[發明專利]一種鍍鋅鋼板表面處理劑和一種鍍鋅鋼板及其制備方法

有效

• 申請號: 200810207880.4
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN101760736A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 萬軍軍;張曦霖;凱文·米戈爾
• 申請（專利權）人: 漢高(中國)投資有限公司
• 主分類號: C23C22/02
• 分類號: C23C22/02;C09D175/04;C09D133/04;C09D163/00;C09D167/08;C09D171/08;C09D133/26;C09D133/02;C09D183/04;C09D5/08
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 薛琦;朱水平

技術領域

本發明涉及一種鍍鋅鋼板表面處理劑及其制備方法，和一種鍍鋅鋼板及 其制備方法。

背景技術

為防止鋼板表面遭受腐蝕，延長其使用壽命，通常在鋼板表面涂覆一層 金屬鋅。這種涂鋅的鋼板稱為鍍鋅鋼板。

對于剛剛制得的鍍鋅鋼板，有時需要立即對其作“鍍后表面處理”，為后 續成型或涂敷涂料等工藝作表面準備，同時也為后續操作、儲存和運輸過程 中為鍍鋅鋼板提供短期保護。目前，許多表面處理工藝已應用于工業中，如 磷化、鉻酸鹽化、涂油以及它們的變種和組合。

鉻酸鹽化從上世紀30年代開始應用于工業界，一度成為鍍鋅鋼板后表 面處理使用最廣泛的工藝。鉻酸鹽化可提供短期防銹和防蝕保護，其過程為， 鉻酸、鉻鹽和無機酸的水溶液在金屬表面上產生薄的轉化層，金屬與溶液之 間的化學反應引起金屬溶解，并形成含有復雜的鉻和金屬化合物的保護膜。 該方法的工藝簡單，成本低，抗蝕性能好。但是涂膜中的含鉻化合物，特別 是六價鉻元素，對人體及環境都有嚴重危害。

為了尋求對環境友好的工藝，近年來多種無鉻有機或無機表面處理技術 得到發展，如含金屬鉬、釩或鋯的無機化學轉化膜體系、聚合物水分散體- 二氧化硅體系和聚合物水分散體-硅酸鹽體系等等。

目前，將含硅有機-無機納米雜化材料引入到鍍鋅板的表面處理工藝是 研究的熱點之一。硅烷被用來作為金屬表面的防腐蝕的處理劑的研究由來已 久，如：U.S.Patent?No.20030049486A1，US20050058843A1與EP?1153089B1 通過引入一種含有乙烯基硅烷與含有烷基的硅烷組合物處理金屬(主要是 鋅)的表面，US6955728B1則通過用一種含有酰氧基硅烷的處理劑來處理鋅 的表面。CN?1887449A與CN?1887451A則將硅烷、水溶性聚合物以及含釩 化合物的組合物作為鍍鋅鋼板的表面處理劑，使鋼板表面有耐堿性和耐溶劑 性。但這些表面處理劑或者防腐蝕效果不理想，或者含有有毒重金屬元素， 因此，亟待尋求具有同樣優異的防腐蝕性能和更加符合環保要求的鍍鋅鋼板 表面處理劑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了克服現有的鍍鋅鋼板表面處理劑防 腐蝕效果不理想，含有有毒重金屬的缺陷，而提供一種具有各種優異性能、 且不含有毒重金屬元素的鍍鋅鋼板表面處理劑及其制備方法，以及一種涂覆 該表面處理劑的鍍鋅鋼板及其制備方法。

本發明的鍍鋅鋼板表面處理劑含有：A、含環氧基的硅烷衍生物，B、 含烷基的硅烷衍生物，C、烷氧基硅烷衍生物，以及D、下述三種中的一種 或多種：陽離子聚合物水分散體、非離子聚合物水分散體和水溶性聚合物。

成分A：所述的含環氧基的硅烷衍生物是指分子結構中含至少一個環氧 基的硅烷類化合物，較佳的為如式I所示的化合物，最優選縮水甘油醚丙基 甲基二甲氧基硅烷、縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷和縮水甘油醚乙基三乙酰 基硅烷中的一種或多種，所述的含環氧基的硅烷衍生物的含量較佳的為 20～45％，更佳的為20～35％，最佳的為20～25％；百分比為其質量占A、B、 C和D總質量的百分比。

式I

其中，Y為C₁-C₆的亞烷基；R為C₁-C₆烷基；X為C₁-C₄烷氧基或C₂-C₄酰 氧基；n為0或1。

成分B：所述的含烷基的硅烷衍生物指分子結構中含至少一個烷基的硅 烷類化合物，較佳的為如式II和/或式III所示的化合物，優選甲基三甲氧基 硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、1，2-二-三乙氧基硅基乙烷。 所述的含烷基的硅烷衍生物的含量較佳的為15～45％，更佳的為15～35％，最 佳的為15～25％；百分比為其質量占A、B、C和D總質量的百分比。

式II????????????????????????????????式III

其中，R和Z獨立的為C₁-C₆烷基；M為C₁-C₆亞烷基；X為C₁-C₄烷氧基 或C₂-C₄酰氧基；n為0或1。