[发明专利]表面处理液、表面处理方法及经表面处理的镀锡钢板

说明书

技术领域

本发明涉及钢板的表面处理，具体地说，本发明涉及镀锡钢板的表面处理。

背景技术

镀锡钢板作为一种金属包装材料，因其具有良好的耐腐蚀性能，通常应用于食品 或饮料等物质的包装，然而，由于罐内存在的物质如氧、硫、氯离子或酸根离子等， 腐蚀仍会缓慢发生。为了防止腐蚀的发生，传统上将镀锡钢板在铬酸或铬酸盐等含铬 的处理液中进行浸渍或电解处理，从而在锡层表面形成铬酸盐被膜。

在铬酸或铬酸盐处理液中进行浸渍或电解处理生成的被膜，能有效地防止锡氧化 物的生长，从而赋予了镀锡钢板优良的耐腐蚀性、抗硫化斑性，同时还具有优良的涂 料润湿性、漆膜附着性和加工性能等。但是，这种处理液中含有对环境不利的铬，而 且生产过程中含铬废水处理程序复杂且成本较高，因此，从环境安全角度来看，应该 将其取代。目前，对于罐用镀锡钢板生产无铬化的要求与日俱增。

关于罐用镀锡钢板表面的无铬化，中国专利申请号为01806287.3、发明名称为“表 面处理镀锡钢板及化成处理液”的专利文献中，公开了一种表面处理方法，即将镀锡 钢板在含有磷酸离子和锡离子的酸性溶液中添加硅烷偶联剂的化成处理液中进行浸渍 处理或电解处理，得到不含铬的镀锡板表面涂层。通过此方法得到的被膜，被认为具 有优良的涂漆附着性。但是，用于制罐的镀锡钢板不仅要有优良的涂膜附着性和耐腐 蚀性，在使用过程中，还应能抑制表面产生红色的硫化斑而影响外观，因此镀锡钢板 还应有优良的抗硫化斑性能。然而，与传统的经铬酸盐处理而成的被膜相比，现有的 无铬化表面处理技术还很难达到能与铬处理相媲美的耐腐蚀性和抗硫化斑性。

因此，为解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种用于镀锡钢板表面的不 含铬的表面处理液。本发明的另一个目的在于提供用这种表面处理液进行表面处理的 方法。本发明的再一个目的在于提供用这种表面处理液进行表面化学转化处理得到的 镀锡钢板，所述经表面处理的镀锡钢板具有优良的抗硫化斑性、涂料润湿性、涂膜附 着性及加工性能。

发明内容

本发明提供一种表面处理液，用于食品包装的镀锡钢板的表面处理，其特征在于， 所述表面处理液含有1～50g/L磷化合物；1～20g/L钒化合物；1～30g/L选自钼、锆、 钛、锰或钨金属化合物中的一种或多种化合物；1～10g/L具有羟基、羰基、羧基或磷 酸基中至少一种官能团的化合物中的一种或多种。

所述表面处理液，其中含有的磷化合物，包括但不限于磷酸、磷酸三钠、磷酸铵、 磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、焦磷酸钠、次亚磷酸钠、多聚磷酸钠、偏磷酸钠、磷酸氢 二钠等。

所述表面处理液，其中含有的钒化合物，包括但不限于偏钒酸、偏钒酸铵、多钒 酸铵、偏钒酸钠、氧基三氯化钒、二氯氧钒溶液、硫酸氧钒、硫酸钒、二氯化钒、原 钒酸钠、多聚钒酸铵等钒的化合价为2～5价的钒化合物选出的至少一种。

所述表面处理液含有钼、锆、钛、锰或钨中至少一种金属的化合物，其相关的无 机或有机的金属化合物，包括但不限于钼酸、钼酸铵、钼酸钠、钼酸钾、钼磷酸铵、 钼磷酸钠、硝酸氧锆、醋酸氧锆、硫酸氧锆、乙酸锆、碳酸锆铵、钛酸氧锆、乳酸锆、 硫酸氧钛、四氯化钛、草酸钛钾、过锰酸、过锰酸钾、磷酸二氢锰、硝酸锰、硫酸锰、 碳酸锰、醋酸锰、偏钨酸、偏钨酸铵、偏钨酸钠、磷钨酸钠、对钨酸、对钨酸铵、对 钨酸钠等。

所述表面处理液中含有具有羟基、羰基、羧基或磷酸基中至少一种官能团的有机 化合物，包括但不限于草酸、草酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、植酸、植酸钠、酒石酸、 酒石酸钠、葡萄糖、谷氨酸、苹果酸、单宁酸、抗坏血酸等。

所述表面处理液的pH值为2～7，优选3～5；使用温度范围为30～65℃，优选40～ 50℃。

本发明还提供所述表面处理液的表面处理方法，其特征在于，采用阴极直流电解、 先阴极直流电解后阳极直流电解、先阳极直流电解后阴极直流电解、先阴极直流电解 后阳极直流电解再加阴极直流电解的四种表面处理方法中的一种，阴极或阳极电流密 度为0.05～20A/dm²，处理时间为0.1～10秒。

本发明还提供经所述表面处理液处理得到的镀锡钢板，该镀锡钢板具有钢板基板、 镀锡层及被膜层，其特征在于，所述被膜层中含有磷、钒，还含有钼、锆、钛、锰或 钨金属元素中的一种或多种，所述被膜的厚度为0.1～200nm。