板状型磷酸锆及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种板状型磷酸锆，其中，在结构当中包括P-OH基团，且在X射线衍射分析时在2θ值为11.6±2度的情况下具有结晶峰，而在2θ值不足11.6±2度的情况下观察不到结晶峰。由于根据本发明专利技术制造的板状型磷酸锆以板状型结构和纳米级大小向被覆膜内部得到均匀的分散而具有良好的表面光泽度和阻隔性能，并由于表面的P-OH基而具有良好的耐腐蚀性，且不仅能够分散于水溶液中，在有机溶剂等当中也能分散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
通常，金属钢板(例如，钢板和铝板)作为现代产业中非常重要的原材料，广泛地应用于家用电器、汽车、建筑材料等中。然而，这些金属具有与空气或水分接触生成腐蚀产物而容易发生锈蚀的缺点，且与涂料之间的涂覆性不良，并存在因使用者的指纹等而容易导致表面污染的问题。为了解决前述问题，尤其为了提高耐腐蚀性和耐指纹性，目前为止一直采用铬酸盐处理。所述铬酸盐处理不仅能够通过单独使用铬酸盐而获得短期防锈效果，而且可随着涂覆树脂涂料而显著提高涂料的防锈能力，并可以提高涂料与钢板之间的粘贴性，因此作为制造涂覆钢板的必要处理过程而应用至今。然而，随着在国际上对六价铬、铅、汞等人体有害物质的使用进行限制，在除了一些产品以外的所有钢板中进行的用于提高耐腐蚀性的铬酸盐处理都被限制。由此，钢铁厂和涂料厂为了替代铬酸盐处理，通过在金属钢板表面涂覆表面处理用树脂组成物来提高耐腐蚀性。所述树脂组成物由粘合剂和溶剂所构成，并将二氧化硅、磷酸盐系列、金属锆或钛作为抗蚀添加剂添加而提高金属钢板的耐腐蚀性。然而，上述各种添加剂均为无机微粒，存在因界面而导致耐腐蚀性减弱以及因表面漫反射而使光泽度下降的问题。 为了解决上述一些问题,可通过将板状型磷酸错(zirconium phosphate, ZrP)用作抗蚀添加剂而提高钢板等的耐腐蚀性。所述磷酸锆添加剂为可通过图1所示方法制造。即，在水中混合锆离子、磷酸根离子以及氟化氢之后，在50度至60度下加热约24小时，并添加有机试剂之后予以分散而制造所述添加剂。然而，由于通过上述方法制造的添加剂却因有机试剂而导致P-OH基消失，因此耐腐蚀性的改善效果并不明显，而且，由于只在水中容易分散，因而具有仅适用于水溶性树脂的局限性。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于提供一种由于以板状型结构和纳米级大小均匀地分散于树脂涂层内部而具有良好的表面光泽度和阻隔性能，并由于表面的P-OH基而具有良好的耐腐蚀性，且不仅能够分散于水溶液中，在有机溶剂等中也能分散的磷酸锆添加剂及其制造方法。技术方案本专利技术提供一种板状型磷酸锆，其中，在结构当中包括P-OH基团，且在X射线衍射分析时在2 Θ值为11.6±2度的情况下具有结晶峰，而在2 Θ值不足11.6±2度的情况下观察不到结晶峰。并且，本专利技术提供一种板状型磷酸锆的制造方法，其中，包括对含有锆离子、磷酸根离子、酸化合物、非离子性界面活性剂的微乳液进行加热的步骤。而且，本专利技术提供一种金属材料，包括:基材；以及树脂涂覆层，形成于所述基材上并含有所述板状型磷酸锆。有益效果由于根据本专利技术的板状型磷酸锆以纳米级大小均匀地分散于树脂涂层内部而具有良好的表面光泽度和阻隔性能，并由于表面的P-OH基而具有良好的耐腐蚀性，且不仅能够分散于水溶液中，在有机溶剂等当中也能分散，因此可以作为金属表面处理用添加剂而有效地利用。附图说明图1表示现有技术中的磷酸锆制造方法。图2表示本专利技术的板状型磷酸锆的剖面的结晶结构。图3表示根据本专利技术一例的板状型磷酸锆的制造方法。图4表示根据本专利技术一例的微乳液的组成。图5为表示根据实施例及比较例I制造的板状型磷酸锆的形态的扫描电子显微镜(SEM)照片。 图6为表示根据实施例及比较例I制造的板状型磷酸锆分散于液相中的情形的照片。图7为表示根据实施例及比较例I制造的板状型磷酸锆分散于树脂组成物中的分散形态的扫描电子显微镜(SEM)照片。图8为表示根据实施例及比较例I制造的板状型磷酸锆的X射线衍射分析结果的曲线图。图9为表示根据实施例及比较例I制造的板状型磷酸锆的热分析(热重分析(TGA:thermogravimetric analysis))结果的曲线图。图10和图11为表示根据实施例中的制造例I制造的金属材料及根据比较例制造的金属材料的耐腐蚀性的照片。具体实施例方式本专利技术涉及一种结构当中包括P-OH基团，且在X射线衍射分析时在2 Θ值为11.6±2度的情况下具有结晶峰，而在2 Θ值不足11.6±2度的情况下观察不到结晶峰的板状型磷酸锆。以下，更为详细地说明本专利技术的板状型磷酸锆。如前所述，本专利技术中板状型磷酸锆的结构中包括P-OH基团，且在X射线衍射分析时在2Θ值为11.6±2度的情况下具有结晶峰，其中峰值大约可能为0.75nm。并且，本专利技术的板状型磷酸锆在2 Θ值不足11.6±2度的情况下观察不到结晶峰。如果是按照以往的制造方法制造的磷酸锆，则由于有机试剂导致磷酸锆表面的P-OH基团消失，因此在2 Θ值为11.6±2度的情况下无法具有结晶峰。然而，由于本专利技术的板状型磷酸锆在2 Θ值为11.6±2度的情况下具有结晶峰，因此有望提高耐腐蚀性。并且，根据本专利技术的板状型磷酸锆在热重分析时在400°C下的质量减少量不足5% ο图2表示根据本专利技术的板状型磷酸锆的剖面结构。如图2所示，磷酸锆形成为板状型，并可以包括由PO3(OH)构成的四面体中的氧原子分别与3个锆原子连接而形成的结构单位。在本专利技术中形成于所述板状型磷酸锆表面上的P-OH基团可以起到提高耐腐蚀性的作用。在本专利技术中锆与磷的原子数量比大约可以是1:2。在本专利技术中磷酸锆的微粒形状并不特别受限，可以具有多边形的形状。在本专利技术中例如可以具有带状、菱形、四边形或六边形等多种形状。并且，在本专利技术中磷酸锆的微粒大小并不特别受限，例如可以是0.1至ΙΟμπι。如果所述微粒大小不足0.1 μ m，则微粒的形状无法充分生长成板状型而可能导致二次凝聚现象，而如果超过10 μ m,则可能导致树脂中的分散性减弱。在本专利技术中，板状型磷酸锆不仅能够轻易地分散于水等水溶性溶剂，而且能够轻易地分散于酒精、丙酮、甲基乙 基酮、二甲苯、酮类、稀释剂等有机溶剂，以及UV固化用稀释剂等多种多样的溶剂中。并且，本专利技术涉及一种包括对含有锆离子、磷酸根离子、氟化合物、非离子性界面活性剂的微乳液进行加热的步骤的板状型磷酸锆的制造方法。图3为表示根据本专利技术一例的磷酸锆制造方法的图。如图3所示，在本专利技术中可通过将包含具有锆离子、磷酸根离子、氟化合物的水和油以及非离子性界面活性剂的微乳液在预定温度和时间下进行加热而制造板状型磷酸锆。在本专利技术中，例如可以通过将油和包含锆离子、磷酸根离子、氟化合物的水混合之后，在上述混合液中添加非离子型界面活性剂的方法制造微乳液。根据本专利技术的锆离子可提高制造出的树脂涂覆层的耐腐蚀性。在本专利技术中，所述锆离子例如可以凭借包含氯化锆(ZrCl4.XH2O),硫酸锆(Zr(SO4)2.XH2O)以及氢氧化锆(Zr(OH)4)的群中选择的一个以上的锆化合物而以锆离子形态存在。根据本专利技术的磷酸根离子可凭借磷酸化合物而以离子形态存在。在本专利技术中，作为磷酸化合物可从由邻位磷酸化合物、亚磷酸化合物、次亚磷酸化合物、缩合磷酸化合物组成的群中选取一个以上而使用。在本专利技术中锆离子与磷酸根离子的摩尔浓度比可以是1:2至1:3。如果相对于所述锆离子而言磷酸根离子的重量比不足2，则有可能导致出现未反应锆离子，而如果超过3，则有可能导致出现未反应磷酸根离子。根据本专利技术的酸化合物的种类并不特别受限，只要是包含氢原子的化合物即可，优选使用氟化氢(hydrofluoric Acid; HF)。在本专利技术中所述酸化合物的浓度可以是0.1至1.0M0如果所述浓度不足本文档来自技高网...

【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：何奉宇，金辰泰，金钟常，崔良镐，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：
国别省市：