[发明专利]镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂

说明书

技术领域：

本发明属于彩涂镀锌板的表面处理技术领域，尤其涉及一种提高镀锌板耐蚀性和涂装性的镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂。

技术背景：

彩涂板是当今世界钢铁企业板材深加工的终极产品，具有轻质、美观等特点及良好的防腐蚀性能，广泛应用于建筑、轻工、家电等行业。由于有机涂层具有使钢材与外界隔离的能力，故可延长钢材的使用寿命。但以现有涂料与涂装技术制成的有机涂层，往往存在微小的针孔，外界水分、蒸汽、氧及各种离子均能通过针孔渗透，当渗透至钢基与涂层的界面，并形成局部电池时，则使涂层钢材产生膜下腐蚀反应，从而使涂层表观出现失光、变色、粉化、细裂、开裂、鼓泡和锈斑等。彩涂板常用基板是镀锌板，为提高彩涂板的耐蚀性，在涂装前必须对镀锌板进行预处理。传统上使用的含有六价铬钝化液，由于具有很大毒性，已经不符合绿色环保理念的要求，因此环保型镀锌板彩涂预处理用水性表面活性剂的研究受到广泛关注。

对于无铬钝化液的研究，国内从上世纪90年代已经有相关文献的报道。文献“钼酸盐在表面处理工业中的应用”([J].电镀与涂饰，1994，13(3)：54-57)公开了利用钼酸钠为主成膜物质对镀锌板进行钝化，在一定程度上提高了镀锌板的耐蚀性。文献“锌镀层稀土钝化处理及其在氯化钠溶液中的溶解”([J].电镀与涂饰，1994，18(4)：1-5)报道将稀土溶液Ce(NO₃)₃、La(NO₃)₃和Pr(NO₃)₃涂敷在镀锌板的表面形成了一层钝化涂层。中国专利CN 101117710A公开了一种镀锌板钼酸盐钝化方法，该方法通过酸性浸饰和钝化实现了对镀锌钢板的钝化处理。这些钝化处理剂在镀锌板表面形成一层单分子钝化膜，虽然与锌层的附着力很好，但是由于无机钝化膜致密性不好，钝化膜很薄，因此耐腐蚀性较差。

近年来科研人员将目光转向有机物钝化膜的研究。中国专利CN 101137766A公开了一种钢板表面处理液配方，该配方由含氨基的硅烷偶联剂、含氨基的水性酚化合物，以含锆化合物和含氟化合物组成，完全无铬且显示出高的耐腐蚀性和优良的稳定性。美国专利(US Pat.，4341558，1997)公开了一种无铬合金表面处理剂，该处理剂由植酸、硅胶及钛或锆化合物组成，处理后的金属材料可不用水洗，直接于120℃干燥，最后涂醇酸树脂密胺漆，经盐雾实验发现，该有机涂层附着力和金属材料抗蚀性远优于常规的铬酸盐处理法。

有机树脂钝化是另一大类研究方向，利用树脂成膜的阻隔性能，阻止腐蚀性因素，如水汽、氧气等，与钢板基底接触，同时引入无机缓蚀剂提高其耐蚀性能。文献“纳米硅溶胶/丙烯酸复合防腐薄膜的研究”([J].材料保护，2005，38(1)：17-19)报道：将丙烯酸树脂与硅溶胶复合后在pH＝7～8时形成稳定的分散体系，浸涂在镀锌板上形成致密的交联网状膜，耐腐蚀性仍不能超过72h。文献“镀锌板复合钝化工艺的研究”([J].化学与生物工程，2010，27(1)：75-78)报道：苯丙乳液与植酸、有机硅烷、复合盐复合后形成钝化液，钝化后形成的钝化膜耐腐蚀性较好，经72h NSS处理后出现白锈的面积＜5％，但是在钝化液中浸涂60s，钝化时间较长，不利于工业生产要求。中国专利CN101250699A公开了一种镀锌板的有机树脂无铬钝化液及其制备方法。该专利以硅丙乳液为主成膜剂，辅以无机缓蚀剂和封闭剂，通过树脂阻隔层和硅化合物的引入，提高钝化层的耐蚀性并不会影响钝化后的涂覆处理。

发明内容：

本专利的目的在于克服现有彩涂预处理技术中使用含铬处理液的问题，提供一种绿色环保，预处理工艺简单，具有优异涂装性能的镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂。

本发明所提供的镀锌板彩涂预处理用水性表面处理剂组分及质量百分比如下：

组分                      质量百分比(％)

水性树脂                  20～60

有机硅烷                  1～5

无机缓蚀剂                0.5～2.5

封闭剂                    0.5～3

促进剂                    1～3

去离子水                  余量

所述的水性树脂为固体含量为28～30％、pH值为7.0～9.0的水性聚氨酯。

所述的有机硅烷是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。