报、日本特开平11-217682 号公报中示出了在热浸铝镀层上进行了铬酸盐处理的坯料。但是，含有6价铬的处理方法在耐腐蚀性和经济性方面优良，但由于 其是环境负荷物质，因此对其限制变得很严格，其使用受到限制。为了解 决该问题，日本特开平2006-028547号公报中示出了降低6价铬的方法、 日本特开2001-32085号公报中提出了不使用铬的利用Si基质的化学试剂的 方法等。但是，根据在严格的条件下的耐腐蚀性评价和焊接条件，不含铬 的现有技术无法充分实现目的。另外如WO02/20874所示，也提出了使用对环境负荷少的3价铬的方法，但是，现有技术如下所述其是以镀锌钢 板为基材而专利技术的处理，即使在表面状态不同的Sn系镀覆钢板中直接使 用，涂料密合性也不充分。另外，在汽车燃料罐材料的情况下，正在使用称作铅锡合金镀覆 的Pb-Sn镀覆系钢板，但是根据欧洲的规定，Pb也变得无法使用，热浸镀 铝钢板或热浸镀Sn-Zn钢板逐渐被使用。在现有技术中，通过3价铬和有机酸的组合来得到溶液稳定性良好的 处理液的方法已经在日本特开平10-81977号公报、日本特开平10-81976 号公报、日本特开平10-176279号公报、日本特开平10-212586号公报、日 本特开平11-256354号公报、日本特开2001-181855号公报、日本特开 2002-146550号公报中示出，但是它们着眼于减少处理液中的6价铬的量， 后述的有机酸分子中的羟基/羧基的比值的研究不充分，因此，涂料密合性 和耐水性不一定充分。同样，在日本特开2001-335958号公报也未使用后 述的最合适的羟基/羧基比值的有机酸，未进行提高涂料密合性的研究，因 此，涂料密合性差。虽然记载了可以通过两阶段处理的硅酸盐的被覆，但 是通常水溶性的硅酸盐为与碱金属的盐，与水分散性二氧化硅不同，没有 提高涂料密合性的效果。此外，日本特开2002-256447号公报、日本特开2004-346360号公报中 示出的专利技术除了上述理由之外，由于以涂布、干燥后的水洗为前提，因此， 皮膜成分中溶出成分的量增多，涂料密合性差。上述专利文献6和日本特 开2002-226981号公报中未进行涂料密合性的研究。由于不含特定的具有 羟基的有机物，且也未进行在水分散性二氧化硅中将球状二氧化硅和链状 二氧化硅组合的研究，因此，耐碱性和涂料密合性差。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述现有技术中存在的问题的专利技术，其目的在于提 供不仅是耐腐蚀性、而且涂料密合性也优良的不含6价铬的水系处理液以 及使用该水系处理液进行了防锈处理的Sn系镀覆钢板。本专利技术人等为了解决上述现有技术中存在的问题而进行了反复深入研 究，结果发现通过使用包含具有特定结构的羟基羧酸、3价铬和水分散性二氧化硅的处理液，能够解决上述问题。即，在调查了对Sn系镀覆钢板的 涂料密合性不利的原因的结果是，明确了在制造时或自然放置时在镀层表 面生成的氧化锡(SnO， Sn02)的润湿性差是主要原因。因此，进行了深 入研究之后，明确了具有特定结构的羟基羧酸通过在分子内的一部分羧基 中形成与Sn的配位化合物，能够提高镀层/皮膜间的密合性，通过其它的 羟基能确保与涂料的密合性，因此能够确保良好的涂料密合性。这里的Sn 系镀覆是指镀层中的Sn的含量(重量％)为20%以上的镀覆。由20%以上 可以体现由上述所示的氧化锡引起的对涂料密合性的不良影响。此外，若 Sn的含量(重量％)为50%以上，则涂料密合性进一步恶化，因此，由羧 基上的配位化合物形成所引起的涂料密合性的提高变得显著。若为80%以 上，则难以确保涂料密合性，因此，本专利技术的效果变得更加显著。本专利技术涉及一种Sn系镀覆钢板用水系处理液，其特征在于，含有有机 物(A)、水溶性铬化合物(B)、水分散性二氧化硅(C)和水，有机物(A) 是选自在1分子中羟基/羧基的比值为3/1-10/1的羟基酸、该羟基酸的内酯 体、以及该羟基酸的氧化物衍生物中的至少一种，水溶性铬化合物(B)中 不含6价铬，所述水系处理液的pH为0.7 6.0。本专利技术的水系处理液中所含的有机物(A)优选是碳原子数为4~12的 范围的有机物。另外，与有机物(A)为芳香族化合物相比，有机物(A)更优选为脂 肪族化合物。而且，有机物(A)最优选为抗坏血酸及其衍生物。本专利技术的水系处理液中使用的水分散性二氧化硅(C)优选含有球状二 氧化硅和链状二氧化硅中的至少两种以上，且其Si02重量比率即链状二氧 化硅/球状二氧化硅为2/8~8/2。此外，作为本专利技术中使用的水系处理液的追 加成分，优选含有(D)磷酸和/或磷酸化合物，且本专利技术的处理液中的Cr 与(D)磷酸和/或磷酸化合物中的P04的重量比的合计即P04/Cr为1/1-3/1 的范围。作为本专利技术中使用的水系处理液的追加成分，优选还含有金属盐 (E)，且金属为选自Mg、 Ca、 Ba、 Sr、 Co、 Ni、 Zr、 W和Mo中的至少 一种，金属与Cr的重量比即金属/Cr为0.01/l 0.5/l的范围。.本专利技术通过在钢板上涂布本专利技术的水系处理液并使其干燥来发挥最佳 效果，所述钢板形成有包含1~8.8质量％的Zn和9丄2~99.0质量％的Sn的Sn-Zn系镀层。此外，本专利技术的具有优良的耐腐蚀性和涂料密合性的Sn系 镀覆钢板的制造方法包含下述工序，所述工序是将本专利技术的水系处理液涂 布到该Sn系镀覆钢板上并使其干燥而得到干燥皮膜，该干燥皮膜附着量在 每一单面上以金属铬换算计为3 100mg/m2。艮卩，本专利技术涉及一种Sn系镀覆表面处理钢板用水系处理液，其特征在 于，含有有机物(A)、水溶性铬化合物(B)、水分散性二氧化硅(C)和 水，有机物(A)是选自在1分子中羟基/羧基的比值为3/1 10/1的羟基酸、 该羟基酸的内酯体、以及该羟基酸的氧化物衍生物中的至少一种，水溶性 铬化合物(B)中不含6价铬，所述水系处理液的pH为0.7-6.0;本专利技术还 涉及一种具有优良的耐腐蚀性和涂料密合性的Sn系镀覆表面处理钢板的 制造方法，其特征在于，包含下述工序，所述工序是将该水系处理液涂布 到Sn系镀覆钢板的表面上并使其干燥。按照如上说明的那样，本专利技术的水系处理液实质上不含对人体及环境 有害的6价铬，溶液稳定性也优良，且将本专利技术的水系处理液涂布并干燥 而得到的Sn系镀覆钢板的耐腐蚀性和涂料密合性均优良，与现有的含Pb 的汽车用燃料罐材料相比，在环境方面以及工业本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｓｎ系镀覆钢板用水系处理液，其特征在于，含有有机物（Ａ）、水溶性铬化合物（Ｂ）、水分散性二氧化硅（Ｃ）和水，有机物（Ａ）是选自在１分子中羟基／羧基的比值为３／１～１０／１的羟基酸、该羟基酸的内酯体、以及该羟基酸的氧化物衍生物中的至少一种，水溶性铬化合物（Ｂ）中不含６价铬，所述水系处理液的ｐＨ为０．７～６．０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.7 JP 242221/20061、一种Sn系镀覆钢板用水系处理液，其特征在于，含有有机物(A)、水溶性铬化合物(B)、水分散性二氧化硅(C)和水，有机物(A)是选自在1分子中羟基/羧基的比值为3/1～10/1的羟基酸、该羟基酸的内酯体、以及该羟基酸的氧化物衍生物中的至少一种，水溶性铬化合物(B)中不含6价铬，所述水系处理液的pH为0.7～6.0。2、 根据权利要求l所述的Sn系镀覆钢板用水系处理液，其特征在于， 有机物(A)是碳原子数为4 12的范围的有机物。3、 根据权利要求2所述的Sn系镀覆钢板用水系处理液，其特征在于， 有机物(A)为脂肪族化合物。4、 根据权利要求3所述的Sn系镀覆钢板用水系处理液，其特征在于， 有机物(A)为抗坏血酸及其衍生物。5、 根据权利要求1~4中任意一项所述的Sn系镀覆钢板用水系处理液， 其特征在于，水分散性二氧化硅(C)包含球状二氧化硅和链状二氧化硅中 的至少两种以上，其Si02重量比率即链状二氧化硅/球状二氧化硅为 2/8~8/2。6、 根据权利要求1~...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口伸一，黑崎将夫，后藤靖人，熊谷学，水野贤辅，小崎匠，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP