树脂涂覆的铝锌合金涂层钢材制造技术

本发明专利技术关于树脂涂覆的铝锌合金涂层钢材，它在形成性、抗铬溶解性、抗腐蚀性、抗碱性及可涂覆性都好，将有氨基的硅烷偶合剂；铬离子；至少选自有２～３碳的三元醇及二元醇中之一的醇并入含羧基及缩水甘油基并酸值为１０至６０的丙烯酸聚合物树脂乳状液中。使所得混合物的ｐＨ为７至９以获得含铬树脂组合物。将含铬树脂组合物用到基材以形成施用膜，干燥以获得树脂膜。硅烷偶合剂用量为丙烯酸树脂乳液的树脂固体成分的０．５至３．０ｗｔ％。醇的用量为铬离子（Ｂ）的２５至１５０ｗｔ％。树脂膜量为０．５至３．０ｇ／ｍ↑［２］。在树脂膜中铬离子（Ｂ）的含量为５至５０ｍｇ／ｍ↑［２］。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于树脂涂覆的铝锌合金涂层钢材，它在形成性、抗铬溶解性、抗腐蚀性、抗碱性及可涂覆性方面都呈优良。通常，Al-Zn(铝-锌)合金涂层钢材可以通过在钢基材上电镀具有4至75wt％Al、少量Si(硅)、Mg(镁)、Ce(锶)-La(镧)或其他相似物，并以Zn平衡的合金组合物。如可以商购的涂层钢材，有二种Al-Zn合金涂层钢材，低Al-Zn合金涂层钢材的合金涂层为具有4至10wt％Al、少量Ce(锶)-La(镧)，并以Zn平衡的组合物；高Al-Zn合金涂层钢材的合金涂层为具有55wt％Al、43.4wt％Zn及1.6wt％Si。当低Al-Zn合金涂层钢材的涂层厚度相等于传统热浸镀锌钢材，低Al-Zn合金涂层钢材的抗腐蚀性为热浸镀锌钢材的1.5至2倍。此外，当高Al-Zn合金涂层钢材的涂层厚度相等于传统热浸镀锌钢材时，高Al-Zn合金涂层钢材的抗腐蚀性为热浸镀锌钢材的3至6倍。特别是，高Al-Zn合金涂层钢材呈现优良抗热性及热反射性。确定该高Al-Zn合金涂层钢材的合金涂层的组合物以提供在Al的钝性膜保护作用和锌的牺牲抗腐蚀作用间的良好平衡。此外，不同于热浸镀锌钢材，合金涂层具有的结构是，富锌相以一似网络方式围绕在富铝相周围。腐蚀作用开始后即刻产生一密实、稳定的化合物以填充似网络空间，以致可防止腐蚀的进行。认为可由这机制获得优良的抗腐蚀性。再者，如上所述，因为高Al-Zn合金涂层钢材在抗热性及热反射性方面优良，它成为用于屋顶及墙壁的建筑材料、用于栏杆的结构材料、隔音材料、排雪及水沟的护栏、汽车、家电及工业用材料及涂漆钢材基材。虽然上述涂层钢的抗腐蚀性优良，但其意指由钢材的铁腐蚀发生红锈产生前经过的时间长。因此，当在涂层表面未经钝化处理，在短时间内会产生白锈或黑锈。因而，可能会失去美丽的银白色涂层钢的外观。为此，为防止白锈或黑锈产生的铬处理，在日本专利公告第4-2672号中揭露了通过使用具有酸值为10至100的在水基树脂中含有六价铬的组合物，而涂覆树脂膜的方法，或在日本专利公开第7-251128号中公开的将含有润滑物质与少量铬的硅酮树脂涂层进行处理。虽然高Al-Zn合金涂层钢材的抗腐蚀性可通过铬处理而改善，合金涂层由于大量的Al而硬度太高，以致当以轧制或模锻成形涂层钢时，会有一些问题。例如，合金涂层通常因为在高Al-Zn合金涂层钢材及轧辊或锻模间的不良润滑而遭受损害。另外，当合金涂层因彼此间的摩擦而部分熔融时，熔融合金会黏附在轧辊或锻模上。此外，高Al-Zn合金涂层钢材在轧制或锻压操作期间造成的细金属颗粒的问题。当金属颗粒黏附在轧制或锻压物件的角落部分，可能产生黏结现象、刮伤或磨损。这些导致形成物件的外观破损。另一方面，虽然在轧制或锻压操作中可通过由公开于日本专利公告第4-2672号的表面处理而预防，但有下述的另一问题。亦即，因为以表面处理形成的树脂膜含有六价铬离子以维持投腐蚀物，可能在树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材上产生缩合作用，或当树脂长时间接触雨淋时，可能发生树脂膜中的六价铬的溶解。因而，可能造成环境污染的问题。此外，当在树脂膜和碱性物质如灰泥或混凝土长时间接触时，可能在树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材上特别对铝会产生变铝黑。因而，形成物件的外观产生破损。日本专利公开第7-251128号揭露的方法所形成的树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材呈现优良成形性，因为所用的树脂组合物含有润滑剂，且即使在形成后亦有良好抗腐蚀性。然而，当树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材上涂漆时，在树脂膜及涂料间可能有不良的黏合性，因为树脂膜几乎不含有能与涂漆键结的官能基。此外，当树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材在高速镀锌生产线制造时，其中在热浸Al-Zn合金涂覆在钢材基材后立刻进行表面处理，在表面处理中在热浸Al-Zn合金涂覆的钢材基材上施用树脂组合物，然后在相当低的温度60℃至120℃下干燥短时间，约3至5秒。然而，当使用现有技术的树脂组合物时，具有难以稳定地提高品质的树脂膜的问题。因此，本专利技术有关树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材，它能提供下列优点(1)通过例如轧制或锻制成形时，可防止树脂涂覆的Al-Zn的合金涂层钢材外观的破坏。(2)即使当在树脂膜形成的干燥操作是在传统高速镀锌生产线上在低温下进行短时间，它可稳定地提供具有适宜成形性的树脂膜。(3)即使当树脂膜曝于潮空气中铬溶解难以发生。(4)树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材有优良的抗腐蚀性，亦即抗白锈、抗黑锈及抗碱性。(5)若需要，在树脂膜及在树脂膜上所形成的涂漆间可提供增进的黏合性。亦即，本专利技术的树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材包含Al-Zn合金涂层钢材为基材及在基材上使用含铬树脂组合物形成的树脂膜。本专利技术的树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材依下列方法制备。亦即，将(A)具有氨基的硅烷偶合剂；(B)铬离子；(C)至少选自下列的一种醇具有2至3碳数的三元醇及二元醇组合进入(D)包括羧基及缩水甘油基及具有酸值为10至60内烯酸聚合物树脂乳状态液中。所得混合物的pH值调整至pH为7至9范围内以获得含铬树脂组合物。在含铬树脂组合物施用至基材以形成施用膜后，干燥施用膜以获得树脂膜。在这种方法中，主要的是硅烷偶合剂(A)的组合量相对于丙烯酸树脂乳状液(D)的树脂固体成份为0.5至3.0wt％范围内，且醇(C)的组合量相对于铬离子(B)为25至150wt％范围内。依上述方法形成的树脂膜的特征在于树脂膜量在0.5至3.0g/m2范围内，且在树脂膜中铬离子(B)的含量是在5至50mg/m2。在本专利技术的优选实施方案中，在丙烯酸树脂乳液(D)中的羧基缩水甘油基的摩尔比为1∶0.3-3.0。在本专利技术的另一优选实施方案中，在含铬树脂组合物中的铬离子(B)量相对于丙烯酸树脂乳状液(D)的树脂固体成份为0.5至2.0wt％范围内。本专利技术的这些及其他目的及优点由下列优选实施方案的详细描述而显而易见。附图简述附图说明图1表示用于评估树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材的抗腐蚀性的测试片材的平面图；图2是评估树脂涂覆的Al-Zn合金涂层钢材的成形性的测试片材的剖面图；及图3是用于评估含铬树脂组合物的机械稳定性的实验设备的示意图。图中的标记说明1.轧制物件2.含铬树脂组合物3.涂层机底盘4.拾取滚筒5.滚筒6.加热器10.平板部分20.弯曲部分30.板材用于本专利技术的含铬树脂的制得是通过将(A)具有氨基的硅烷偶合剂；(B)铬离子；(C)至少选自下列醇中之一个具有2至3碳数的三元醇及二元醇组合进(D)丙烯酸聚合物树脂乳状液中。使用含铬树脂组合物形成的树脂膜可抑制在Al-Zn合金涂层钢材的白锈及黑锈的产生以增进抗腐蚀性。此外，可获得树脂膜的抗水性、抗腐蚀性及抗碱性。包括羧基及缩水甘油基的丙烯酸聚合物树脂乳状液(D)的制备可通过使用含羧基单体和含缩水甘油单体。含羧基单体例如可用丙烯酸，甲基丙烯酸、马来酸和衣康酸。含缩水甘油的单体，例如可用丙烯酸缩水甘油基或甲基丙烯酸缩水甘油基。制备丙烯酸聚合物树脂乳状液的方法并未限定为特定的一种。例如，树脂乳状液可依自由基聚合作用而制备，是在过氧化物存在下通过使用至少一种选自下列的乳化剂而制备阴离子表面活性剂如聚氧基乙烯烷基钠盐或烷基苯磺酸钠盐、非离子表面活性剂如聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂涂覆的Ａｌ－Ｚｎ合金涂层钢材，它包括Ａｌ－Ｚｎ合金涂层钢材作为基材及一种在基材上使用含铬树脂组合物形成的树脂膜，并由以下列步骤制成将（Ａ）具有氨基的硅烷偶合剂；（Ｂ）铬离子；（Ｃ）至少一种选自下列的醇：具有２至３碳数的三元醇及二 元醇，组合进入（Ｄ）包含羧基及缩水甘油基并具有酸值为１０至６０的丙烯酸聚合物树脂乳状液；调整ｐＨ值至７至９范围内以获得含铬树脂组合物；在所述基材上施加含铬树脂组合物以形成施用膜；及干燥施用膜以获得树脂膜；其中该硅烷偶合剂（Ａ）的 组合量相对于丙烯酸树脂乳状液（Ｄ）的树脂固体成分为０．５至３．０ｗｔ％范围内；该醇（Ｃ）的组合量相对于铬离子（Ｂ）为２５至１５０ｗｔ％范围内；该树脂膜量在０．５至３．０ｇ／ｍ↑［２］范围内；且在该树脂膜中铬离子（Ｂ）的含量是在５ 至５０ｍｇ／ｍ↑［２］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊吹正利，后藤治，吉武教晃，村泽善之，津田正太郎，
申请(专利权)人：日铁钢板株式会社，日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]