專利名稱：一種彩涂前處理用環(huán)保鈍化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于彩色涂層鋼板技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種彩涂前處理用環(huán)保鈍化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著彩涂板應(yīng)用的廣泛普及，尤其是家電彩涂板在家電行業(yè)應(yīng)用比例的不斷擴(kuò)大，彩涂板的使用壽命和耐腐蝕性能越來越成為用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。影響彩板使用壽命的一個(gè)顯著影響因素就是前處理鈍化工藝，目前彩涂板生產(chǎn)的前處理鈍化主要存在以下幾方面問題(I)存在環(huán)保問題。近年來，國內(nèi)外環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，消除公害已經(jīng)成為各國政府進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的首要問題，歐洲2006年開始實(shí)施的RoHS指令中明確提出了有害、有毒物質(zhì)(鉛、鎘、汞、Cr(VI)、PBB、PBDE)在進(jìn)ロ商品中的限制范圍，國內(nèi)外對(duì)鉻酸鹽的使用和廢水排放做出立法限制。由于鉻酸鹽鈍化工藝在彩板的耐腐蝕性能方面存在較大優(yōu)勢(shì)，彩涂前處理鈍化還普遍采用含Cr (VI)處理劑，由于Cr (VI)具有較大毒性，對(duì)環(huán)境具有較大破壞性。例如馬鞍山鋼鐵股份公司的“ー種多用途彩涂板及其制備方法”CN200610041448. 3采用的前處理鈍化劑為漢高公司的Bonderite 1402 ，為六價(jià)鉻酸鹽處理劑。(2)耐腐蝕性能不好。對(duì)于戶外應(yīng)用與的建筑彩涂板及冰箱、洗衣機(jī)等冷濕家電外殼的家電彩涂板，耐腐蝕性能是其非常重要的性能指標(biāo)，除鉻酸鹽鈍化具有較好的耐腐蝕性能外，目前使用的環(huán)保鈍化劑在耐蝕性能上均不夠理想，不能滿足用戶對(duì)耐蝕性能的要求，例如目前性能較好的日本帕卡公司環(huán)保鈍化液其250小時(shí)SST腐蝕蔓延距離的最好結(jié)果為3. 5mm,不能滿足腐蝕蔓延距離< 3mm的要求。(3)漆膜附著力不好 。彩涂鈍化膜層的ー個(gè)最主要功能就是分別與涂層和基板結(jié)合，為基板與涂層提供良好的結(jié)合力，現(xiàn)有技術(shù)中鈍化成膜物質(zhì)中普遍采用水溶性有機(jī)樹脂復(fù)配硅溶膠，與基板的結(jié)合力不強(qiáng)，不能很好地滿足漆膜與基板之間良好的結(jié)合要求，表現(xiàn)為沖擊和T-彎性能下降，加工和使用過程中常有脫漆現(xiàn)象發(fā)生。目前檢索到的專利絕大部分涉及的都是鍍層耐腐蝕方面的鈍化、轉(zhuǎn)化膜處理工藝，由于彩板涉及鈍化膜層與漆膜之間的結(jié)合力，因此，適合彩涂板生產(chǎn)用的鈍化劑較少。例如CN200710010022. 6鍍鋅板無鉻鈍化液，該發(fā)明是ー種用于處理鍍鋅板表面的環(huán)保型鍍鋅板無鉻鈍化液，其技術(shù)要點(diǎn)是將一定量入水中按照順序依次加入一定量的樹脂、鑰酸銨、磺酸聚馬來酸酐和鐵，攪拌直到全部溶解為止。綜上所述，目前的彩涂板在環(huán)保性、耐腐蝕性、漆膜附著力等方面均存在一定的問題和不足，需要ー種既具有良好的耐腐蝕性能又同時(shí)為漆膜與基板提供良好結(jié)合力、滿足彩板T-彎、反向沖擊性能要求的環(huán)境友好型鈍化劑。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供ー種彩涂帶鋼生產(chǎn)中使用的前處理環(huán)保鈍化劑及其制備方法，該鈍化劑能夠増加彩板涂層與基板之間的附著力，提高彩涂板的耐腐蝕性能。本發(fā)明，一種彩涂帶鋼生產(chǎn)用前處理環(huán)保鈍化劑，其成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)包括水溶性環(huán)氧樹脂1. 0 % 10. 0 %，有機(jī)硅氧烷1. 0 % 10. 0 %，可溶性鑰酸鹽0. 5 % 5. 0 %，納米硅溶膠2. 0% 10. 0%，可溶性鎢酸鹽0. 5% 5. 0%，余量為水。所述的水溶性環(huán)氧樹脂為環(huán)氧丙烯酸改性樹脂，相對(duì)分子量20000 40000。所述的有機(jī)娃氧燒為氛丙基ニこ氧基娃燒(KH-550)或Y-疏丙基ニこ氧基娃燒(KH580)的ー種或兩種混合。所述的可溶性鑰酸鹽為鑰酸銨。所述的可溶性鎢酸鹽為鎢酸銨。所述的彩涂帶鋼生產(chǎn)用環(huán)保鈍化劑，其制備方法包括如下步驟用濃度為20% 60% (V/V)的こ醇水解有機(jī)硅氧烷；將水解后的有機(jī)硅氧烷與水溶性環(huán)氧樹脂混合均勻，在7 5 8 2 °C反應(yīng)2 0 40min,形成溶液A ；分別將鑰酸鹽和鎢酸鹽溶于去離子水中，攪拌均勻后加入粒度范圍為10 20nm的納米硅溶膠，邊加邊攪拌，形成溶液B ；將溶液A與溶液B充分混合，攪拌均勻，使用硝酸或氨水調(diào)節(jié)混合后溶液的pH值到6. 5 7. 5之間。

使用時(shí)可根據(jù)產(chǎn)品對(duì)耐蝕性能的需求適當(dāng)調(diào)整鈍化膜重，通過添加適當(dāng)比例去離子水的方法調(diào)節(jié)鈍化劑濃度、按適當(dāng)?shù)谋壤砑硬⒉粩鄶嚢?，并采用順涂的方式涂于帶鋼表面。膜重的測(cè)量可通過單位面積內(nèi)特征元素(Mo)總質(zhì)量的測(cè)量進(jìn)行表述，単位mg/m2(單面)。本發(fā)明在增強(qiáng)彩涂板的耐腐蝕性能的基礎(chǔ)上，能夠明顯提高彩涂板的反向沖擊和T-彎性能，并且不含有對(duì)環(huán)境有害的六價(jià)鉻，具有環(huán)保作用。是生產(chǎn)環(huán)保彩涂板的必備前處理鈍化劑，尤其適合生產(chǎn)家電彩涂板。目前鞍鋼彩板生產(chǎn)過程中使用的鈍化劑主要還是六價(jià)鉻酸鹽，毎年彩板產(chǎn)量按12萬噸計(jì)算，將消耗12噸的純六價(jià)鉻，這些毒物最終將對(duì)環(huán)境造成巨大傷害，而采用環(huán)保鈍化劑生產(chǎn)彩板將消除這種六價(jià)鉻對(duì)環(huán)境的有害影響；其次，前處理鈍化對(duì)彩板的各項(xiàng)性能，尤其是T-彎和耐腐蝕性能，具有顯著影響。家電彩板目前使用的環(huán)保鈍化工藝生產(chǎn)的彩板在T-彎和耐腐蝕性能方面不夠理想，耐鹽霧腐蝕性能方面，250小時(shí)劃叉試驗(yàn)的腐蝕蔓延距離普遍超過4mm，不能滿足家電生產(chǎn)企業(yè)的最低性能要求，家電彩板在此方面迫切需要改迸。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步說明用濃度50% (V/V)的こ醇水解有機(jī)硅氧烷，然后將水解后的有機(jī)硅氧烷與丙烯酸改性水溶性環(huán)氧樹脂(相對(duì)分子量20000)混合均勻，并在適當(dāng)溫度(見實(shí)施例)條件下攪拌，反應(yīng)一定時(shí)間(見實(shí)施例)，形成溶液A ;分別將鑰酸銨和鎢酸銨溶于去離子水中，攪拌均勻后加入納米硅溶膠，納米硅溶膠粒度為20nm ;邊加邊攪拌，形成溶液B ;最后將溶液A與溶液B充分混合，攪拌均勻，調(diào)節(jié)溶液的pH值到6. 5 7. 5之間，具體的配方及反應(yīng)條件如下實(shí)施例1 :水溶性環(huán)氧樹脂1. 0% ;有機(jī)硅氧烷-乙烯基三乙氧基硅烷1. 0% ;鑰酸銨5. 0% ;納米硅溶膠2. 0% ;鎢酸銨0. 5% ;反應(yīng)溫度75°C ;反應(yīng)時(shí)間40min ；實(shí)施例2 :水溶性環(huán)氧樹脂10. 0% ;有機(jī)硅氧烷-乙烯基三乙氧基硅烷5. 0% ;鑰酸銨3. 0% ;納米硅溶膠10. 0% ;鎢酸銨0. 5% ;反應(yīng)溫度80°C ;反應(yīng)時(shí)間30min ；實(shí)施例3 :水溶性環(huán)氧樹脂5. 0% ;有機(jī)硅氧烷-乙烯基三乙氧基硅烷5. 0% ;鑰酸銨3. 0% ;納米硅溶膠5. 0% ;鎢酸銨5. 0% ;反應(yīng)溫度85°C ;反應(yīng)時(shí)間20min ；實(shí)施例4 :水溶性環(huán)氧樹脂10. 0% ;有機(jī)硅氧烷-乙烯基三乙氧基硅烷10. 0%-M酸銨1. 0% ;納米硅溶膠5. 0% ;鎢酸銨3. 0% ;反應(yīng)溫度80°C ;反應(yīng)時(shí)間30min ；實(shí)施例5 :水溶性環(huán)氧樹脂10. 0% ;有機(jī)硅氧烷-乙烯基三乙氧基硅烷5. 0% ;鑰酸銨3. 0% ;納米硅溶膠3. 0% ;鎢酸銨2. 0% ;反應(yīng)溫度80°C ;反應(yīng)時(shí)間30min ；彩涂板制備過程中，基板的脫脂和表調(diào)全部采用同樣處理?xiàng)l件，在180°C ±5°C的熱風(fēng)中烘干50s后冷卻，進(jìn)行涂漆和烘烤固化，涂料全部采用同一種家電彩板涂料，最后進(jìn)行性能檢測(cè)。使用上述各實(shí)施例的彩板試樣性能見下表I。表I實(shí)施例與彩涂板性能關(guān)系表
權(quán)利要求
1.一種彩涂前處理用環(huán)保鈍化劑，其成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)包括水溶性環(huán)氧樹脂1.O % 10. O %，有機(jī)硅氧烷1. O % 10. O %，可溶性鑰酸鹽O. 5 % 5. O %，納米硅溶膠2.0% 10. 0%，可溶性鎢酸鹽O. 5% 5. 0%，余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述彩涂前處理用環(huán)保鈍化劑，其特征在于所述的水溶性環(huán)氧樹脂為環(huán)氧丙烯酸改性類樹脂，相對(duì)分子量20000 40000之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述彩涂前處理用環(huán)保鈍化劑，其特征在于所述的有機(jī)硅氧烷為氨丙基二乙氧基娃燒或Y-疏丙基二乙氧基娃燒的一種或兩種混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述彩涂前處理用環(huán)保鈍化劑，其特征在于所述的可溶性鑰酸鹽為鑰酸銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述彩涂前處理用環(huán)保鈍化劑，其特征在于所述的可溶性鎢酸鹽為鎢酸銨。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1 5任意一項(xiàng)所述彩涂前處理用環(huán)保鈍化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)用濃度為20% 60%的乙醇水解有機(jī)硅氧烷；2)將水解后的有機(jī)硅氧烷與水溶性環(huán)氧樹脂混合均勻，在75 82°C反應(yīng)20 40min，形成溶液A ；3)分別將鑰酸鹽和鎢酸鹽溶于去離子水中，攪拌均勻后加入粒度范圍為10 20nm的納米硅溶膠,邊加邊攪拌,形成溶液B ；4)將溶液A與溶液B充分混合,攪拌均勻,使用硝酸或氨水調(diào)節(jié)混合后溶液的pH值到6.5 7. 5之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彩涂前處理用環(huán)保鈍化劑及其制備方法，包括水溶性環(huán)氧樹脂1.0％～10.0％，有機(jī)硅氧烷1.0％～10.0％，可溶性鉬酸鹽0.5％～5.0％，納米硅溶膠2.0％～10.0％，可溶性鎢酸鹽0.5％～5.0％，余量為水。用濃度為20％～60％的乙醇水解有機(jī)硅氧烷；將水解后的有機(jī)硅氧烷與水溶性環(huán)氧樹脂混合均勻，在75～82℃反應(yīng)20～40min，形成溶液A；分別將鉬酸鹽和鎢酸鹽溶于去離子水中，攪拌均勻后加入粒度范圍為10～20nm的納米硅溶膠，邊加邊攪拌，形成溶液B；將溶液A與B充分混合攪拌均勻使用硝酸或氨水調(diào)節(jié)混合后溶液的pH值6.5～7.5。
文檔編號(hào)C23C22/68GK103031553SQ20111030318
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者徐承明, 王永明, 肖宇, 陳義慶, 張宇, 徐小連, 鐘彬, 李衛(wèi)東, 侯選東 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司