[发明专利]兼作底漆的水性涂装基底处理剂、表面处理金属材料及预涂金属材料

说明书

技术领域

本发明涉及在建筑材料、家电制品、汽车部件等使用的预涂金属材料领域中，即使不依靠底漆也能够赋予金属材料优良的涂膜加工粘附性、耐腐蚀性、耐化学药品性和耐硬币刮擦性的预涂金属材料用兼作底漆的水性涂装基底处理剂、使用该处理剂而得到的表面处理金属材料以及在其处理表面上形成表层被膜而得到的预涂金属材料。

背景技术

作为预涂金属材料，要求涂膜的加工粘附性、耐腐蚀性、耐化学药品性、耐硬币刮擦性、外观性等多种性能，因此，广泛使用在实施了基底处理的金属板上涂敷称为底漆的下层涂膜、并进一步涂敷着色的上层涂膜而得到的双涂层型预涂金属材料。在这种预涂金属材料中，通过实施基底处理来确保与金属板的粘附性，并通过使含有树脂及防锈颜料等的底漆存在于金属板与上层涂膜之间来赋予加工粘附性、耐腐蚀性、耐硬币刮擦性等。

作为预涂金属材料的基底处理，以往使用利用与金属材料表面的粘附性优良并赋予金属材料表面优良耐腐蚀性的含有铬酸、重铬酸或它们的盐作为主成分的处理液进行的铬酸盐处理，能得到优良耐腐蚀性的含有铬类防锈颜料的涂料也被广泛用作底漆。但是，从近年来对环境的考虑出发，目前，用其它交联性金属代替铬的无铬技术开始实用化。

另外，使用了以往的溶剂型涂料的双涂层在涂料的烘烤工序中产生大量挥发性成分，而且涂装、烘烤时耗费的工序数也多，对环境的负荷大。因此，不仅期望有机溶剂用量降低、涂料水性化，而且还期望涂膜薄膜化及工序缩短(单涂层化)等以实现省资源化、低成本化。

专利文献1中公开了一种单涂层型预涂钢板的制造方法，其中，在实施了化成处理的镀锌钢板上涂敷配合有聚酯树脂、三聚氰胺树脂固化剂、防锈颜料、有机高分子微粒等的涂料组合物，由此具有优良的加工性、耐腐蚀性、粘附性、耐冲击性、耐刮擦性。但是，存在如下问题：该涂料组合物中所含的防锈颜料降低了涂膜的美观性，并且无法对预涂钢板赋予多种多样的外观。另外，该涂料组合物涂敷在进行了铬酸盐处理的钢板上，脱离了时代的要求。

专利文献2中公开了一种成形加工性优良的单涂层预涂钢板的制造方法，其中，在实施了化成处理的镀锌类钢板表面涂敷以特定比例配合有聚酯树脂、环氧树脂、嵌段化多异氰酸酯化合物、三聚氰胺树脂固化剂等的溶剂型涂料组合物。但是，该涂料组合物也涂敷在进行了铬酸盐处理的钢板上，脱离了时代的要求，并且，在实施了包括铬酸盐处理在内的以往的化成处理的钢板上涂敷上述涂料组合物时，形成的有机被膜不含有防锈剂，因此，耐腐蚀性不充分。

专利文献3中公开了一种水性涂装基底处理剂，其中，以特定比例配合有树脂、硅烷偶联剂、平均粒径为1μm以下的微粒等。但是，该基底处理剂是用于双涂层型预涂钢板的，如果省略底漆，则被膜量少时耐腐蚀性不充分，被膜量多时不能得到涂膜的加工粘附性。

专利文献4中公开了一种金属表面处理剂，其中，含有硅烷偶联剂、水分散性硅石、锆化合物和/或钛化合物作为必须成分，并且可以进一步含有含硫羰基化合物和/或水溶性丙烯酸树脂。但是，该表面处理剂不是按照以单涂层得到耐腐蚀性的方式进行被膜设计，因此，以单涂层不能得到充分的耐腐蚀性。

专利文献5中公开了一种有机包覆处理金属板，其中，具有由含有水性树脂、交联剂、无机防锈剂、有机防锈剂等的金属表面处理剂形成的满足耐腐蚀性、耐碱性、耐溶剂性、耐损伤性、粘附性的全部性能的被膜。但是，该表面处理剂不是作为预涂钢板用基底处理剂而设计的，即使转用于预涂钢板用涂装基底处理，也不能实现预涂钢板所要求级别的涂膜加工粘附性。

专利文献6中公开了含有水性有机树脂成分、缩合磷酸钙、三聚磷酸铝、金属含氧酸盐以及磷酸或水溶性磷酸盐的预涂金属材料用兼作底漆的水性基底处理剂，其主旨是即使不使用铬酸盐类防锈颜料也能够得到耐腐蚀性、加工性优良的涂膜。但是，由该处理剂形成的被膜致密度、坚韧性不足，因此，耐硬币刮擦性、耐化学药品性不充分。

专利文献7中公开了一种涂装方法，其特征在于，在不实施化成处理的金属基材上涂敷含有丙烯酸化环氧树脂、防锈颜料的水性涂料组合物，能够形成具有与具备化成处理被膜的涂膜同样优良的粘附性的涂膜。但是，该涂料组合物不能实现预涂钢板所要求级别的涂膜加工粘附性，并且耐化学药品性也不充分。

专利文献8中公开了含有氨基甲酸酯树脂、特定有机化合物、锆化合物的金属表面处理剂及由该处理剂形成的具有优良耐腐蚀性、成形加工性、耐化学药品性、耐湿性的金属材料。但是，该表面处理剂是用于以无涂装状态使用的金属材料的防锈，即使转用于涂装基底被膜，也不能实现预涂钢板所要求的级别的涂膜加工粘附性、耐硬币刮擦性。