[发明专利]水系处理剂、镀锌钢材或镀锌合金钢材以及涂装镀锌钢材或涂装镀锌合金钢材

说明书

本发明能够提供尽管不含铬，但能够赋予优异的耐蚀性、耐碱性、耐酸性和成型加工部的涂膜密合性的水系处理剂。一种水系处理剂，含有：(A)锆化合物，(B)环氧树脂，(C)下述式[I]所示的含硅羟基化合物和/或其缩合物，(D)磷酸化合物和(E)4价的钒化合物，XY(Z)_nSi(OH)_3‑n (I)。锆化合物(A)的以Zr换算的质量与环氧树脂(B)的质量的质量比(B)/Zr为0.7～1.5，与含硅羟基化合物和/或其缩合物(C)的以SiO₂质量换算的质量比SiO₂/Zr为0.15～1.5，与磷酸化合物(D)的以P质量换算的质量比P/Zr为0.025～0.1，与4价钒化合物(E)的以V质量换算的质量比V/Zr为0.02～0.05。

技术领域

本发明涉及能够对具有镀锌和镀锌合金层的涂装钢板(也称作预涂钢板或后涂钢板)和后涂钢材赋予优异的耐蚀性、耐药品性(例如、耐碱性、耐酸性等)和成型加工部的涂膜密合性的水系处理剂，以及、具有通过所述水系处理剂得到的、耐蚀性、耐药品性和成型加工部的涂膜密合性优异的皮膜的镀锌钢材、镀锌合金钢材、涂装镀锌钢材和涂装镀锌合金钢材、和它们的制造方法。

背景技术

在家电、建材、汽车等产业领域中，广泛普及使用由钢板制造商预先甚至实施了涂装的钢板(预涂钢板)，通过切断、成型加工而制造产品的技术。对于需要保持外观设计性的涂装钢板，需要较高的涂膜密合性，以耐受最终使用者的苛刻的后加工。而且、能够耐受长期户外曝露的优异耐蚀性、能够耐受来自牲畜粪便、清洗剂等的碱性浓缩环境的耐碱性、能够耐受酸雨、清洗剂等的耐酸性都被认为是必要的。

代表性的涂装钢板的结构是，在实施了赋予涂膜密合性的处理后的镀覆钢板上被覆底漆涂膜和顶层涂膜这2层结构的有机涂膜。为了实现上述耐蚀性能，在赋予该涂膜密合性的处理中包含铬酸盐处理，而且以往在底漆涂膜中也使用含有铬系防锈颜料的涂料。但是，由于6价铬的环境污染问题，近年来强烈希望这些涂膜等的无铬化。虽然在家电领域等在温和条件下使用的室内用途中，无铬化不断发展，但在建材领域等在室外苛刻的条件下使用的面向室外的产品中，难以满足最终使用者的所有要求，目前的现状是无铬化尚未进行。

通常，涂装钢板的涂膜密合性是通过弯折加工试验进行评价的。但是，有时也要求在拉深成型加工试验等更苛刻的加工条件下的涂膜密合性。加工条件苛刻时，在涂膜密合性不充分时，从受到加工负荷的侧面部、端面部、损伤部等涂膜上起、剥离。对于苛刻的加工条件，要求非常高的加工部的涂膜密合性、涂膜的加工追随性，所以作为无铬处理适合使用以树脂作为主成分的处理剂。但是，由于面向室外，耐碱性、耐酸性、耐蚀性的要求水平高，所以在长期暴露于腐蚀环境时不能避免劣化的以树脂作为主成分的以往处理剂未必能够满足这些要求性能。

在涂装钢板中的镀覆层组成为锌主体的锌系时，如果实施加工，则由于镀覆层具有延展性，所以在加工时在镀覆层没有裂痕的情况下在镀覆层上形成的涂膜受到大应力。该应力成为涂膜剥离的原因，因此以镀锌和镀锌合金钢板作为基材的涂装钢板，要确保实施所述拉深成型加工等苛刻加工后的涂膜密合性就更为困难。

作为无铬涂装钢板，已经在例如专利文献1～3中公开了涉及含有硅烷偶联剂和/或其水解缩合物、水分散性二氧化硅、锆化合物等的无铬酸盐金属表面处理剂、或进而含有丙烯酸类树脂等水溶性树脂的金属表面处理剂的技术。根据这些技术，能够对钢材赋予优异的耐蚀性等。

专利文献4中公开了含有水和选自Mg、Co、Zr、Ni、Zn和Cu中的金属的碳酸盐、水分散性二氧化硅、以及特定的有机酸的表面处理剂。通过该表面处理剂能够提供涂膜的加工密合性、耐蚀性优异的表面处理钢板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2001-240979号公报

专利文献2:日本特开2001-316845号公报

专利文献3:日本国际公开第2004/005579号