本发明专利技术公开了一种具有优异耐候性、耐蚀性和耐碱性的热镀铝锌钢板及其环保型表面处理剂，通过使用特定的无溶剂水性脂肪族聚氨酯分散体与水性聚氨酯-丙烯酸共聚物复配作为基体树脂、有机硅类化合物、基体树脂固化剂、水溶性金属盐类化合物以及高密度聚乙烯类润滑助剂等成分组成的环保型水系表面处理剂，对热镀铝锌钢板表面处理后所形成的表面处理的热镀铝锌钢板，具有优异的耐候性、耐蚀性和耐碱性以及良好的加工成型性等综合性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料表面处理领域，涉及一种具有优异耐候性、耐蚀性和耐碱性的镀铝锌钢板及其制备方法和表面处理剂。
技术介绍
鉴于热镀铝锌钢板具有良好的耐腐蚀性、高热反射性、耐热性及外观装饰性等特点，其被广泛用于建筑、家电、汽车等国民生活的各个领域；例如建筑行业的轻钢结构之屋顶与墙面、檩条、楼承板、护栏、音障和排水装置等，家电领域大型电器背板、汽车排气系统等。特别在用作建筑材料使用时，由于要保证十几年甚至几十年的使用寿命要求，对热镀铝锌钢板提出较为严格的要求:如屋顶及墙面用材需具备良好的耐候及耐蚀性能，保证钢板服役过程外观表面不变色，不腐蚀，长时间维持美丽的外观；用作楼承板、护栏及排水装置等材料使用时，常常要要与石板瓦、混凝土等接触而暴露于碱性腐蚀环境下，此时则必须要求材料具备良好的耐碱性能等。为应对上述要求及期望，通常会对热镀铝锌钢板表面进行湿法涂膜处理，以增强热镀铝锌钢板对于各种腐蚀介质和环境的抗性，目前用于热镀铝锌钢板表面处理剂的类型大致可分为有铬处理和无铬处理两类。对于建筑行业来说，由于目前暂未出台相应的环保法规，且铬酸盐极强的耐腐蚀性和自我修复功能，使得有铬表面处理的热镀铝锌钢板成为现今建筑行业的主流，但随 着社会的发展，环保要求日趋严峻，建筑行业的环保化已是大势所趋，因此，各项抗性优异的无铬表面处理热镀铝锌钢板将成为未来的主流。日本专利JP2007-321224中公开了一种具有优异耐蚀性和耐水密着性的热镀铝锌钢板，其表面覆盖有无铬处理有机/无机复合保护膜，该保护膜含有硅烷改性的水性阴离子树脂、四价钒化合物以及磷酸或其化合物等组成。涂覆有该保护膜的热镀铝锌钢板具有良好的耐蚀性能及耐水密着性能，但其没有足够的耐候性及耐碱性能。中国专利CN1530462A提供了一种用于金属表面用处理剂以及用该处理剂处理的镀铝锌钢板；其中该表面处理剂包含具有羧基及酸胺结合的水系树脂，如尿烷树脂或丙烯酸树脂，有机硅烷偶联剂以及I种或2种金属盐类化合物，上述处理剂涂覆于钢板表面形成0.2-5g/m2的单层皮膜。虽然其提供了一种能形成具有良好耐蚀性和耐碱性的无铬涂膜，但对于耐候性能并未提及。中国专利CN1511908A提供了一种用于处理镀有铝-锌合金的钢板的水性树脂组合物，其含有阴离子型水分散性聚氨酯树脂、硅烷偶联剂和水溶性锆化合物等，用于该处理剂处理的铝锌合金表面钢板具备高的可被加工处理性、高耐蚀性、防止黑变性能、耐候性能和对涂膜的附着性能，并且该处理剂也为环保型产品，但该专利对于耐气候性的评价时间仅为100h，考核时间较短。中国专利CN124777A公开了一种树脂组合物涂覆的铝锌合金钢板，其将有氨基的硅烷偶联剂、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有羧基及缩水甘油基并且酸值为10-60的丙烯酸聚合物树脂乳液中，使所得混合物的pH为7-9以获得该树脂组合物；并将其涂覆于铝锌合金钢板，干燥后以形成树脂皮膜。涂覆有该树脂组合物的铝锌合金钢板具有良好的成型性、抗腐蚀性、抗碱性及可涂装性。但其设计的处理药剂为含铬产品，不具备环保性能，且并未对耐候性进行考察。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不含铬的、具有优异耐候性、耐蚀性和耐碱性的表面处理镀铝锌钢板，同时，该表面处理镀铝锌钢板还具有一定的加工成型特性等。本专利技术的另一个目的是提供能够稳定制造上述表面处理镀铝锌钢板的环保型水系表面处理剂。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案:一种具有优异耐候性、耐蚀性和耐碱性的热镀铝锌钢板，其表面覆盖有环保型有机-无机复合保护膜，该保护膜含有:(A)复配型基体树脂，其占保护膜的重量百分比为50-90% ；(B)有机硅类化合物，其占保护膜的重量百分比为2-25% ；(C)基体树脂固化剂，其占保护膜的重量百分比为1-15% ；(D)金属盐类化合物，其以金属元素计占保护膜的重量百分比为0.1-3% ；(E)水溶性锆类化合物，其以氧化锆计占保护膜的重量百分比为1-15% ；(F)高密度聚乙烯粒子·类润滑助剂或聚四氟乙烯粒子类润滑助剂，其占保护膜的重量百分比为0.4-4%。进一步，所述的有机-无机复合保护膜为单层结构，其膜厚范围在1-3微米。上述具有优异耐候性、耐蚀性和耐碱性的热镀铝锌钢板中:所述复配型基体树脂(A)，由两种阴离子型水性树脂(Al)与(A2)复配而成，其中(Al)为基于聚碳酸酯二醇的无溶剂型脂肪族聚氨酯树脂，可以是水溶液也可以是水分散型；(A2)为聚氨酯-丙烯酸的共聚物，可以是水溶液也可以是水分散型；阴离子型水性树脂(Al)与阴离子型水性树脂(A2)的重量比为1.0-15.0。所述有机硅类化合物(B)选自硅酸、硅酸盐、胶体二氧化硅和有机硅烷偶联剂中的至少一种；优选为有机娃烧偶联剂，所述有机娃烧偶联剂如选自乙稀基类娃烧偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂、巯基类硅烷偶联剂等中的一种或多种。所述基体树脂固化剂(C)必须为与树脂中的羧基具有反应活性的化合物，例如选自具有多官能团的环氧化合物、有机钛化合物、氨基树脂、聚碳化二亚胺化合物、氮丙啶化合物等中的一种或多种。所述金属盐类化合物(D)选自锌、铝、镁、铁、钒、钙、钨、镍、锰、钴、钛及铈的金属化合物中的一种化合物或几种化合物的混合物。优选为钒的化合物或钛的化合物。所述水溶性锆类化合物(E)为碳酸锆胺。所述高密度聚乙烯粒子类润滑助剂或聚四氟乙烯粒子类润滑助剂(F)中的高密度聚乙烯粒子和聚四氟乙烯粒子的平均粒子直径都为0.5-2.0微米。一种镀铝锌钢板用环保型水系表面处理剂，即具有优异耐候性、耐蚀性和耐碱性的镀铝锌钢板用表面处理剂，其水溶液中总固体份含有以下成分:(A)复配型基体树脂，其占总固体份的重量百分比为50-90% ；(B)有机硅类化合物，其占总固体份的重量百分比为2-25% ；(C)基体树脂固化剂，其占总固体份的重量百分比为1-15% ；(D)金属盐类化合物，其以金属元素计占总固体份的重量百分比为0.1-3% ；(E)水溶性锆类化合物，其以氧化锆计占总固体份的重量百分比为1-15% ；(F)高密度聚乙烯粒子类润滑助剂或聚四氟乙烯粒子类润滑助剂，其占总固体份的重量百分比为0.4-4% ；所述镀铝锌钢板用环保型水系表面处理剂中水的重量百分含量为70-90%。所述复配型基体树脂(A)，由两种阴离子型水性树脂(Al)与(A2)复配而成，其中(Al)为基于聚碳酸酯二醇的无溶剂型脂肪族聚氨酯树脂，如购于上海源禾化工有限公司的Acure6171树脂，但不限于此，其可以是水溶液也可以是水分散型；(A2)为聚氨酯-丙烯酸的共聚物，可以是水溶液也可以是水分散型；阴离子型水性树脂(Al)与阴离子型水性树脂(A2)的重量比为1.0-15.0。所述有机硅类化合物(B)选自硅酸、硅酸盐、胶体二氧化硅和有机硅烷偶联剂中的至少一种；优选为有机娃烧偶联剂，所述有机娃烧偶联剂如选自乙稀基类娃烧偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂、巯基类硅烷偶联剂等中的一种或多种。所述基体树脂固化剂(C)必须为与树脂中的羧基具有反应活性的化合物，例如选自具有多官能团的环氧化合物、有机钛化合物、氨基树脂、聚碳化二亚胺化合物、氮丙啶化合物等中的一种或多种。所述金属盐 类化合物(D)选自锌、铝、镁、铁、钒、钙、钨、镍、锰、钴、钛本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有优异耐候性、耐蚀性和耐碱性的热镀铝锌钢板，其表面覆盖有环保型有机?无机复合保护膜，该保护膜含有：(A)复配型基体树脂，其占保护膜的重量百分比为50?90％；(B)有机硅类化合物，其占保护膜的重量百分比为2?25％；(C)基体树脂固化剂，其占保护膜的重量百分比为1?15％；(D)金属盐类化合物，其以金属元素计占保护膜的重量百分比为0.1?3％；(E)水溶性锆类化合物，其以氧化锆计占保护膜的重量百分比为1?15％；(F)高密度聚乙烯粒子类润滑助剂或聚四氟乙烯粒子类润滑助剂，其占保护膜的重量百分比为0.4?4％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马源，任玉苓，戴毅刚，张剑萍，朱岚，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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