[发明专利]有机与无机复合涂层和具有该涂层的钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机与无机复合表面透明涂层、具有该表面透明涂层的耐指纹电镀锌钢板及其制造方法，其中该有机与无机复合的表面透明涂层组成简单，耐指纹性好，并可取代以铬酸盐进行表面钝化的方式，对于环境亲合性佳；且该表面透明涂层形成后的钝化膜均匀致密，与电镀锌钢板结合力强，延展性高，并具有良好的抗蚀、抗黑变能力，使得该电镀锌钢板能适用于后续加工以提升家电、办公用产品等相关产业的使用效率。

背景技术

由于电镀锌层可提高钢板抗腐蚀的能力，因此近年来，电镀锌钢板在各领域行业得到了广泛的应用，如电器用品、办公用品等。但在潮湿环境中，只具有单一电镀锌层的钢板仍容易发生腐蚀，致在表面形成白色的氧化腐蚀产物，除影响外观之外，并降低电镀锌钢板的使用寿命。在先前技术中，最广泛使用并提高电镀锌层抗蚀能力的方法，为表面六价铬钝化，此方法实施简单、成本低、抗蚀效果好。

但值得注意的是，六价铬为会严重污染环境的物质，若使用六价铬以进行电镀锌钢板表面钝化处理，可能导致危害；且在生产过程中，若工人与其接触，而影响身体健康，而生产后含有大量六价铬的废液排出，也势必会危害环境，而不符环保要求。因此欧美先进国家，早已制定了禁止在电镀锌钢板表面使用六价铬钝化的相关法规。在此背景下，开发一种具有优良抗腐蚀效果与环境亲合性的电镀锌钢板的表面钝化液是十分必要的。

现有电镀锌层的无铬钝化技术为钝化磷酸盐钝化，主要是在电镀锌层表面并与锌形成离子结晶型态磷酸锌系皮膜，以提高其耐蚀性，用以取代现有技术的铬酸盐钝化。但该钝化磷酸盐的钝化技术只能在镀锌钢板表面生成（形成）一单层磷酸锌系皮膜，安定性与抗腐蚀能力明显不足，且亦有来自磷酸盐处理剂中金属离子的排水处理、污泥处理等问题。

随着人们对金属产品质量要求提高，除了要保有金属产品抗蚀能力外，还要防止表面留下指纹或污渍，耐指纹电镀锌钢板成为一种高附加价值的表面处理产品，且不含有对环境危害的六价铬物质。在已公开的国内外文献中，早期防指纹化技术一般是采用于镀锌层上再形成一特殊树脂层，而所用的特殊树脂大都为有机溶剂型的树脂涂层作钝化处理，然而有机溶剂型树脂涂层所排放的有机溶剂，亦会对环境造成影响，因此促使涂层由常用的有机溶剂型树脂转移至水性树脂涂层。由此，一种水性树脂涂料，直接由改性的丙烯酸系树脂作为电镀锌钢板的表面涂层钝化处理，但此树脂涂料虽有良好的耐指纹性，由于硬度过高，表面涂膜后不具延展性，对于电镀锌钢板的后续加工并不合适，如在冲压成型时易产生裂痕等；此外，单一树脂涂层，仍无法有效地抑制白锈的产生，其抗蚀、抗黑变能力效果不佳，无法有效地克服长期存放等问题。为进一步改善耐蚀性，近年来已有相关的研究及先前技术存在，该些先前技术大都为在水性树脂中加入不同的金属盐类系统以进行调制，如美国专利US 6,736,908揭示一特殊树脂涂层并含有Zr，Mo，W，Mn，Ti，及Ce等金属成份，但以该涂层成份而言，其具有成份复杂、制备不易等问题及缺点。

由上可知，上述先前技术尚难以符合实际使用的要求，因此在耐指纹电镀锌钢板及表面钝化处理涂层及制造方法的相关技术领域中，仍存在进一步改进的需要性。本发明乃是在此技术发展空间有限的领域中，提出一种耐指纹电镀锌钢板及表面钝化处理方法与技术，即一种纳米级有机与无机复合的表面透明涂层、具有该表面透明涂层的耐指纹电镀锌钢板及其制造方法，除具备耐指纹性质外，还兼具导电、抗蚀、抗黑变、高光泽、高延展性，以使电镀锌钢板达到美观、环保、以及后续可加工的特性，藉以提升耐指纹电镀锌钢板的使用功效及效率。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术所面临的问题，而提供一种有机与无机复合表面透明涂层、具有该表面透明涂层的耐指纹电镀锌钢板及其制造方法。其中该纳米级有机与无机复合的表面透明涂层的组成成份主要包含：水溶性/水分散系树脂、有机硅烷化合物、胺基酯类，有机金属系盐类、水性系蜡及去离子水；其中藉由该水溶性/水分散系树脂与有机金属系盐类反应，以在电镀锌钢板表面的电镀锌层上形成一有机与无机复合膜，藉以具有优异导电、抗蚀、耐指纹、抗黑变，及后续可加工的特性，且因本发明不含有六价金属铬离子，且不需经酸或碱处理，故能符合环保需求，藉此可提升耐指纹电镀锌钢板的使用效率。

为达成上述目的，本发明「有机与无机复合的表面透明涂层、具有该表面透明涂层的耐指纹电镀锌钢板及其制造方法」的一优选实施例中，该具有该表面透明涂层的耐指纹电镀锌钢板系包含：一电镀锌钢板基材及一有机与无机复合的表面透明涂层，其中该有机与无机复合的表面透明涂层涂覆于该电镀锌钢板的二主面的任一面或两面上。