本发明专利技术提供一种镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂，属于彩涂镀锌板的表面处理技术领域。本发明专利技术所提供的镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂组分及质量百分比如下：水性树脂，20～60％；有机硅烷，1～5％；无机缓蚀剂，0.5～2.5％，封闭剂，0.5～3％；促进剂，1～3％，去离子水，余量。本发明专利技术将无机缓蚀剂、纳米粒子、有机硅烷和水性树脂有机地结合形成复合钝化膜，不仅改善钝化膜与镀锌层的结合力，且提高镀锌板表面处理后的涂装性能。作为封闭剂的纳米二氧化硅经改性后能均匀地分布在钝化膜中，提高膜层的致密性，从而提高其耐腐蚀性能。本发明专利技术水性表面处理剂中不含任何价态的铬，是一种环保型表面处理剂，本发明专利技术预处理工艺简单，能够满足彩涂工艺的需求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于彩涂镀锌板的表面处理
，尤其涉及一种提高镀锌板耐蚀性和 涂装性的镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂。
技术介绍
彩涂板是当今世界钢铁企业板材深加工的终极产品，具有轻质、美观等特点及良 好的防腐蚀性能，广泛应用于建筑、轻工、家电等行业。由于有机涂层具有使钢材与外界隔 离的能力，故可延长钢材的使用寿命。但以现有涂料与涂装技术制成的有机涂层，往往存在 微小的针孔，外界水分、蒸汽、氧及各种离子均能通过针孔渗透，当渗透至钢基与涂层的界 面，并形成局部电池时，则使涂层钢材产生膜下腐蚀反应，从而使涂层表观出现失光、变色、 粉化、细裂、开裂、鼓泡和锈斑等。彩涂板常用基板是镀锌板，为提高彩涂板的耐蚀性，在涂 装前必须对镀锌板进行预处理。传统上使用的含有六价铬钝化液，由于具有很大毒性，已经 不符合绿色环保理念的要求，因此环保型镀锌板彩涂预处理用水性表面活性剂的研究受到 广泛关注。对于无铬钝化液的研究，国内从上世纪90年代已经有相关文献的报道。文献“钼 酸盐在表面处理工业中的应用”(.电镀与涂饰，1994，13 (3) 54-57)公开了利用钼酸钠 为主成膜物质对镀锌板进行钝化，在一定程度上提高了镀锌板的耐蚀性。文献“锌镀层稀土 钝化处理及其在氯化钠溶液中的溶解”(.电镀与涂饰，1994,18 ) 1-5)报道将稀土溶 液Ce(N03)3、La(NO3)3和ft~(N03)3涂敷在镀锌板的表面形成了一层钝化涂层。中国专利CN 101117710A公开了一种镀锌板钼酸盐钝化方法，该方法通过酸性浸饰和钝化实现了对镀锌 钢板的钝化处理。这些钝化处理剂在镀锌板表面形成一层单分子钝化膜，虽然与锌层的附 着力很好，但是由于无机钝化膜致密性不好，钝化膜很薄，因此耐腐蚀性较差。近年来科研人员将目光转向有机物钝化膜的研究。中国专利CN 101137766A公开 了一种钢板表面处理液配方，该配方由含氨基的硅烷偶联剂、含氨基的水性酚化合物，以含 锆化合物和含氟化合物组成，完全无铬且显示出高的耐腐蚀性和优良的稳定性。美国专利 (US Pat. ,4341558,1997)公开了一种无铬合金表面处理剂，该处理剂由植酸、硅胶及钛或 锆化合物组成，处理后的金属材料可不用水洗，直接于120°C干燥，最后涂醇酸树脂密胺漆， 经盐雾实验发现，该有机涂层附着力和金属材料抗蚀性远优于常规的铬酸盐处理法。有机树脂钝化是另一大类研究方向，利用树脂成膜的阻隔性能，阻止腐蚀性因素， 如水汽、氧气等，与钢板基底接触，同时引入无机缓蚀剂提高其耐蚀性能。文献“纳米硅溶 胶/丙烯酸复合防腐薄膜的研究”(.材料保护，2005，38(1) :17-19)报道将丙烯酸树 脂与硅溶胶复合后在pH = 7 8时形成稳定的分散体系，浸涂在镀锌板上形成致密的交联 网状膜，耐腐蚀性仍不能超过72h。文献“镀锌板复合钝化工艺的研究”(.化学与生物 工程，2010,27(1) :75-78)报道苯丙乳液与植酸、有机硅烷、复合盐复合后形成钝化液，钝 化后形成的钝化膜耐腐蚀性较好，经72h NSS处理后出现白锈的面积< 5%，但是在钝化液 中浸涂60s，钝化时间较长，不利于工业生产要求。中国专利CN101250699A公开了一种镀锌板的有机树脂无铬钝化液及其制备方法。该专利以硅丙乳液为主成膜剂，辅以无机缓蚀剂 和封闭剂，通过树脂阻隔层和硅化合物的引入，提高钝化层的耐蚀性并不会影响钝化后的涂覆处理。
技术实现思路
本专利的目的在于克服现有彩涂预处理技术中使用含铬处理液的问题，提供一种 绿色环保，预处理工艺简单，具有优异涂装性能的镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂。本专利技术所提供的镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂组分及质量百分比如下组分质量百分比(％)水性树脂20 60有机硅烷1 5无机缓蚀剂0.5 2. 5封闭剂0.5 3促进剂1 3去离子水余量所述的水性树脂为固体含量为28 30%、pH值为7. 0 9. 0的水性聚氨酯。所述的有机硅烷是Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。所述的无机缓蚀剂为钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中的一种或二种组合物。所述的封闭剂为有机改性纳米二氧化硅。所述的促进剂为30%含量的双氧水。本专利技术所提供的镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂是通过以下方法制备的将所述封闭剂分散在pH值为3 4的去离子水中，在搅拌下滴加所述有机硅烷， 然后在20 30°C条件下搅拌4h ；将无所述机缓蚀剂和促进剂溶解在去离子水中；将两种 水溶液混合，边搅拌边加入所述水性树脂，最后在常温下搅拌1 池即得。评价用本专利技术所得镀锌板的耐腐蚀性，主要是通过中性盐雾试验来实现。预处理 液及钝化膜的其他性能，如稳定性、耐水性、涂膜附着力等也通过试验进行评价。评价结果 可通过以下实验内容得到。(1)钝化液的稳定性将钝化液置于室温条件下，密闭保存二个月，观察钝化液的状态。评价方法如下〇稳定◎少量絮状物·不稳定(2)中性盐雾试验经本专利技术处理过的镀锌板试样，参照GB/T 10125-1997采用连续喷雾，在不同的 时间段取出，并用软毛刷轻刷试样表面，取出后用清水冲洗，观察出现“白锈”的面积，用划 格法计算出“白锈”的面积。评价方法如下〇:72h出现白锈面积小于5%◎ :72h出现白锈面积5% 15%· :72h出现白锈面积大于15%(3)涂膜附着性参照GB/T拟86_1998漆膜的划格试验，利用美工刀在涂膜表面三个不同位置划 格，大小约1平方毫米，深度达到锌层表面，用3M胶带剥离，然后评定等级。〇一级以上◎ 二级以上 二级以下(4)钝化膜的耐水性能本专利的耐水性试验采用100°C的开水滴在钝化膜表面上，待其自然风干后观察 其外观变化。评价方法如下〇没有任何变化◎不明显粉化、破损或缺陷·明显粉化、破损或缺陷(5)耐指纹性试验本专利的耐指纹性试验是利用手指摁压于镀锌板表面钝化膜，目测确认指纹的清 晰程度。评价方法如下〇完全无指纹痕迹◎轻微的指纹痕迹 明显的指纹痕迹本专利技术的效果和益处是将无机缓蚀剂、纳米粒子、有机硅烷和水性树脂有机地结 合形成复合钝化膜。由于有机硅烷的引入，不仅能改善钝化膜与镀锌层的结合力，且能提高 镀锌板表面处理后的涂装性能。作为封闭剂的纳米二氧化硅经改性后能均勻地分布在钝化 膜中，提高膜层的致密性，从而提高其耐腐蚀性能。本专利技术不含任何价态的铬，是一种环保 型镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂。本专利技术预处理工艺简单，能够满足彩涂工艺的需 求。具体实施例方式将镀锌板表面用脱脂液进行化学除油，自来水冲洗，去离子水漂洗，热风吹干后待 预处理。预处理液温度室温，钝化时间10s，钝化方式浸涂、喷涂、辊涂均可，干燥温度 80 100°C烘干。实施例1 按照以下列出的组分和重量份来配制本专利技术的彩涂预处理用水性表面 处理剂组分质量百分比(％)水性树脂20有机硅烷1. 5无机缓蚀剂1. 5封闭剂0. 5促进剂1去离子水余量处理剂实施例2 按照以下列出的组分和重量份来配制本专利技术的彩涂预处理用水性表 组分质量百分比(％)水性树脂25有机硅烷2无机缓蚀剂1封闭剂0. 5促进剂1. 5去离子水余量处理剂实施例3 按照以下列出的组分和重量份来配制本专利技术的彩涂预处理用水性表 组分质量百分比(％)水性树脂35有机硅烷3无机缓蚀剂2本文档来自技高网...
【技术保护点】
镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂，其特征在于该水性表面处理剂的组分及质量百分比如下：组分 质量百分比（％）水性树脂 ２０～６０有机硅烷 １～５无机缓蚀剂 ０．５～２．５封闭剂 ０．５～３促进剂 １～３去离子水 余量所述水性树脂为固体含量为２８～３０％、ｐＨ值为７．０～９．０的水性聚氨酯；所述的有机硅烷为γ－缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述的无机缓蚀剂为钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中的一种或二种组合物；所述的封闭剂为有机改性纳米二氧化硅。所述的促进剂为３０％含量的双氧水。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张千峰，叶鹏飞，陈均，胡丰，裴立宅，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：34
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