表面处理组合物及表面处理钢板制造技术

本发明专利技术提供耐腐蚀性、耐热变色性、耐黑变性、耐划伤性以及与形成在上层的有机树脂层的加工后密合性优良的表面处理组合物。本发明专利技术的表面处理组合物以特定的比例含有通过将选自水解性钛化合物、水解性钛化合物的低缩合物、氢氧化钛和氢氧化钛的低缩合物中的至少一种钛化合物与过氧化氢水溶液混合而得到的含钛水性溶液(A)、碳酸锆化合物(B)、有机磷酸化合物(C)、金属磷酸盐(D)、二氧化硅(E)以及水溶性有机树脂和/或水分散性有机树脂(F)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合汽车、家电、建材用途的表面处理组合物及表面处理钢板，并且涉及组合物或被膜中完全不含六价铬的环境适应型表面处理组合物以及使用该表面处理组合物的表面处理钢板。
技术介绍
一直以来，家电用钢板、建材用钢板、汽车用钢板广泛使用如下得到的钢板以提高耐腐蚀性(耐白锈性、耐红锈性)为目的，利用以铬酸、重铬酸或其盐类为主要成分的处理液对镀锌系钢板或镀铝系钢板的表面实施铬酸盐处理。该铬酸盐处理是耐腐蚀性优良并且能够比较简易地进行的经济的处理方法。铬酸盐处理使用作为公害限制物质的六价铬，但由于该六价铬在处理工序中在封闭系统中被处理掉，或者，能够通过形成在上层的有机被膜的密封作用而使从铬酸盐被膜中溶出的铬几乎为零，因此，实质上不会由于六价铬而使人体和环境受到污染。但是，随着近年来对地球环境问题的关注的提高，除了现有的重视操作环境和排水处理的法律规定以夕卜，还开始制定重视环境负荷和环境和谐的法律規定。此外，在以环境贡献度对制造者进行评价的时代背景下，要削減包括六价铬在内的重金属的使用的趋势也在提高。在这种背景下，提出了大量不使用六价铬的镀锌系钢板的白锈抑制技术(无铬酸盐技术)。例如，专利文献1、2中提出了含有Al、磷酸化合物、ニ氧化硅和水系有机树脂乳液的表面处理剂以及被覆有该处理剂的金属材料。此外，专利文献3中提出了一种镀锌系钢板，其中，在涂布多价金属的磷酸ニ氢盐与金属氧化物溶胶的混合水溶液并干燥而形成非晶质被膜后，形成有机被覆层。进而，专利文献4、5中提出了ー种钢板，其中，以含有氧化物微粒、磷酸和/或磷酸化合物以及选自Mg、Mn、Al中的ー种以上金属的复合氧化物被膜层作为下层，并且在其上层形成有机被膜。在镀锌系钢板所适用的用途中，存在很多在锌的熔点以上的温度范围(约500°C 约600°C)内受热的部件。例如，在空调室外机内的热交換器中，在对铜管和铝制蒸发器进行钎焊时，为了防止由于使用气体燃烧器的加热而使铝溶解，将镀锌系钢板配置在铜管与蒸发器之间，以使燃烧器的火焰不与铝直接接触。将上述现有技术的表面处理钢板应用于这种用途时，由于是以有机树脂为主体的被膜，因此，会因热分解而变色成黄色或棕褐色，从而产生外观不良。因此，几乎不可能应用现有技术的表面处理钢板。为了解决上述问题，提出了耐热变色性优良的无铬酸盐技木。例如，专利文献6、7中提出了以磷酸ニ氢镁、胶态ニ氧化硅和膦酸化合物为主要成分的富含无机成分的被膜。此外，专利文献8中提出了将以磷酸ニ氢盐和胶态ニ氧化硅为主要成分的富含无机成分的被膜配置在下层、并且将硅酸盐被膜和/或硅树脂配置在上层的双层被膜。此外，专利文献9中公开了含有将选自水解性钛化合物、水解性钛化合物的低缩合物、氢氧化钛和氢氧化钛的低缩合物中的至少ー种钛化合物与过氧化氢水溶液混合而得到的含钛水性溶液、有机磷酸、水溶性或水分散性有机树脂、钒酸化合物、氟化锆化合物以及碳酸锆化合物的表面处理组合物。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平11-350157号公报专利文献2 :日本特开2000-26980号公报专利文献3 :日本特开2000-129460号公报 专利文献4 :日本特开2002-53979号公报专利文献5 :日本特开2002-53980号公报专利文献6 :日本特开2000-79370号公报专利文献7 :日本特开2001-348672号公报专利文献8 :日本特开2004-91826号公报专利文献9 :日本特开2006-9121号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，专利文献6、7的富含无机成分的被膜耐腐蚀性水平极低，难以作为铬酸盐被膜的替代物来应用。另ー方面，专利文献8的双层被膜虽然达到为作为铬酸盐被膜的替代物应用的耐腐蚀性水平，但由于使用昂贵的硅酸盐或硅树脂，因此，在成本方面存在问题。此外，利用上述技术形成的被膜在湿润环境下容易产生变色成黒色的现象(黑变)，因此，难以在容易结露的热交换机中应用，此外，对于制品的运输中的保存环境也存在限制，因而不实用。此外，专利文献9的表面处理组合物中所含的氟化物虽然使耐水附着性和碱脱脂后的耐腐蚀性提高，但在上层具有较厚的有机树脂层的情况下，会导致密合性的降低。此外，在涂装钢板、层压钢板等有机树脂被覆钢板中，有机树脂层的密合性成为重要的性能，由于作为基体处理而进行的以往的磷酸盐处理所得到的被膜为晶态，因此，晶体会因苛酷的加工而被破坏，有机树脂层的密合性容易降低。特别是在有机树脂层的厚度达到100 μ m以上的涂装钢板或层压钢板的情况下，在对钢板进行加工吋，磷酸盐被膜遭到破坏，从而使有机树脂层容易以该部分为起点而剥离。针对上述问题，例如，以上列举的专利文献3、中，通过使基板上的镀敷金属与处理液反应形成极薄的难溶性磷酸盐膜而显现出耐腐蚀性、涂料密合性等，但即使在将这种表面处理钢板用作有机树脂被覆钢板的情况下，进行加工时的密合性、耐腐蚀性也容易降低。特别是在具有厚度达到100 μ m以上的有机树脂层的有机树脂被覆钢板的情况下，由于被膜強度高，因此，变形时强剪切力作用于有机树脂层与其基体的界面处，从而容易产生有机树脂层的剥离。鉴于以上的现有技术的问题，本申请人之前以日本特愿2008-335387号提出了一种表面处理组合物，其能够得到优良的耐腐蚀性、耐热变色性及耐黑变性，并且能够得到优良的与形成在表面处理被膜的上层的有机树脂层的密合性，特别是具有100 μ m以上的厚度的厚有机树脂层在钢板变形时能够得到优良的密合性。该表面处理组合物以特定的比例含有将选自水解性钛化合物、水解性钛化合物的低缩合物、氢氧化钛和氢氧化钛的低缩合物中的至少ー种钛化合物与过氧化氢水溶液混合而得到的含钛水性溶液、碳酸锆化合物、有机磷酸化合物、金属磷酸盐以及ニ氧化硅。但是，根据本专利技术人进行的后续研究发现，由上述表面处理组合物形成的被膜具有比较脆的性质，因此存在如下问题在利用真机制造表面处理钢板的情况下，当被膜形成后与金属辊等接触时，被膜会被划伤，耐腐蚀性容易降低。因此，本专利技术的目的在于解决如上所述的问题，提供ー种表面处理组合物及表面处理钢板，所述表面处理组合物完全不含六价铬，能够得到优良的耐腐蚀性、耐热变色性及耐黑变性，并且在表面处理被膜形成后与金属辊等接触时的耐划伤性优良，而且能够得到优良的与形成在表面处理被膜的上层的有机树脂层的密合性，特别是，即使在形成具有100 μ m以上的厚度的厚有机树脂层的钢板并且施加苛酷的加工吋，也能够得到优良的密合性。此外，本专利技术的另ー目的在于，提供使用这种表面处理钢板的有机树脂被覆钢板。 用于解决问题的方法本专利技术人对能够解决上述问题的被膜组成进行了研究，结果发现，通过在金属材料(优选镀锌系钢板或镀铝系钢板)的表面，利用在特定的含钛水性溶液中以预定的比例复合添加有碳酸锆化合物、有机磷酸化合物、金属磷酸盐、ニ氧化硅以及水溶性有机树脂和/或水分散性有机树脂的表面处理组合物来形成表面处理被膜，能够得到优良的耐腐蚀性、耐热变色性及耐黑变性，并且在表面处理被膜形成后与金属辊等接触时的耐划伤性优良，而且即使在表面处理被膜的上层形成有机树脂层、特别是具有100 μ m以上的厚度的厚有机树脂层并且施加苛酷的加工时，也能够得到优良的密合性。本专利技术基于上述发现而完成，以如下技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：金子里江，藤林亘江，漥田隆广，中野多佳士，阿久井润，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：