CN101629288B - 热镀铝锌板用钝化处理剂及其制备方法 - Google Patents

热镀铝锌板用钝化处理剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及热镀铝锌板用钝化处理剂及其制备方法，属于表面化学处理领域。本发明所解决的技术问题是提供了一种成本低且不污染环境的热镀铝锌板用钝化处理剂。本发明热镀铝锌板用钝化处理剂是由下述重量配比的物质制备而成：2～6份水溶性钼酸盐、4～12份水溶性锰盐、50～100份碱性硅溶胶、50～100份水溶性有机树脂。本发明热镀铝锌板用钝化处理剂不含铬等会对环境造成污染的重金属离子，有利于环境保护；其具有较低的成膜温度，耐蚀性较好，耐水性较好，为本领域提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。

Description

热镀铝锌板用钝化处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及热镀铝锌板用钝化处理剂及其制备方法，属于表面化学处理领域。
背景技术
由于热镀铝锌板具有优良的耐蚀性和抗高温氧化性，其使用领域正逐步由建筑材料领域向更高层次领域如：家用电器等领域发展。在潮湿的环境中，铝锌合金层易发生腐蚀，使其表面产生白锈或黑斑，影响热镀铝锌板的表面质量和耐蚀性能。为进一步提高热镀铝锌板的耐腐蚀性能，通常会对热镀铝锌板表面进行钝化处理。
如：CN 101332692A的专利申请公开了一种热镀铝锌无铬钝化处理钢板及其制备方法，该钢板具有以氟钛酸铵偏钒酸铵为成膜主剂，结合含磷化合物钝化处理的膜。但该方法提供的处理剂为全无机型，膜层较薄，对基板无改进作用，自润滑性较差，而钒的使用同时也使其环保性成为问题。
又如：CN 124777A的专利申请公开了一种采用含铬有机树脂组合物处理热镀铝锌板的方法，铝锌板表面形成的树脂膜可以防止铝锌板在成形过程中外形的破坏，但铬的存在个会对环境造成污染。
再如：CN 1511908A的专利申请公开了一种用于处理镀有铝锌合金的钢板的水性树脂组合物，其含有阴离子型的水分散性聚氨酯、硅烷偶联剂和水溶性锆化合物，干燥温度为70～220℃，但该方法所使用的水溶性锆化合物(碳酸锆铵)的热稳定性差，在60℃迅速分解；且该方法还使用硅烷偶联剂，进一步增加了该方法的成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低且不污染环境的热镀铝锌板用钝化处理剂。
本发明热镀铝锌板用钝化处理剂是由下述重量配比的物质制备而成：2～6份水溶性钼酸盐、4～12份水溶性锰盐、50～100份碱性硅溶胶、50～100份水溶性有机树脂。
其中，上述水溶性钼酸盐可以采用常用钼酸盐，如：钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中至少一种。
上述水溶性锰盐可以采用常用水溶性锰盐，如：酸式磷酸锰、硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中至少一种。优选采用酸式磷酸锰。
其中，若碱性硅溶胶浓度过低，则影响钝化处理剂的耐蚀性及耐水性能；若碱性硅溶胶浓度过高，则形成的钝化膜膜层中的二氧化硅含量过高，影响钝化膜的外观，使表面发白。为了使本发明热镀铝锌板用钝化处理剂的效果更好，上述碱性硅溶胶优选二氧化硅含量为20～40wt％的碱性硅溶胶。
上述水溶性有机树脂可以采用常用的水溶性有机树脂，如：水溶性苯丙乳液、水溶性苯丙树脂、水溶性丙硅乳液、水溶性丙烯酸树脂中至少一种。以上树脂均具有≤50℃的玻璃化转变温度(Tg)，可以改善本发明热镀铝锌板用钝化处理剂膜层的形成性能，耐腐蚀性和耐水性。
本发明还提供了上述热镀铝锌板用钝化处理剂的制备方法，其包括如下步骤：
a、取2～6份水溶性钼酸盐、4～12份水溶性锰盐加入去离子水中，溶解；
b、向a步骤所得溶液中加入50～100份碱性硅溶胶，混匀；
c、向b步骤所得溶液中加入50～100份水溶性有机树脂，混匀；
d、用磷酸调节c步骤所得溶液的pH值至5～8，即得热镀铝锌板用钝化处理剂。
进一步的，上述水溶性钼酸盐可以采用常用钼酸盐，如：钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中至少一种。上述水溶性锰盐可以采用常用水溶性锰盐，如：酸式磷酸锰、硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中至少一种；优选采用酸式磷酸锰。上述的碱性硅溶胶优选二氧化硅含量为20～40wt％的碱性硅溶胶。上述水溶性有机树脂可以采用常用的水溶性有机树脂，如：水溶性苯丙乳液、水溶性苯丙树脂、水溶性丙硅乳液、水溶性丙烯酸树脂中至少一种。
其中，上述d步骤所制得的热镀铝锌板用钝化处理剂的较佳浓度为：钼酸盐的浓度为2～6g/L，水溶性锰盐的浓度为4～12g/L，碱性硅溶胶的浓度为50～100g/L，水溶性有机树脂的浓度为50～100g/L。
本发明还提供了采用上述热镀铝锌板用钝化处理剂处理的热镀铝锌板。
进一步的，本发明还提供了一种热镀铝锌板的钝化处理方法，其采用上述的热镀铝锌板用钝化处理剂处理。
更进一步的，上述热镀铝锌板的钝化处理方法，其包括如下步骤：热镀铝锌板先经过除油清洗，然后将热镀铝锌板用钝化处理剂涂敷于热镀铝锌板表面，加热烘干(加热温度一般为70～150℃)，即可。
本发明热镀铝锌板用钝化处理剂具有如下优点：不含铬等会对环境造成污染的重金属离子，有利于环境保护；其具有较低的成膜温度(为70～150℃)，耐蚀较好，耐水性较好，同时可改善热镀铝锌板外观，提高膜层的润滑性能。本发明热镀铝锌板用钝化处理剂的制备工艺简单，成本低，使用方便，为本领域提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
本发明热镀铝锌板用钝化处理剂是由下述重量配比的物质制备而成：2～6份水溶性钼酸盐、4～12份水溶性锰盐、50～100份碱性硅溶胶、50～100份水溶性有机树脂。
其中，上述水溶性钼酸盐可以采用常用钼酸盐，如：钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中至少一种。
上述水溶性锰盐可以采用常用水溶性锰盐，如：酸式磷酸锰、硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中至少一种。优选采用酸式磷酸锰。
其中，若碱性硅溶胶浓度过低，则影响钝化处理剂的耐蚀性及耐水性能；若碱性硅溶胶浓度过高，则形成的钝化膜膜层中的二氧化硅含量过高，影响钝化膜的外观，使表面发白。为了使本发明热镀铝锌板用钝化处理剂的效果更好，上述碱性硅溶胶优选二氧化硅含量为20～40wt％的碱性硅溶胶。
上述水溶性有机树脂可以采用常用的水溶性有机树脂，如：水溶性苯丙乳液、水溶性苯丙树脂、水溶性丙硅乳液、水溶性丙烯酸树脂中至少一种。以上树脂均具有≤50℃的玻璃化转变温度(Tg)，可以改善本发明热镀铝锌板用钝化处理剂膜层的形成性能，耐腐蚀性和耐水性。
本发明还提供了上述热镀铝锌板用钝化处理剂的制备方法，其包括如下步骤：
a、取2～6份水溶性钼酸盐、4～12份水溶性锰盐加入去离子水中，溶解；
b、向a步骤所得溶液中加入50～100份碱性硅溶胶，混匀；
c、向b步骤所得溶液中加入50～100份水溶性有机树脂，混匀；
d、用磷酸调节c步骤所得溶液的pH值至5～8，即得热镀铝锌板用钝化处理剂。
进一步的，上述水溶性钼酸盐可以采用常用钼酸盐，如：钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中至少一种。上述水溶性锰盐可以采用常用水溶性锰盐，如：酸式磷酸锰、硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中至少一种；优选采用酸式磷酸锰。上述的碱性硅溶胶优选二氧化硅含量为20～40wt％的碱性硅溶胶。上述水溶性有机树脂可以采用常用的水溶性有机树脂，如：水溶性苯丙乳液、水溶性苯丙树脂、水溶性丙硅乳液、水溶性丙烯酸树脂中至少一种。
其中，上述d步骤所制得的热镀铝锌板用钝化处理剂的较佳浓度为：钼酸盐的浓度为2～6g/L，水溶性锰盐的浓度为4～12g/L，碱性硅溶胶的浓度为50～100g/L，水溶性有机树脂的浓度为50～100g/L。
本发明还提供了采用上述热镀铝锌板用钝化处理剂处理的热镀铝锌板。
进一步的，本发明还提供了一种热镀铝锌板的钝化处理方法，其采用上述的热镀铝锌板用钝化处理剂处理。
更进一步的，上述热镀铝锌板的钝化处理方法，其包括如下步骤：热镀铝锌板先经过除油清洗，然后将热镀铝锌板用钝化处理剂涂敷于热镀铝锌板表面，加热烘干(加热温度一般为70～150℃)，即可。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
在500毫升去离子水中加入2克钼酸铵，搅拌溶解；
在搅拌状态下加入4克酸式磷酸锰，搅拌溶解；
再加入二氧化硅质量含量为25.14wt％的80克碱性硅溶胶，搅拌均匀；
加入60克水溶性丙烯酸树脂；
用去离子水补充至1升的体积；
用磷酸调节溶液的pH值为5，即得本发明热镀铝锌板用钝化处理剂。
在经过除油清洗后的热镀铝锌部件表面用线棒将本发明热镀铝锌板用钝化处理剂涂敷于热镀铝锌部件表面，于90℃加热烘干，形成无色透明的钝化膜。
分别取上述钝化处理的热镀铝锌板试样及未经钝化处理的热镀铝锌涂油板试样进行中性盐雾试验和耐水性试验，结果如下：
(1)中性盐雾试验中，未经钝化处理的热镀铝锌涂油板试样平均8小时后表面开始出现黑锈，经上述钝化处理后的热镀铝锌板试样平均88小时才开始出现黑锈；
(2)将约2毫升100℃的沸水滴于水平放置的试样表面，经24小时自然干燥后观察水的印迹。经上述钝化处理后的热镀铝锌板试样及热镀铝锌涂油板试样的试验部位均无水的痕迹，涂层具有较好的耐水性。
实施例2
在500毫升去离子水中加入4克钼酸铵，搅拌至溶解；
在搅拌状态下加入8克酸式磷酸锰，至溶解；
再加入二氧化硅质量含量为26.84wt％100克碱性硅溶胶，搅拌均匀；
加入80克水溶性苯丙乳液；
用去离子水补充至1升的体积；
用磷酸调节溶液的pH值为6，即得本发明热镀铝锌板用钝化处理剂。
在经过除油清洗后的热镀铝锌部件表面用线棒将本发明热镀铝锌板用钝化处理剂涂敷于热镀铝锌部件表面，于70℃加热烘干，形成无色透明的钝化膜。
分别取上述钝化处理的热镀铝锌板试样及未经钝化处理的热镀铝锌涂油板试样进行中性盐雾试验和耐水性试验，结果如下：
(1)中性盐雾试验中，热镀铝锌涂油板试样平均8小时后表面开始出现黑锈，经上述钝化处理后的热镀铝锌板试样平均92小时才开始出现黑锈；
(2)将约2毫升100℃的沸水滴于水平放置的试样表面，经24小时自然干燥后观察水的印迹。经上述钝化处理后的热镀铝锌板试样及热镀铝锌涂油板试样的试验部位均无水的痕迹，涂层具有较好的耐水性。

Claims (20)

1.热镀铝锌板用钝化处理剂，其特征在于：由下述重量配比的原料制备而成：2～6份水溶性钼酸盐、4～12份水溶性锰盐、50～100份碱性硅溶胶、50～100份水溶性有机树脂。
2.根据权利要求1所述的热镀铝锌板用钝化处理剂，其特征在于：所述的水溶性钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中至少一种；所述的水溶性锰盐为酸式磷酸锰、硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的热镀铝锌板用钝化处理剂，其特征在于：所述的碱性硅溶胶为二氧化硅含量为20～40wt％的碱性硅溶胶。
4.根据权利要求1或2所述的热镀铝锌板用钝化处理剂，其特征在于：所述的水溶性有机树脂为水溶性苯丙乳液、水溶性苯丙树脂、水溶性丙硅乳液、水溶性丙烯酸树脂中至少一种。
5.根据权利要求3所述的热镀铝锌板用钝化处理剂，其特征在于：所述的水溶性有机树脂为水溶性苯丙乳液、水溶性苯丙树脂、水溶性丙硅乳液、水溶性丙烯酸树脂中至少一种。
6.热镀铝锌板用钝化处理剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、取2～6份水溶性钼酸盐、4～12份水溶性锰盐加入去离子水中，溶解；
b、向a步骤所得溶液中加入50～100份碱性硅溶胶，混匀；
c、向b步骤所得溶液中加入50～100份水溶性有机树脂，混匀；
d、用磷酸调节c步骤所得溶液的pH值至5～8，即得热镀铝锌板用钝化处理剂。
7.根据权利要求6所述的热镀铝锌板用钝化处理剂的制备方法，其特征在于：所述的水溶性钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中至少一种；所述的水溶性锰盐为酸式磷酸锰、硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中至少一种；所述的碱性硅溶胶为二氧化硅含量为20～40wt％的碱性硅溶胶；所述的水溶性有机树脂为水溶性苯丙乳液、水溶性苯丙树脂、水溶性丙硅乳液、水溶性丙烯酸树脂中至少一种。
8.根据权利要求6或7所述的热镀铝锌板用钝化处理剂的制备方法，其特征在于：d步骤所制得的热镀铝锌板用钝化处理剂中水溶性钼酸盐的浓度为2～6g/L，水溶性锰盐的浓度为4～12g/L，碱性硅溶胶的浓度为50～100g/L，水溶性有机树脂的浓度为50～100g/L。
9.采用权利要求1或2所述的热镀铝锌板用钝化处理剂处理的热镀铝锌板。
10.采用权利要求3所述的热镀铝锌板用钝化处理剂处理的热镀铝锌板。
11.采用权利要求4所述的热镀铝锌板用钝化处理剂处理的热镀铝锌板。
12.采用权利要求5所述的热镀铝锌板用钝化处理剂处理的热镀铝锌板。
13.热镀铝锌板的钝化处理方法，其特征在于：采用权利要求1或2所述的热镀铝锌板用钝化处理剂处理。
14.根据权利要求13所述的热镀铝锌板的钝化处理方法，其特征在于：热镀铝锌板先经过除油清洗，然后将热镀铝锌板用钝化处理剂涂敷于热镀铝锌板表面，加热烘干，即可。
15.热镀铝锌板的钝化处理方法，其特征在于：采用权利要求3所述的热镀铝锌板用钝化处理剂处理。
16.根据权利要求15所述的热镀铝锌板的钝化处理方法，其特征在于：热镀铝锌板先经过除油清洗，然后将热镀铝锌板用钝化处理剂涂敷于热镀铝锌板表面，加热烘干，即可。
17.热镀铝锌板的钝化处理方法，其特征在于：采用权利要求4所述的热镀铝锌板用钝化处理剂处理。
18.根据权利要求17所述的热镀铝锌板的钝化处理方法，其特征在于：热镀铝锌板先经过除油清洗，然后将热镀铝锌板用钝化处理剂涂敷于热镀铝锌板表面，加热烘干，即可。
19.热镀铝锌板的钝化处理方法，其特征在于：采用权利要求5所述的热镀铝锌板用钝化处理剂处理。
20.根据权利要求19所述的热镀铝锌板的钝化处理方法，其特征在于：热镀铝锌板先经过除油清洗，然后将热镀铝锌板用钝化处理剂涂敷于热镀铝锌板表面，加热烘干，即可。
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