[发明专利]具有高耐蚀、高耐候和优异疏水性的用于镀锌钢板的无铬耐指纹涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于镀锌钢板的无铬耐指纹涂料，特别涉及一具有高耐蚀、高耐候和优异疏水性的用于镀锌钢板的无铬耐指纹涂料。该耐指纹涂料能在镀锌钢板表面形成一层疏水涂膜，该涂膜可以赋予镀锌钢板表面优异耐蚀性和耐候性的同时，又可形成良好耐酸性、耐碱性、耐黑变和加工性。

背景技术

镀锌钢板在建筑材料、家用电器、汽车部件等行业等得到广泛应用，随着这些行业的日益壮大，对耐指纹钢材的需求量也节节攀升。

为了避免镀锌钢板在运输和使用过程中被环境中氧气和水分等氧化腐蚀，研究人员最初采用在镀锌钢板表面涂覆一层含3价铬和6价铬双氧化态的、耐蚀性优良的致密的涂膜，这种无机耐指纹涂膜在比较温和的条件下，具有短期的防锈性，但是在长期或者恶劣的条件下耐蚀性不佳，而且这层涂膜硬而脆，涂膜在客户加工时很容易发生断裂或者脱落，从而大大降低了其耐蚀性能。

因此，研究人员开发了在铬酸盐涂膜上形成薄膜型有机复合膜的处理技术。这种处理工艺主要分为两步法和一步法。两步法是指在铬酸盐涂膜上，再涂上一层由有机树脂和胶态二氧化硅组成的耐指纹液，有机树脂包括聚乙烯类、丙烯酸类、环氧类和聚氨酯类等。一步法是指在铬酸盐耐指纹液中直接加入有机树脂，在镀锌钢板上直接形成复合涂层。上述有机无机复合涂膜可以满足客户各方面的性能要求，但涂料中含有六价铬，其属于极毒物质，具有强烈的致癌性，出于环保的考虑，其受到越来越严格的限制，大部分行业及出口产品已经禁用。

开发集耐指纹性、耐蚀性、自润滑性等多种功能于一体的环保型的耐指纹涂料成为当前主流的研究方向。近年来，无铬耐指纹涂料技术得到了飞速的发展。

在特开平08073775中提出了含有2种互不相同且可以互相反应的硅烷偶联剂组成的金属表面处剂，可以赋予涂膜较好的耐蚀性。

在专利EP1426466A1中提出了一种将阳离子型或非离子型的聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂及聚酰胺树脂及特定结构的树脂和Zr、Ti、V、Mo、W及Ce的化合物与水配合而构成，其可以提供优良的耐蚀性、耐碱性和耐指纹性。

在专利CN200510027157中提出了在水性聚氨酯树脂中加入含磷化合物、钒化合物、氟代酸以及硅烷形成的耐指纹涂膜，其具有优异的耐蚀性、耐碱性和耐化学品性。

日本特开平2006‐272767专利提出一种使用有机树脂和含磷化合物、金属架桥剂、有机蜡以及硅溶胶组成的涂膜来涂装金属板，所得的金属板具有良好的耐蚀性、润滑性、加工性以及涂装性。

目前的无铬耐指纹涂膜具有良好的耐蚀性、耐指纹性、耐碱性、自润滑性、加工性等性能，已经取代了大部分的有铬耐指纹涂料，广泛应用于家电、汽车等行业。但对于用于户外的镀锌钢板来说，其使用环境更加恶劣，要经受各类苛刻环境的考验，普通的无铬耐指纹涂料无法满足户外使用的要求。因此涂膜不仅需要具有普通无铬耐指纹涂料所具有的耐指纹性、自润滑性、加工性等性能，还应该具备更好的耐蚀性能和耐候性能，使涂膜耐受高低温，不产生裂纹，优异的疏水性更好地隔绝水分，对抗雨痕污物所形成的污渍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高耐蚀、高耐候和优异疏水性的用于镀锌钢板的无铬耐指纹涂料，使镀锌钢板可以满足户外使用的各种恶劣环境，通过长期探索和研究，结果发现使用有机树脂、无机金属盐、硅烷、硅溶胶及特殊功能助剂，最终形成的涂膜不仅具有耐碱性、耐黑变性和加工性，更具有优异的耐蚀性、耐候性和疏水性。

为了获得上述性能的耐指纹涂膜，本发明采用如下的技术方案：

具有高耐蚀、高耐候和优异疏水性的用于镀锌钢板的无铬耐指纹涂料，其特征在于：该无铬耐指纹涂料水溶液组成包括:

(A)至少两种或两种以上的水性树脂，其所占重量百分比为无铬耐指纹涂料总固含量的30‐80重量％；

(B)至少一种水性交联剂,其所占重量百分比为无铬耐指纹涂料总固含量的1‐10重量％；

(C)至少一种有机硅烷偶联剂，其所占重量百分比为无铬耐指纹涂料总固含量的5‐40重量％；

(D)至少一种含钒的化合物，其所占重量百分比为无铬耐指纹涂料总固含量的0.1‐2重量％；

(E)钛、锆中的至少一种元素的化合物，其占重量百分比为无铬耐指纹涂料总固含量的0.1‐5重量％；

(F)至少一种有机蜡化合物，其所占重量百分比无铬耐指纹涂料为总固含量的0.5‐10重量％；

(G)至少一种有机硅改性硅溶胶，其所占重量百分比为无铬耐指纹涂料总固含量的1‐30重量％；