[发明专利]一种无铬钝化液及热镀锌金属材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种无铬钝化液及热镀锌金属材料。

背景技术

热镀锌板厂为了防止镀锌板在运输过程中锈蚀，在出厂前都会在镀锌板表面涂敷一层防锈油膜。但是用户在使用热镀锌板时，要求裸用件具有优良的防腐性能，防止其腐蚀生锈而降低其使用寿命，所以用户必须采用使用钝化液进行表面防锈处理的镀锌板。

曾经使用最广泛的提高镀锌层耐蚀性的方法是铬酸盐钝化，该钝化方法工艺简单、成本低、抗腐蚀性能好。但是，由于该钝化方法涉及Pb、Cd、Hg、Cr⁶⁺、多溴二苯醚PBDE和多溴联苯PBB等多种严重污染环境的物质的使用和释放，故已被限制使用。

现有的镀锌层的无铬钝化技术主要包括钼酸盐钝化、稀土钝化、无机硅钝化、钛酸盐钝化和有机物钝化、硅烷偶联剂钝化、锆酸盐钝化等。

CN101701336A公开了一种环保的金属表面处理剂，其中含有氟离子化合物、钛化合物、硅烷偶联剂和纳米二氧化硅，该处理剂具有钝化功能，但实验证明，该处理剂的耐蚀性、耐水性、耐热性和耐指纹性较差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中无铬钝化液耐蚀性、耐热性和耐指纹性较差的缺陷，提供一种耐蚀性、耐水性、耐热性和耐指纹性较好的无铬钝化液。

本发明提供了一种无铬钝化液，该无铬钝化液由一种原料混合物混合均匀后得到，所述原料混合物含有硅烷偶联剂和水，其特征在于，该原料混合物还含有钛化合物、无机硅化合物、水溶性成膜剂以及单宁酸和/或植酸，其中，所述钛化合物为六氟钛酸、六氟钛酸铵、六氟钛酸钾、偏钛酸或硫酸氧钛中的一种或多种，所述无机硅化合物为纳米二氧化硅粉、硅溶胶和硅酸钠中的一种或多种。

本发明还提供了一种热镀锌金属材料，该热镀锌材料包括热镀锌金属基材和附着在该热镀锌金属基材上的涂层，其特征在于，所述涂层为上述无铬钝化液的固化产物。

本发明提供的无铬钝化液能够提供良好的耐蚀性、耐水性、耐热性和耐指纹性，并且具有优良的辊涂涂敷性能，钢板表面膜层均匀透明、没有出现发花、掉粉、龟裂的缺陷，可低温快速固化，而且该无铬钝化液的吨钢消耗量低。此外，该钝化液不含RoHS指令中规定的Pb、Cd、Hg、Cr⁶⁺、多溴二苯醚PBDE和多溴联苯PBB，其处理的镀锌板满足国际环保要求。

本发明提供的无铬钝化液的使用方法简单，成膜时间短，能够大幅度缩短热镀锌金属材料的制备时间，可以采用喷淋或辊涂方式进行生产热镀锌金属材料，也为镀锌板生产过程中省去了涂油工艺。

具体实施方式

一种无铬钝化液，该无铬钝化液可以由一种原料混合物混合均匀后得到，所述原料混合物可以含有硅烷偶联剂和水，其特征在于，该原料混合物还可以含有钛化合物、无机硅化合物、水溶性成膜剂以及单宁酸和/或植酸。

其中，所述钛化合物可以为六氟钛酸、六氟钛酸铵、六氟钛酸钾、偏钛酸或硫酸氧钛中的一种或多种。

所述无机硅化合物为纳米二氧化硅粉、硅溶胶和硅酸钠中的一种或多种。

所述原料混合物中，钛化合物的含量可以为1-20g/L，优选可以为2-10g/L。

所述原料混合物中，无机硅化合物的含量可以为3-40g/L，优选可以为5-20g/L。

所述原料混合物中，水溶性成膜剂含量可以为150-300mL/L，优选可以为150-250mL/L.

所述原料混合物中，单宁酸和/或植酸的含量可以为3-50g/L，优选可以为10-25g/L。

所述原料混合物中，硅烷偶联剂的含量可以为0.5-20mL/L，优选可以为10-20mL/L。

所述原料混合物中，所述无机硅化合物可以为纳米二氧化硅粉、硅溶胶和硅酸钠中的一种或多种。

其中，所述纳米二氧化硅粉的颗粒直径可以为10-50nm。

所述硅溶胶中二氧化硅的含量可以为20-30重量％。

所述硅酸钠的模数小于3。

所述水溶性成膜剂可以提高无铬钝化液的成膜性。根据本发明，所述水溶性成膜剂可以为具有交联成膜功能的各种水溶性成膜剂。优选情况下，所述水溶性成膜剂为水溶性聚氨酯树脂、丙烯酸树脂成膜剂、硅丙乳液和水溶性聚酯中的一种或多种。

所述水溶性聚氨酯树脂的重均分子量可以为10000-50000。所述丙烯酸树脂成膜剂的重均分子量可以为8000-10000。所述硅丙乳液的重均分子量可以为100000-150000。所述水溶性聚酯树脂的重均分子量可以为10000-12000。