本发明专利技术公开了一种无铬、耐碱性和耐溶剂性的镀锌钢板表面处理液及其制备方法，该镀锌钢板表面处理液的水溶液含有以下组分：经去污去杂处理过的玻璃蚀刻废液和/或硅烷燃烧塔填料清洗废液，含磷化合物，一种或一种以上含有至少一个活性氢的氨基官能团的有机硅烷偶联剂，一种或一种以上含有至少一个环氧基官能团的有机硅烷偶联剂，至少一种阳离子型或非离子型的水溶性聚氨酯树脂或水分散性聚氨酯树脂，至少一种促进剂为含氧酸或含氧酸盐。本发明专利技术具有良好的耐腐蚀性、耐指纹性以及涂装附着性，不仅满足家电等用户的高质量和环保要求，同时解决玻璃蚀刻废液和硅烷燃烧塔填料清洗废液的循环利用问题。??
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种镀锌钢板的表面处理剂及其制备方法，尤其是涉及一种无铬、耐碱性和耐溶剂性的镀锌钢板表面处理液及其制备方法，该表面处理液能在镀锌钢板表面形 成一层保护膜，该保护膜在赋予镀锌钢板表面优异耐碱性和耐溶剂性的同时，又可形成良 好的耐腐蚀性、耐指纹性、涂装附着性等优异性能。
技术介绍
镀锌钢板广泛应用于汽车、建材、家电、玩具等各个领域。但是，镀锌钢板表面在大 气环境中容易被腐蚀，形成白锈。为了改善镀锌钢板耐腐蚀性及涂装附着性，通常需要对其 表面进行钝化处理，目前普遍采用的是铬酸盐钝化处理，工艺简单，膜结合力好，耐蚀性高， 有自我修复能力。 由于六价铬是致癌物质，对人体和环境都有严重危害。因此铬酸盐的使用和排放 受到了严格的限制。根据欧盟于2003年正式公布的《关于电子电气设备中禁止使用某些有 害物质指令》(RoHS)，含有六价铬的产品受到了严格的限制，因此解决六价铬的污染和危害 问题，开发研究无铬钝化工艺技术，摈弃传统的铬酸钝化工艺，是推行绿色工业技术、保护 环境的形势所需。 美国专利(US Pat 4385940)公开了一种提高镀锌钢抗白锈的钼酸盐钝化方法。 镀锌层经过钼酸盐钝化处理后得到的钝化膜，经过24h的盐雾实验，耐蚀性最好可达到5 级(出现白锈面积为0 1% )。日本专利(JP Pat 6256598)公开了一种用于合金化镀 锌表面处理组合物，处理液主要由植酸组成，它能在金属表面形成一层保护膜，处理后的合 金化镀锌板抗蚀性能较好。美国专利(US Pat 4341558)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，该专利提供用于镀锌板表面处理剂为50%植酸溶液1.6%、 硅胶2003. 0%、聚乙烯醇5. 0%、去离子水89. 4%、 (NH4) 2TiF6l. 0% 。欧洲专利(Eur Pat 0792922)介绍了一种新型的环氧树脂钝化液，该钝化液适用于处理镀锌件和镀Zn-Al合金 件。该钝化液中涂层复合物无铬盐含量在50 500mg/kg，在条件非常恶劣的腐蚀条件下， 钝化液中涂层复合物无铬盐的加入量也可增加。其中涂层复合物无铬盐可以是硼酸钙及亚 矾酸钠或者乙酸铯和草酸铯。有机聚合物采用环氧树脂。经过该处理液处理后的试样，其涂 层均显示出了极好的抗腐蚀性能。但是，用以上无铬处理剂处理表面的钢板，在制作家电面 板时，很多厂家在成型过程中要涂上冲压油，然后使用强碱性的脱脂剂将冲压油除去，甚至 还会使用溶剂进行脱脂。在这种情况下时，钢板表面的保护膜会发生变色甚至脱落。因此， 市场急需经过上述的脱脂工艺、成型工艺之后，保护膜不会损伤，同时还能赋予理想耐腐蚀 性能的无铬表面处理剂。 中国专利ZL200510027157. 4公开了一种具有耐碱性和耐溶剂性的用于镀锌钢板的表面处理剂，其水溶液含有组分及重量百分比如下a)氟代酸O. 1 5.0%，氟代酸中至 少含4个以上的氟原子，另外含有从钛、锆以及硅所组成的元素群中所选择的至少一个以 上的元素；b)含磷化合物，所占重量百分比以磷计算为总含固量的0.01 0.5% ;c) —种 或一种以上含有至少一个活性氢的氨基官能团的有机硅烷偶合剂10 20% ;d) —种或一 种以上含有至少一个环氧基官能团的有机硅烷偶合剂25 50% ;e)至少一种阳离子型或 非离子型的水溶性聚氨酯树脂30 60% ;f)钒化合物0. 1 1. 0%。它形成的膜具有优 良的耐碱腐蚀、耐溶剂性和涂装附着性。但由于原料中含有钒、钛、锆等价格昂贵的金属元 素，该表面处理剂使用成本较高。 需要值得一提的是，在玻璃加工工艺中，因需要使用大量的氢氟酸和硫酸所配成 混合液完成对玻璃品进行的表面修饰，这些修饰包括化学蚀刻、抛光和蒙砂等。以最普通的 钠硅玻璃为例，产生的废液中含有氟硅酸、氟硅酸盐、氢氟酸和硫酸及它们的盐，其中主要 含有氟硅酸、氟硅酸盐、氢氟酸，如果不加以利用，会严重污染环境。还有在光伏产业链中， 硅烷尾气在排入大气之前，也需要采用中国专利申请200720040439. 2介绍的硅烷燃烧塔 将尾气燃烧成Si02和水蒸汽，其中硅烷燃烧塔填料表面的Si02需要定期用氢氟酸清洗，形 成的废液主要含氟硅酸和氢氟酸，这些清洗废液也需要加以循环利用，否则将会污染环境。 如果将上述废液经过沉淀、过滤除去杂质后，所形成的再生溶液用来代替氟代酸，作为镀锌 钢板表面处理液的组成物质，既能在镀锌钢板表面形成具有优良的钝化膜，同时也解决了 玻璃蚀刻废液、硅烷燃烧塔填料清洗废液的再生利用和环保问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种无铬、耐碱性和耐溶剂性的镀锌钢板表面处理液，不仅满足家电等用户的高质量和环保要求，同时解决玻璃蚀刻废液和硅烷燃烧塔填料清洗废液的循环利用问题，具有良好的耐腐蚀性、耐指纹性以及涂装附着性，满足镀锌钢板用户的强碱脱脂，甚至溶剂清洗和高耐腐蚀等性能要求。 本专利技术的另一 目的是提供上述镀锌钢板表面处理液的制备方法。 为实现本专利技术的目的，本专利技术一种无铬、耐碱性和耐溶剂性的镀锌钢板表面处理液采用以下技术方案。 本专利技术一种无铬、耐碱性和耐溶剂性的镀锌钢板表面处理液，其水溶液含有以下 组分(重量100% ): A :经去污去杂处理过的玻璃蚀刻废液和/或硅烷燃烧塔填料清洗废液，其固含量 占总固含量的O. 1% 5. 0% ; B :含磷化合物，所占重量百分比以磷计算为总固含量的0. 01% 0. 5% ; C:—种或一种以上含有至少一个活性氢的氨基官能团的有机硅烷偶联剂，所占重量百分比为总固含量的10% 20% ; D:—种或一种以上含有至少一个环氧基官能团的有机硅烷偶联剂，所占重量百分 比为总固含量的25% 50% ; E:至少一种阳离子型或非离子型的水溶性聚氨酯树脂或水分散性聚氨酯树脂，所 占重量比为总固含量的30% 60% ; F :至少一种促进剂为含氧酸或含氧酸盐，所占重量百分比为总固含量的0. 1% 1. 0%。 以上组分通过溶解或者分散于水中，并以此为特征，形成具有无铬、耐碱性和耐溶剂性的镀锌钢板表面处理液。本专利技术的表面处理方法为将根据配比所获得的表面处理液的pH值调整至2. 0 6. 5，然后将该水性表面处理液涂敷在镀锌钢板表面，干燥后形成0. 3 3. 0g/m2的保护膜。 本专利技术镀锌钢板表面处理液组合物中的A指的是去污去杂后的玻璃蚀刻废液，废液组成中含有氟、硅、硼、钙和铝等组成，其中氟原子和金属元素的原子数比例至少为4，对它们的配合量没有特别的限定，但希望用A调整表面处理液组合物的pH值在2. 0 6. 5范围内，另外，A中固体含量在总固含量中所占的重量百分比最好为0. 1% 5.0%。 本专利技术镀锌钢板表面处理液组合物中的A也可以是去杂后的硅烷燃烧塔填料清洗废液，废液组成中含有氟和硅元素，其中氟和硅元素的原子数比例至少为4，对它们的配合量没有特别的限定，但希望用A调整表面处理剂组合物的pH值在2. 0 6. 5范围内，另外，A中固体含量在总固含量中所占的重量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无铬、耐碱性和耐溶剂性的镀锌钢板表面处理液，其特征在于：其水溶液含有以下组分（重量１００％）： Ａ：经去污去杂处理过的玻璃蚀刻废液和／或硅烷燃烧塔填料清洗废液，其固含量占总固含量的０．１％～５．０％； Ｂ：含磷化合物，所占重量百分比以磷计算为总固含量的０．０１％～０．５％； Ｃ：一种或一种以上含有至少一个活性氢的氨基官能团的有机硅烷偶联剂，所占重量百分比为总固含量的１０％～２０％； Ｄ：一种或一种以上含有至少一个环氧基官能团的有机硅烷偶联剂，所占重量百分比为总固含量的２５％～５０％； Ｅ：至少一种阳离子型或非离子型的水溶性聚氨酯树脂或水分散性聚氨酯树脂，所占重量比为总固含量的３０％～６０％； Ｆ：至少一种促进剂为含氧酸或含氧酸盐，所占重量百分比为总固含量的０．１％～１．０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张千峰，陈均，樊传刚，王季芬，
申请(专利权)人：马鞍山市千峰金属表面防腐材料科技有限公司，安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：34
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