[发明专利]一种可提供深加工性能的三价铬钝化液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可提供深加工性能的三价铬钝化液及其制备方法，该钝化液由水和以下主要成分组成：（A）至少含一种二足硅烷的硅烷水解溶液，（B）有机树脂的水性分散体或乳液，（C）水溶性三价铬盐，（D）磷酸或磷酸盐，（E）有机酸和（F）复合润滑剂。经过该钝化液处理的镀锌板可直接进行各类加工成型而无需涂敷机加工油。省略涂油工序不仅为板材加工用户提供了绿色环保的生产环境，同时也帮助用户节省了生产成本并提高了生产效率。本发明还公开了上述钝化液的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种可提供深加工性能的三价铬钝化液及其制备方法。

背景技术

作为传统六价铬钝化液的替代产品，具有高性价比的环保三价铬钝化液已经广泛用于镀锌卷钢行业。在连续镀锌线上，三价铬钝化液通过辊涂的方式涂覆到新鲜的镀锌板面上，钝化液中的有效成分通过溶解沉淀(转换膜)的反应原理在锌层表面形成致密且难溶于水的钝化层。该钝化层为镀锌板提供了优异的防护性能。

近来，为了进一步响应环保要求，镀锌板材加工用户希望在不影响生产效率的情况下，三价铬钝化板可提供更多的便利性能，比如不涂油即可直接进行加工的钝化板。一方面，省略涂油工序可以解决与环境污染相关的问题，如加工后涂油板的清洗和废油处理，为工人们创造一个健康的绿色环保的生产环境。另一方面，工序简化也有助于节省生产成本和提高生产效率。

发明内容

本发明的目的在于满足镀锌板材加工用户对于三价铬钝化板多功能化的要求，提供一种兼具优异耐蚀性和深加工性的三价铬钝化液及其制备方法和用途。

本发明的技术解决方案是：

一种可提供深加工性能的三价铬钝化液，其特征在于，以重量百分比的组分组成：

本发明中使用的组分(A)中的二足硅烷可选用1,2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷，1,2-双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷,双3-(三甲氧基甲硅烷基)丙胺,双3-(三乙氧基甲硅烷基)丙胺4,4'-双(三乙氧基甲硅烷基)-1,1'-联苯中的一种或几种。

本发明中使用的组分(A)中的传统硅烷，即硅烷偶联剂，可选γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，γ-巯丙基三甲氧基硅烷，正硅酸乙酯和正硅酸甲酯等的一种或者几种。

二足性硅烷分子式为，(RO)3Si(CH2)nR’(CH2)nSi(OR)3,(其中，OR为可水解的硅烷酯(ester)，n＝0,1,2,3…)。一个二足硅烷分子具有2个硅原子和6个可以水解的硅烷酯。硅烷酯水解后产生硅氧基团(Si-OH)。在完全水解的状态下，一个水解的二足硅烷分子可获得6个硅氧基团。相比之下，一个硅烷偶联剂分子(R’(CH2)nSi(OR)3)通过水解只可获得3个硅氧基团。

这些硅氧基团和金属表面的水合氧化层结合，形成可提供优异附着力的共价键Si-O-Me，Me指金属)。必须注意的是，Si-O-Me共价键在水性的腐蚀环境中(如湿热，盐雾等)也可以水解。如果金属表面上大量共价键水解，则可导致附着力的丧失。由于二足硅烷在金属表面可形成更高密度的Si-O-Me共价键，因此二足硅烷的抗水解能力远远好于传统硅烷。有理论计算表明，二足硅烷的抗水解性是传统硅烷的10,000倍[1]。二足硅烷的这种独特优势，有助于保持金属表面高分子涂层或粘合剂底漆的在水性腐蚀环境中的附着力，从而提高了整个体系的“湿”耐久性。

传统的无机三价铬膜钝化膜较脆，在机加工的过程中镀锌板上的钝化膜容易发生脆裂，导致其耐蚀性能变差。在三价铬钝化液里添加二足硅烷的目的是为了进一步致密钝化膜，提高其加工过程中钝化膜的抗破损能力。