[发明专利]一种燃油箱用单面电镀锌无铬表面处理钢板及表面处理剂

说明书

技术领域

本发明属于金属材料表面处理领域，涉及一种燃油箱用且具有优异抗汽油劣化液及良好加工性的单面电镀锌无铬表面处理钢板及其制造方法，以及处理该单面电镀锌无铬表面处理钢板的表面处理剂。

背景技术

燃油箱按其使用可分为摩托车燃油箱、汽车燃油箱和通用型燃油箱，其中摩托车燃油箱主要采用钢制油箱，汽车油箱则以塑料油箱和钢制油箱为主。由于汽车轻量化和成本降低的强烈需求，塑料燃油箱一度受到汽车制造商的青睐，这使得钢制油箱失去相当的市场份额，但随着汽车行业越来越严格的环保和安全法规的相继出台，钢制燃油箱的优势逐渐显现，环保、无铅、无铬、易加工、高耐蚀钢制燃油箱用材成为主要发展方向。目前市场使用的钢制燃油箱大体分为碳钢、不锈钢和铝合金三大类，其中碳钢冷轧板镀层产品使用最为广泛。碳钢镀层类产品的种类很多，包括热镀锌、热镀锌铁合金、热镀铝、热镀铅、热镀锡锌、电镀锌镍、电镀锌等碳钢镀层，新日铁、JFE和POSCO等公司对上述产品有一定涉猎。

新日铁采用热镀锡锌镀层汽车燃油箱用钢板材料(Ecokote)替代传统的铅锡镀层钢板，虽达到了耐腐蚀和高抗渗透性作用，但其为热镀锡锌层的钢板。

JFE的GT和GP牌号的燃油箱用电镀锌表面处理钢板，其中耐蚀性能燃油箱用材GT采用单面电镀锌镍加单面特殊处理，而高耐蚀性能燃油箱用材GP采用双面电镀锌加双面特殊处理。

中国专利CN1277640A公开了一种用于油箱的表面处理钢板及其制造方法，在镀有锌或锌系合金的镀层上进行铬酸盐皮膜和树脂涂层两涂两烘的工艺获得表面处理钢板，其中铬酸盐层以三价铬、磷酸、氟酸、硫酸、胶状硅和环氧基硅烷偶联剂为成膜主剂，在120℃-250℃金属温度下烘烤固化形成；树脂涂层由含苯氧基树脂、胶状硅和三聚氰胺树脂为基本树脂溶液，在160-250℃金属温度下进行烘烤固化形成。该表面处理钢板耐腐蚀性、耐化学性、耐燃料性及涂层附着性优良，但两涂两烘工艺相对复杂成本较高，并且铬酸盐表面处理不能满足使用无铬材料的环保要求。

中国专利CN101346493A公开了一种用于油箱的经表面处理的无Cr钢板及其制造方法，在锌基点镀钢板上采用无Cr皮膜和树脂涂层两涂两烘的工艺获得表面处理钢板，其中无Cr涂层以硅酸盐、硅烷偶联剂、钛的化合物、粘合剂树脂和磷酸酯为成膜主剂，在120℃-250℃金属温度下进行烘烤固化形成，树脂层由苯氧基树脂、三聚氰胺树脂、二氧化硅、金属粉和磷酸酯为基本的溶液，在190-250℃金属温度进行烘烤固化形成。该发明虽然考虑到燃油箱用材的环保性需求，但与中国专利CN1277640A一样采用两涂两烘制造工艺，且需要采用更高的固化温度，因此存在工艺复杂、生产设备要求高、能耗较大等制造成本高的问题。

中国专利CN102400076A公开了一种燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板及其制造方法，为锌锡合金的镀层产品，且在不进行镀层表面处理的情况下用于燃油箱的加工和使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃油箱用且具有优异抗汽油劣化液及良好加工性的单面电镀锌无铬处理钢板及其制造方法，以及处理该电镀锌无铬处理钢板的表面处理剂，以克服现有技术中存在的不足或缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明首先提供了一种具有优异抗汽油劣化液、良好耐盐雾腐蚀性能和优良加工性的单面电镀锌无铬表面处理钢板用无机水系表面处理剂，该表面处理剂能够稳定制造上述单面电镀锌无铬表面处理钢板。

一种单面电镀锌无铬表面处理钢板用无机水系表面处理剂，通过各组合物在水性介质中溶解或分散制成，其水溶液含有如下组分：

(A)含有Zn²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Ni²⁺、A1³⁺和Ca²⁺离子中至少一种的金属离子化合物，其金属离子在表面处理剂中的摩尔浓度为0.01～0.3mol/L；

(B)含有V⁴⁺的化合物和含有V⁵⁺的化合物中的至少一种钒化合物，其V元素在表面处理剂中的摩尔浓度为0.005～0.08mol/L；

(C)含有磷酸、焦磷酸、偏磷酸、有机磷酸及其铵盐中的至少一种化合物，其P元素在表面处理剂中的摩尔浓度为0.05～1mol/L；