[发明专利]一种彩涂前处理用环保钝化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于彩色涂层钢板技术领域，涉及一种彩涂前处理用环保钝化剂及其制备方法。

背景技术

随着彩涂板应用的广泛普及，尤其是家电彩涂板在家电行业应用比例的不断扩大，彩涂板的使用寿命和耐腐蚀性能越来越成为用户关注的焦点。影响彩板使用寿命的一个显著影响因素就是前处理钝化工艺，目前彩涂板生产的前处理钝化主要存在以下几方面问题：

(1)存在环保问题。近年来，国内外环保意识的不断增强，消除公害已经成为各国政府进行环境保护的首要问题，欧洲2006年开始实施的RoHS指令中明确提出了有害、有毒物质(铅、镉、汞、Cr(VI)、PBB、PBDE)在进口商品中的限制范围，国内外对铬酸盐的使用和废水排放做出立法限制。由于铬酸盐钝化工艺在彩板的耐腐蚀性能方面存在较大优势，彩涂前处理钝化还普遍采用含Cr(VI)处理剂，由于Cr(VI)具有较大毒性，对环境具有较大破坏性。例如：马鞍山钢铁股份公司的“一种多用途彩涂板及其制备方法”CN200610041448.3采用的前处理钝化剂为汉高公司的Bonderite 1402w，为六价铬酸盐处理剂。

(2)耐腐蚀性能不好。对于户外应用与的建筑彩涂板及冰箱、洗衣机等冷湿家电外壳的家电彩涂板，耐腐蚀性能是其非常重要的性能指标，除铬酸盐钝化具有较好的耐腐蚀性能外，目前使用的环保钝化剂在耐蚀性能上均不够理想，不能满足用户对耐蚀性能的要求，例如：目前性能较好的日本帕卡公司环保钝化液其250小时SST腐蚀蔓延距离的最好结果为3.5mm，不能满足腐蚀蔓延距离≤3mm的要求。

(3)漆膜附着力不好。彩涂钝化膜层的一个最主要功能就是分别与涂层和基板结合，为基板与涂层提供良好的结合力，现有技术中钝化成膜物质中普遍采用水溶性有机树脂复配硅溶胶，与基板的结合力不强，不能很好地满足漆膜与基板之间良好的结合要求，表现为冲击和T-弯性能下降，加工和使用过程中常有脱漆现象发生。目前检索到的专利绝大部分涉及的都是镀层耐腐蚀方面的钝化、转化膜处理工艺，由于彩板涉及钝化膜层与漆膜之间的结合力，因此，适合彩涂板生产用的钝化剂较少。例如：CN200710010022.6镀锌板无铬钝化液，该发明是一种用于处理镀锌板表面的环保型镀锌板无铬钝化液，其技术要点是：将一定量入水中按照顺序依次加入一定量的树脂、钼酸铵、磺酸聚马来酸酐和铁，搅拌直到全部溶解为止。

综上所述，目前的彩涂板在环保性、耐腐蚀性、漆膜附着力等方面均存在一定的问题和不足，需要一种既具有良好的耐腐蚀性能又同时为漆膜与基板提供良好结合力、满足彩板T-弯、反向冲击性能要求的环境友好型钝化剂。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种彩涂带钢生产中使用的前处理环保钝化剂及其制备方法，该钝化剂能够增加彩板涂层与基板之间的附着力，提高彩涂板的耐腐蚀性能。

本发明，一种彩涂带钢生产用前处理环保钝化剂，其成分按质量百分数计包括：水溶性环氧树脂1.0％～10.0％，有机硅氧烷1.0％～10.0％，可溶性钼酸盐0.5％～5.0％，纳米硅溶胶2.0％～10.0％，可溶性钨酸盐0.5％～5.0％，余量为水。

所述的水溶性环氧树脂为环氧丙烯酸改性树脂，相对分子量20000～40000。

所述的有机硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)或γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)的一种或两种混合。

所述的可溶性钼酸盐为钼酸铵。

所述的可溶性钨酸盐为钨酸铵。

所述的彩涂带钢生产用环保钝化剂，其制备方法包括如下步骤：

用浓度为20％～60％(V/V)的乙醇水解有机硅氧烷；

将水解后的有机硅氧烷与水溶性环氧树脂混合均匀，在75～82℃反应20～40min，形成溶液A；

分别将钼酸盐和钨酸盐溶于去离子水中，搅拌均匀后加入粒度范围为10～20nm的纳米硅溶胶，边加边搅拌，形成溶液B；

将溶液A与溶液B充分混合，搅拌均匀，使用硝酸或氨水调节混合后溶液的pH值到6.5～7.5之间。

使用时可根据产品对耐蚀性能的需求适当调整钝化膜重，通过添加适当比例去离子水的方法调节钝化剂浓度、按适当的比例添加并不断搅拌，并采用顺涂的方式涂于带钢表面。膜重的测量可通过单位面积内特征元素(Mo)总质量的测量进行表述，单位mg/m²(单面)。