專利名稱：一種彩涂前處理用環保鈍化劑及其制備方法
技術領域：
本發明屬于彩色涂層鋼板技術領域，涉及ー種彩涂前處理用環保鈍化劑及其制備方法。
背景技術：
隨著彩涂板應用的廣泛普及，尤其是家電彩涂板在家電行業應用比例的不斷擴大，彩涂板的使用壽命和耐腐蝕性能越來越成為用戶關注的焦點。影響彩板使用壽命的一個顯著影響因素就是前處理鈍化工藝，目前彩涂板生產的前處理鈍化主要存在以下幾方面問題(I)存在環保問題。近年來，國內外環保意識的不斷增強，消除公害已經成為各國政府進行環境保護的首要問題，歐洲2006年開始實施的RoHS指令中明確提出了有害、有毒物質(鉛、鎘、汞、Cr(VI)、PBB、PBDE)在進ロ商品中的限制范圍，國內外對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勢，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，對環境具有較大破壞性。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 ，為六價鉻酸鹽處理劑。(2)耐腐蝕性能不好。對于戶外應用與的建筑彩涂板及冰箱、洗衣機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，除鉻酸鹽鈍化具有較好的耐腐蝕性能外，目前使用的環保鈍化劑在耐蝕性能上均不夠理想，不能滿足用戶對耐蝕性能的要求，例如目前性能較好的日本帕卡公司環保鈍化液其250小時SST腐蝕蔓延距離的最好結果為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最主要功能就是分別與涂層和基板結合，為基板與涂層提供良好的結合力，現有技術中鈍化成膜物質中普遍采用水溶性有機樹脂復配硅溶膠，與基板的結合力不強，不能很好地滿足漆膜與基板之間良好的結合要求，表現為沖擊和T-彎性能下降，加工和使用過程中常有脫漆現象發生。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、轉化膜處理工藝，由于彩板涉及鈍化膜層與漆膜之間的結合力，因此，適合彩涂板生產用的鈍化劑較少。例如CN200710010022. 6鍍鋅板無鉻鈍化液，該發明是ー種用于處理鍍鋅板表面的環保型鍍鋅板無鉻鈍化液，其技術要點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為漆膜與基板提供良好結合力、滿足彩板T-彎、反向沖擊性能要求的環境友好型鈍化劑。
發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的是提供ー種彩涂帶鋼生產中使用的前處理環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。本發明，一種彩涂帶鋼生產用前處理環保鈍化劑，其成分按質量百分數計包括水溶性環氧樹脂1. 0 % 10. 0 %，有機硅氧烷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。所述的水溶性環氧樹脂為環氧丙烯酸改性樹脂，相對分子量20000 40000。所述的有機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用環保鈍化劑，其制備方法包括如下步驟用濃度為20% 60% (V/V)的こ醇水解有機硅氧烷；將水解后的有機硅氧烷與水溶性環氧樹脂混合均勻，在7 5 8 2 °C反應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，使用硝酸或氨水調節混合后溶液的pH值到6. 5 7. 5之間。
使用時可根據產品對耐蝕性能的需求適當調整鈍化膜重，通過添加適當比例去離子水的方法調節鈍化劑濃度、按適當的比例添加并不斷攪拌，并采用順涂的方式涂于帶鋼表面。膜重的測量可通過單位面積內特征元素(Mo)總質量的測量進行表述，単位mg/m2(單面)。本發明在增強彩涂板的耐腐蝕性能的基礎上，能夠明顯提高彩涂板的反向沖擊和T-彎性能，并且不含有對環境有害的六價鉻，具有環保作用。是生產環保彩涂板的必備前處理鈍化劑，尤其適合生產家電彩涂板。目前鞍鋼彩板生產過程中使用的鈍化劑主要還是六價鉻酸鹽，毎年彩板產量按12萬噸計算，將消耗12噸的純六價鉻，這些毒物最終將對環境造成巨大傷害，而采用環保鈍化劑生產彩板將消除這種六價鉻對環境的有害影響；其次，前處理鈍化對彩板的各項性能，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保鈍化工藝生產的彩板在T-彎和耐腐蝕性能方面不夠理想，耐鹽霧腐蝕性能方面，250小時劃叉試驗的腐蝕蔓延距離普遍超過4mm，不能滿足家電生產企業的最低性能要求，家電彩板在此方面迫切需要改迸。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進ー步說明用濃度50% (V/V)的こ醇水解有機硅氧烷，然后將水解后的有機硅氧烷與丙烯酸改性水溶性環氧樹脂(相對分子量20000)混合均勻，并在適當溫度(見實施例)條件下攪拌，反應一定時間(見實施例)，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，調節溶液的pH值到6. 5 7. 5之間，具體的配方及反應條件如下實施例1 :水溶性環氧樹脂1. 0% ;有機硅氧烷-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% ;反應溫度75°C ;反應時間40min ；實施例2 :水溶性環氧樹脂10. 0% ;有機硅氧烷-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% ;反應溫度80°C ;反應時間30min ；實施例3 :水溶性環氧樹脂5. 0% ;有機硅氧烷-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% ;反應溫度85°C ;反應時間20min ；實施例4 :水溶性環氧樹脂10. 0% ;有機硅氧烷-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% ;反應溫度80°C ;反應時間30min ；實施例5 :水溶性環氧樹脂10. 0% ;有機硅氧烷-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% ;反應溫度80°C ;反應時間30min ；彩涂板制備過程中，基板的脫脂和表調全部采用同樣處理條件，在180°C ±5°C的熱風中烘干50s后冷卻，進行涂漆和烘烤固化，涂料全部采用同一種家電彩板涂料，最后進行性能檢測。使用上述各實施例的彩板試樣性能見下表I。表I實施例與彩涂板性能關系表
權利要求
1.一種彩涂前處理用環保鈍化劑，其成分按質量百分數計包括水溶性環氧樹脂1.O % 10. O %，有機硅氧烷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.根據權利要求1所述彩涂前處理用環保鈍化劑，其特征在于所述的水溶性環氧樹脂為環氧丙烯酸改性類樹脂，相對分子量20000 40000之間。
3.根據權利要求1所述彩涂前處理用環保鈍化劑，其特征在于所述的有機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.根據權利要求1所述彩涂前處理用環保鈍化劑，其特征在于所述的可溶性鑰酸鹽為鑰酸銨。
5.根據權利要求1所述彩涂前處理用環保鈍化劑，其特征在于所述的可溶性鎢酸鹽為鎢酸銨。
6.一種根據權利要求1 5任意一項所述彩涂前處理用環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%的乙醇水解有機硅氧烷；2)將水解后的有機硅氧烷與水溶性環氧樹脂混合均勻，在75 82°C反應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,使用硝酸或氨水調節混合后溶液的pH值到6.5 7. 5之間。
全文摘要
本發明公開了一種彩涂前處理用環保鈍化劑及其制備方法，包括水溶性環氧樹脂1.0％～10.0％，有機硅氧烷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％的乙醇水解有機硅氧烷；將水解后的有機硅氧烷與水溶性環氧樹脂混合均勻，在75～82℃反應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節混合后溶液的pH值6.5～7.5。
文檔編號C23C22/68GK103031553SQ20111030318
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者徐承明, 王永明, 肖宇, 陳義慶, 張宇, 徐小連, 鐘彬, 李衛東, 侯選東 申請人:鞍鋼股份有限公司