一种无铬耐指纹水性涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种耐指纹水性涂料，用于涂布电镀锌板，属于涂料技术领域。本发明专利技术以5-80份纳米氧化物浓缩浆、30-75份水性聚氨酯乳液、0.5-5份金属离子、0.05-5份磷以及1-5份蜡充分混合均匀后调节pH制备。本发明专利技术提供了一种简单的可以满足电镀锌板各种综合性能的环保型涂料体系，这种体系可以使电镀锌板具有优异耐蚀性、耐指纹、导电性、涂装性、耐划伤及耐黑变等综合性能。

Chromium free fingerprint resistant water paint

The invention relates to a fingerprint resistant water coating, which is used for coating an electric galvanized sheet, belonging to the coating technical field. The invention is prepared by 5-80 nanometer oxide concentrates, 30-75 water polyurethane emulsions, 0.5-5 parts of metal ions, 0.05-5 parts of phosphorus and 1-5 parts of wax, which can be fully mixed and adjusted to prepare pH. The invention provides a simple and environmentally friendly coatings can meet the system performance of various electric galvanized plate, this system can make the galvanized sheet with excellent corrosion resistance, fingerprint, conductivity, coating, scratch resistance and black etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造电镀锌板表面的无铬耐指纹水性涂料，属于涂料技术领 域。
技术介绍
镀锌钢板在家电领域得到广泛的应用。在家电生产过程中由于工序需要，许多部 件不可避免要经工人多次触摸，操作者手上的汗渍将在零件表面形成明显的指纹印或者掌 印，电镀锌板表面在此处的光反射和吸收状态就会发生变化，相对于无指纹部分，有指纹部 分的反射光减少，因而产生发黑的现象。镀锌钢板一旦显现出指纹一方面容易导致钢板生 锈，另一方面影响产品的外观。由此科研工作者开发了耐指纹处理。耐指纹处理是一种在 镀锌板表面进行化学与电化学处理后，赋予镀锌层耐指纹性与一定程度耐蚀性的过程。由 此得到的耐指纹板可以定义为一种在镀锌板表面进行耐指纹处理后得到的复合涂层板。为了获得耐指纹、耐蚀等综合性能，耐指纹液演变成了有机_无机复合体系，有机 部分是一种树脂乳液，无机部分加入了金属缓蚀剂，另外为了形成涂料还加入了助剂。但是 传统的耐指纹涂料采用的是单一的水性树脂乳液，无机钝化部分加入了六价铬，性能难以 做到全面兼顾，再者六价铬属于致癌物，且具有诱变性，对环境的污染极大。最初的耐指纹液是不添加树脂的，称之为无机系列耐指纹液，是在镀锌铬酸盐钝 化膜上形成一层无机系列膜，一般为硅酸盐膜。该处理工艺可采用电解涂覆方式以镀锌板 作阴极，在其表面形成铬酸盐膜；通过调整电解池中六价铬的质量浓度和三价铬离子的质 量浓度控制溶液PH值和温度，以形成具有优异的抗蚀性和耐指纹性的复合涂层。处理液中 一般同时添加二氧化硅，形成无机盐膜系列。这种膜虽然不加树脂，但是它加了有机硅烷偶 联剂，同样能起到耐指纹的作用。专利CN201333824Y在无铬钝化膜的基础上涂覆无机耐指 纹膜，既解决了铬酸盐的污染问题，又解决了有机膜耐指纹性能下降的问题。这种无机系列膜最优异的性能是耐指纹性好，但是耐蚀性没有有机无机复合钝化 的好。由于膜由于采用了铬酸盐钝化的方法，可在比较温和的条件下，发挥短期的防锈性， 但在长期或更恶劣的环境下的耐蚀性不充分。此外它的导电性相对较差。在保证镀锌板耐指纹性不变的前提下，为了提高镀锌板的耐蚀性，人们专门研究 采用树脂和无机防锈剂进行复合钝化。最初采用的有机树脂作为溶剂，然后复合钝化。如 国内的宝钢曾采用环氧树脂作为耐指纹膜的粘结骨架材料。日本的川崎钢铁也曾使用过有 机溶剂型的复合钝化模式。随着对于有机物VOC的要求和水性涂料的发展，水性树脂逐渐 引入了耐指纹体系中。专利CN1238360A采用丙烯酸树脂与六价铬酸盐(含三价铬)的耐指纹体系，并加入 硅溶胶和磷酸，得到的耐指纹膜耐指纹性、涂装性良好，耐蚀性优良，导电性超过了有机薄 膜型耐指纹板。专利CN1763257A中采用一种用锆替代铬的耐指纹水基涂料对电镀钢板进 行涂覆处理，然后在125°C以下低温烘烤固化处理，在镀锌板表面获得有机复合树脂膜。具 体组成为丙烯酸树脂50-75%，二氧化硅4-15%，硅烷偶联剂9-25%，聚四氟乙烯8_22%，锆离子0. 5-1. 5%，聚乙烯蜡3-12%，各组分的重量之和为100%。专利CN101228294A中将两种硅 烷偶联剂复配(一种含氨基，一种含缩水甘油基)，然后加入氢氟化锆或者氢氟化钛，磷酸， 钒化合物进行联合钝化，得到耐指纹，耐蚀，耐水，导电等各种性能都很优异的耐指纹膜。在专利JP2002212748中采用了采用了水性有机树脂作为树脂体系，钝化体系加 入硅烷偶联剂和磷酸盐，二氧化硅作为填料，助剂还加了氟化物提高浸蚀性，还有自润滑剂 提高加工型和抗划伤性。在专利JP 2003105562中采用氨基树脂和另一种树脂进行复配， 强调硅烷偶联剂必须含有活性氢基团才能实现有效的交联，指出或者是氨基，乙烯基，环氧 基等等，其选择对于镀层结合力很关键，树脂和硅烷偶联剂要匹配。在NKK申请的最新美国 专利20090110921中没有加入水性树脂，而是通过两种硅烷偶联剂的复配成有机硅(W)来 实现了耐指纹性能，一种硅烷偶联剂A含有氨基，另一种硅烷偶联剂B含有缩水甘油基，A/ B=O. 5-1. 7 (重量比)。无机钝化体系采用了(二者至少一种)-V (记作Z)-P(磷酸记 作Y)复合钝化体系，钛和锆的加入形式为氟化钛酸或者氟化锆酸(X)，V的加入形式多样， 而且还加入了钴盐(C)，起到了耐黑变的作用，通过几十组实验确定了各自的加入重量比范 围X/W=0. 02-0. 07,Y/ff=0. 03-0. 12,Z/ff=0. 05-0. 17，Ζ/Χ=1· 3-6. 0,C/ff=0. 01-0. 1。烘干温 度为50-250°C，干膜重为0. 05-2. 0g/m2。采用此体系得到的盐雾试验120h白锈面积小于 3%，其他性能也都很优异。在2010年的专利JP2010007099中在第一步处理中加入了磷酸 氢镁和二氧化硅，二者的重量比例为65到85，体积比为35到15，作为前处理膜，膜重量为 0. 01到0. 5 g/m2，然后再进行上述US20090110921的基础上处理作为第二层膜。钴的加入 通过预先电镀锌钴合金镀层，通过这些处理，膜层具有了更加优异的性能，而且具有了电磁 屏蔽的功能。这说明耐指纹液处理基体的范围扩大了，由单一的镀锌板到了锌基合金板。日本住友(SIMIT0M0)公司在成功推出 TOUGH ZINC HYPER NEO COAT(GI)和 SUMI ZINC NEO COAT(EG)两个品种的钢板之后，几年来也有很多的专利发表。在专利 JP2001232716中采用硅烷偶联剂(至少一种)加上树脂，采用氟化物和磷酸作为氟和磷的来 源，构成了耐指纹体系，性能较好。专利JP 2005194627中最重要的特点是树脂采用的是乙 烯基树脂和丙烯酸树脂进行复配，二者比例为85/15到75/25 (重量比)，钝化体系也是无机 与有机进行复配，无机盐为锆，钛或者钒盐。另外还加入了可进行螯合反应的有机物，使膜 层更加致密。专利JP2008194839中树脂体系采用了含阳离子的聚亚胺酯和苯酚树脂进行 复配，钝化体系采用的是锰-锆-钒复合钝化体系，干膜质量为0. l-3g/m2，有效地提高了耐 指纹膜的耐蚀性等各项性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供了一种简单的可以满足电镀锌板各种综合 性能的环保型涂料体系。这种体系可以使电镀锌板具有优异耐蚀性、耐指纹、导电性、涂装 性、耐划伤及耐黑变等综合性能。本专利技术的目的是这样实现的设计制备了一种无铬耐指纹水性涂料，可以满足以 往涂料难以实现的综合性能，制备步骤如下按重量份计(1)纳米氧化物浓缩浆的制备取纳米氧化物1-30份、改性剂硅烷偶联剂0. 1-15份和 水55-98份混合后进行高速剪切分散，500-3500r/min的速度搅拌0. 5_2h制得纳米氧化物 浓缩浆；(2)混合制备取步骤(1)所制得纳米氧化物浓缩浆5-80份、水性聚氨酯乳液30-75 份、金属离子0. 5-5份、磷0. 05-5份以及蜡1-5份，充分混合均勻后调节pH为7_10，即得到 产品无铬耐指纹水性涂料。步骤(2)所述纳米氧化物为二氧化硅、氧化锌、二氧化钛或氧化铝。步骤(2)所述金属离子为锆离子，钛离子，钼酸根离子，钒酸根离子或钨酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种无铬耐指纹水性涂料，其特征在于制备步骤如下：配方比例按重量份计：（１）纳米氧化物浓缩浆的制备：取纳米氧化物１－３０份、改性剂硅烷偶联剂０．１－１５份和水５５－９８份混合后进行高速剪切分散，５００－３５００ｒ／ｍｉｎ的速度搅拌０．５－２ｈ制得纳米氧化物浓缩浆；（２）混合制备：取步骤（１）所制得纳米氧化物浓缩浆５－８０份、水性聚氨酯乳液３０－７５份、金属离子０．５－５份、磷０．０５－５份以及蜡１－５份，充分混合均匀后调节ｐＨ值为７－１０，即得到产品无铬耐指纹水性涂料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，王艳青，孙子良，黎德育，王臻，邹忠利，王劲木，
申请(专利权)人：江苏大中制漆有限公司，
类型：发明
国别省市：32