[发明专利]用锆替代铬的耐指纹水基涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造电镀锌耐指纹钢板的环保型无铬含锆耐指纹涂料。属涂料技术领域。

背景技术

耐指纹钢板是以冷轧板为基板经电镀锌后，再在板面上涂覆1～3μm厚的有机复合树脂膜的高附加值产品。耐指纹钢板产品由于具有外观漂亮，较高的耐腐蚀性、优良的耐指纹性、良好的导电性、耐黑变性、抗划伤性、较高的化学稳定性；耐指纹膜与基体结合力强，对基体金属具有较好的保护作用等特点，已被广泛用于家电及汽车行业中高档次产品上的面板、侧板、内板及零部件用板上。如冰箱、洗衣机、空调压缩机、CD机、VCD、DVD、音响、收录机等的外壳、内部件、底板、后板等。

电镀锌生产根据使用的电解液不同可分为碱性和酸性两种，碱性法是采用Na₂ZnO₃为电解质；碱性法由于电解液不稳定，电流密度低，镀层不均匀，表面光泽度差，所以不适合用于高速连续电镀锌生产线。目前不常用，只用于固定的零件电镀锌。酸性法是采用ZnSO₄、ZnCl₂。酸性法采用的电镀液有硫酸锌、氯化锌、氰化锌等。但由于氯化锌易挥发，成本高：而氰化锌毒性很大，所以硫酸锌使用较为广泛。

而根据电镀槽阳极的性质又可分为可溶性及不溶性两种，电镀是将所镀的零件作为阴极；若以被沉积金属相同的金属作为阳极则为可溶性阳极；若以其它不溶性材料作为阳极则为不溶性阳极。但都是放在含有所镀金属的盐溶液中，在直流电作用下获取具有一定性能的金属镀层的过程。

根据电镀槽结构的不同可分为水平式和径向式二种。其中径向式镀槽用只在单面镀上使用。水平式镀槽中的阳极呈水平布置，电镀时带钢运行于上下两个阳极之间，镀液的喷射方向与带钢运行方向相反(单面喷射)，生产中产生的气泡不易排出；同时运行中的带钢易下垂擦伤阳极造成短路，擦伤阳极的事也经常发生。阳极使用的材质为Pb-5Sn，溶液受此污染也较严重，不得不在溶液中添加添加剂来驱除铅离子，由此溶液变的浑浊，悬浮物在管道和镀槽中沉积，阻碍液体的正常运动，对电镀不利。在运行中，电镀液与带钢接触，使得镀液中的金属离子在导电辊表面沉积，导电辊表面质量变差，直接影响带钢表面的质量，引起导电辊压印和辊斑。更为严重的是，Pb-5Sn合金阳极的损伤和腐蚀，使电镀液中的Pb离子上升较快，会造成镀锌层的结合力不好，对于耐指纹产品来讲更是致命的弱点，因为Pb离子是导致在耐指纹板表面出现黑变现象的主要原因之一。

电镀锌层能改善材料表面的性能包括：外观(平整、光泽、色彩)、耐磨性、耐蚀性、硬度、光、电、磁和热等表面性能，但用手指或手掌接触到钢板表面时或钢板在腐蚀性介质中工作时，钢板表面容易引发产生锈蚀且有损美观。CD机、VCD、DVD、音响、收录机等电子产品的机壳材料通常使用镀锌钢板，在装配机壳上的电子元件时，操作者的手接触到机壳的表面容易产生指纹附着问题。为了防止指纹附着，提高耐蚀性、耐指纹性和改善机壳的接地性，发明了一种耐指纹钢板的生产方法。

目前，电镀锌耐指纹钢板的生产方法是对电镀锌基板先进行钝化处理然后涂覆一层1～3μm的有机薄膜，所用的化学处理剂分别是铬酸盐系的钝化剂和水溶性有机涂料。据专利文献(JP平1-176090)所载，其表面钝化膜中含有六价铬，它起到填补作用，但膜受到轻微损伤时，裸露的六价铬使该处再钝化从而失去了进一步保护的作用，而且其耐指纹性及耐黑变性较差。特公平1-53353号中提出了一种用于防止镀敷锌-铝合金的钢板变黑的表面处理方法，该方法采用含铬酸和/或铬酸盐以及水溶性树脂和/或乳液树脂的处理液。但效果并不十分满意。在特公平3-49982号公开了一种用于防止熔融镀敷含锌金属钢板的表面变黑的方法，该方法是用含有Co离子和/或Ni离子的处理液来处理以使这些金属附着在该钢板的表面上，然后再用铬酸盐来处理该钢板表面，从而防止其黑变。然而该方法至少要包含使用Ni和/或Co的镀敷处理以及用铬酸盐处理2个工序，甚至要包含有用Ni和/或Co的镀敷处理后再加以水洗的工序，这时一共包括3个工序。因此，如采用该方法，要使用原有的表面处理设备来进行是困难的。另外，最重要的一点是有充分的资料证明六价铬为有害元素，已被欧盟等国家在出口产品中明令禁止，必须被其它元素取代。