[发明专利]一种三价铬钝化表面处理剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种三价铬钝化表面处理剂，属于金属材料表面处理技术领域。

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，这些金属材料所采用的锌和铝在大气中腐蚀会生成被称为白锈的腐蚀生成物，这些白锈具有使金属材料外观下降，甚至对上涂层涂装的附着性带来负面影响的缺点。

因此为了改善上述材料的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铬酸盐处理。

然而，近几年由于环保意识的提高，因金属材料表面处理中使用的铬酸盐处理液中的6价铬对人体有直接危害，故而对铬酸盐处理开始回避了。而且，含有6价铬的废水排放时必须按照水质污染防治法的规定进行特别处理，这相对企业而言无疑成为了增加成本的因素。还有，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，这已经成了社会性的问题。

另一方面，采用含有单宁酸或多价酚羧酸的表面处理剂对镀锌钢板及铝板表面进行处理，以作为铬酸盐处理的替代方法是众所周知的。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，由于可以阻挡腐蚀物质的侵入，认为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，对于皮膜自身的耐蚀性要求提高，同时还要求皮膜的上涂层涂装附着性，因此，单宁酸单独和/或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，日本专利特开昭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，日本专利特开昭57－44751号公报及特开平1－177380号公报公布了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，以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等。然而，无论上述哪种方法都无法形成能够替代铬酸盐皮膜，具有高耐蚀性和涂装附着性的皮膜。日本专利特开平11―106945号公报上公布了使用金属离子和酸、有机硅烷偶合剂及水溶性重合物组成的处理剂处理镀锌钢板，然而仍未解决上述问题。

同时，设置了这些皮膜的表面处理钢板，特别是被使用于家电产品时，为了体现不同的外观设计，很多时候都会给钢板进行粉体涂装或溶剂涂装，如果这些皮膜与这些涂装的附着性很差的话，使用时可能会引起涂膜剥落、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，经济上的负担变大。因此，现有技术急需一种用于镀锌钢板的表面处理剂，要求采用该表面处理剂进行表面处理的镀锌钢板具有优异的耐蚀性及与粉体涂装、溶剂涂装的良好附着性。

发明内容

本发明的目的是提供一种三价铬钝化表面处理剂，其含有三价铬及其他金属化合物和特定的硅烷化合物，使用其在金属材料表面形成的皮膜，具有优异耐蚀性、上涂涂装附着性、耐黄变性和耐黑变性等。

本发明的技术方案如下：

一种三价铬钝化表面处理剂，其包括：

(1)3.0～7.0重量％的三价铬化合物；

(2)0.1～1.0重量％的钴化合物；

(3)0.1～1.0重量％的锰化合物；

(4)10～18重量％的磷化合物；

(5)0.1～1.0重量％的有机酸，所述有机酸指的是碳氢氧元素组成的有机酸和含氟元素的酸；和

(6)2～10重量％的硅烷化合物，

其余为水。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

使用本发明的三价铬钝化表面处理剂在镀锌钢板表面形成的皮膜具有优异耐蚀性、上涂涂装附着性、耐黄变性和耐黑变性等，有效解决了现有技术中镀锌钢板的皮膜耐蚀性不高及上涂涂装附着性不佳的缺陷。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

具体实施方式

本发明提供一种三价铬钝化表面处理剂，可应用于金属材料的表面处理，特别是用于镀锌钢板的表面处理。

在本文中，由「一数值至另一数值」表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。

本发明的三价铬钝化表面处理剂包括：