[发明专利]一种镀锌钢板表面用有机复合皮膜

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，特别涉及冶金领域中的镀锌钢板表面用有机复合皮膜。

背景技术

镀锌钢板及铝板等金属材料在汽车，建材及家电行业等领域被广泛使用。但是，由于这些金属材料所采用的锌和铝在大气中被腐蚀后，即生成被称为白锈的腐蚀生成物，因此会导致金属材料外观质量下降，甚至会对上涂层涂装附着性带来负面影响。为了改善涂装附着性及耐蚀性，一般都会在金属材料表面使用主要含有铬酸，重铬酸或其他盐类的处理液进行处理。

然而，因金属材料表面处理所使用的铬酸盐处理液中的6价铬对人体有直接危害，而且，含有6价铬的废水排放时必须按照水质污浊防止法的规定进行特别处理，另外，铬酸盐处理过的金属材料由于含有铬，被废弃后无法再利用，随着近些年来环保意识的提高，这些原因都为铬酸盐处理液的使用带来了障碍。

另一方面，作为铬酸盐处理以外的表面处理方法，采用含有(含有多价酚羧酸的)单宁酸的表面处理剂处理。使用单宁酸的水溶液对金属材料进行处理，通过单宁酸和金属材料的反应形成保护皮膜，可以阻挡腐蚀物质的侵入，提高了耐蚀性和涂装附着性。然而，近几年，随着产品的高质量化，皮要求膜自身的高耐蚀性及上涂层涂装附着性，因此，使用单宁酸单独或和无机并用所得的皮膜，其耐蚀性还不充分，目前还不可能实用化。所以，作为能够提高这些性能的处理方法，特开昭53-121034号公报上发布了将含有水分散性二氧化硅和醇酸树脂，三烷氧基硅烷化合物的水溶液涂敷于金属表面，干燥后形成被覆皮膜的方法。

还有使用羧基二吡咯基甲酮化合物诱导体所形成的水溶性树脂，以达到赋予金属材料耐蚀性目的的表面处理方法，及使用羧基苯乙烯化合物的水溶液及水分散性重合体赋予金属材料耐蚀性的方法，发布了特开昭57-44751号公报及特开平1-177380号公报等。

然而，无论上述哪种方法都无法替代铬酸盐，形成具有高耐蚀性和涂装附着性的皮膜。作为这个问题的解决方法我们在特开平11-106945号公报上提议使用以2价以上的金属离子和酸、有机硅烷偶合剂及水溶性重合物组成的处理剂处理过的镀锌钢板。然而现实中，上述问题仍未解决。同时，在将钢板用于家电产品时，很多时候都会给形成了这些皮膜的钢板进行粉体涂装或溶剂涂装，如果这些粉体涂装或溶剂涂装的附着性很差的话，使用时可能会引起涂膜剥落，进而导致产品价值下降。同时，如果钢板自身的耐蚀性不完全的话，会在涂膜下进行腐蚀，同样会造成涂膜剥落。这样的情况下，必须进行产品的更换或修补等，使经济上的负担变大。因此，亟需实施过表面处理的镀锌钢板要有优异的耐蚀性及与粉体涂装、溶剂涂装附着性。

发明内容

本发明的目的是提供一种镀锌钢板表面用有机复合皮膜，通过改善该皮膜的化学成分，生产出具有优异耐蚀性，上涂涂装附着性，乃至耐黄变性，耐溶剂性的镀锌钢板表面用有机复合皮膜。

本发明实现上述目的的技术方案是：一种镀锌钢板表面用有机复合皮膜，包括如下重量百分配比的化学元素：Ti：0.1～1.0％，P：0.05～0.5％，Si：5～15％，玻璃转移温度在50～100℃的聚氨酯树脂：30～50％，其余为水。

在本发明技术方案中，原料一般采用含有钛，磷，硅元素的钛化合物，磷化合物和硅化合物；以及玻璃转移温度在50～100℃的聚氨酯树脂。本发明的钛化合物，没有特别的限制，例如氟化钛及其盐，硼化钛，硫酸钛，氮化钛，磷酸钛等，还有酰化钛，草酸氧钛，钛酸乙二醇，四异丙氧基钛，1，3-丙烷二羟基重钛(乙基乙酰乙酸盐)，双(丙烯酰基羟基)异丙氧基异硬脂酰羟基钛(IV)，异丙氧基三-n-辛基羟基钛(IV)等。钛化合物可以起到聚氨酯树脂等的金属硬化剂作用，能提高有机复合皮膜的耐蚀性等。钛的混合量希望占有机皮膜中的0.1～1.0％的范围为佳。0.1％以下，硬化剂的效果降低，有机复合皮膜的性能提高上有困难；如果超过1.0％，则效果反应过剩，由于皮膜过硬，有可能使加工性和上涂涂装附着性下降。