CN102559029B - 一种金属材料用表面处理剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属材料用表面处理剂，包括有按重量百分比为：聚氨酯树脂，丙烯酸树脂，聚脂树脂，固化剂，粒径为5-20nm的锐钛型二氧化钛和二氧化硅，聚乙烯蜡，分散剂；所述聚氨酯树脂为分子内含有活性氢的聚氨酯树脂，所述固化剂为常温交联型环氧树脂。其中聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂占全部的55％-85％，固化剂占全部的5％-20％，锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的6％-20％，聚乙烯蜡+分散剂占全部的3％-10％。
Description
技术领域
本发明属于金属表面处理领域，即为有关金属材料表面上形成耐蚀性、耐侯性、带有损伤部的树脂被膜用的金属材料表面处理剂。
背景技术
在现有金属材料处理领域，电镀耐腐蚀金属板材被广泛应用于电气化产品或建材等领域。这些电镀耐腐蚀金属板材为了保持耐蚀性和附着性，一般需采用铬酸盐或磷酸盐等化学表面处理，然后再进行被膜或涂布等形式加工。
在现有使用中，也有不进行被膜加工，但均需要进行电镀处理。然而这种加工形式会出现类似指纹的附着痕迹。为了解决这一技术问题，一般是在电镀层上形成一层薄的耐指纹的有机被膜的加工方式。但这类耐指纹的有机被膜应当具有耐蚀性、耐侯性、耐带有伤痕及附着性等性能。这些性能的要求也随着技术的提高而提高之中，尤其是随着对产品外观要求的提高和环境的改变，对这类处理剂的性能要求也越来越严格。
为了适应产品的发展和进步，有必要开发一种能够满足上述技术要求的表面处理材料，申请人通过长期的努力工作，提出了本申请。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于金属材料表面处理并具有耐蚀性、耐侯性、耐带有伤痕及附着性等性能的表面处理剂。
本发明是通过以下技术实现的：
一种金属材料用表面处理剂，包括有按重量百分比为：聚氨酯树脂，丙烯酸树脂，聚脂树脂，固化剂，粒径为5-20nm的锐钛型二氧化钛，粒径为5-20nm的二氧化硅，聚乙烯蜡，分散剂；所述聚氨酯树脂为分子内含有活性氢的聚氨酯树脂，分子量为6500-10000；所述丙烯酸树脂的分子量为10万-55万；所述固化剂为常温交联型环氧树脂，该环氧树脂包含5-10个环氧基；所述聚乙烯蜡的粒径为0.08-0.15um，分子量为5400-7700；所述分散剂化学式为：R1-A-O-R2-R，其中R1为含3-15个碳的烷基或烯基，A为甲苯、乙苯、乙烯苯、丙烯苯、丁烯苯任意一项，R2为(MO)m，其中M表示乙烯基，m表示8-12的正整数，所述R为氢或SO3H，所述分散剂溶于水；对于处理剂的全部固体物来说，其中聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂占全部的55％-85％，固化剂占全部的5％-20％，锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的6％-20％，聚乙烯蜡+分散剂占全部的3％-10％。
所述的聚氨酯树脂∶丙烯酸树脂∶聚脂树脂为2∶2∶1；所述的锐钛型二氧化钛∶二氧化硅为1∶4-1∶9；所述的聚乙烯蜡∶分散剂为1.5∶1-7∶1。
本发明的有益效果是：
通过本发明的技术方案，实现了金属材料同时具有耐蚀性、耐侯性、耐磨性及高附着性等性能，同时由于在本技术中锐钛型二氧化钛的使用，增加了该处理剂的抗菌性能，扩大了该技术的使用范围。
具体实施方式
以下通过具体的实施例来详细说明本发明的技术内容，所述的实施例均属于示例性的，仅用于对实现本发明的说明而不能解释为对本发明的限制。在本发明的描述中，无法穷尽将本发明在所要求保护范围内均提供示例，而仅能提供有限的几个点为代表。
在本发明中的首要技术方案是按一定的重量百分比配制树脂，为了保证本发明技术方案的耐蚀性、耐侯性、耐磨性均衡的要求，
一种金属材料用表面处理剂，包括有按重量百分比为：聚氨酯树脂，丙烯酸树脂，聚脂树脂，固化剂，粒径为5-20nm的锐钛型二氧化钛，粒径为5-20nm的二氧化硅，聚乙烯蜡，分散剂；所述聚氨酯树脂为分子内含有活性氢的聚氨酯树脂，分子量为6500-10000；所述丙烯酸树脂的分子量为10万-55万；所述固化剂为常温交联型环氧树脂，该环氧树脂包含5-10个环氧基；所述聚乙烯蜡的粒径为0.08-0.15um，分子量为5400-7700；所述分散剂化学式为：R1-A-O-R2-R，其中R1为含3-15个碳的烷基或烯基，A为甲苯、乙苯、乙烯苯、丙烯苯、丁烯苯任意一项，R2为(MO)m，其中M表示乙烯基，m表示8-12的正整数，所述R为氢或SO3H，所述分散剂溶于水；对于处理剂的全部固体物来说，其中聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂占全部的55％-85％，固化剂占全部的5％-20％，锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的6％-20％，聚乙烯蜡+分散剂占全部的3％-10％。
所述的聚氨酯树脂∶丙烯酸树脂∶聚脂树脂为2∶2∶1；所述的锐钛型二氧化钛∶二氧化硅为1∶4-1∶9；所述的聚乙烯蜡∶分散剂为1.5∶1-7∶1。
本发明所使用的分子内含有活性氢的聚氨酯树脂，为外购成品，当然也可以通过采用公知的方法自行制造。当自制时，通常采用由具有多元醇成分、聚异氰酸酯成分，羧酸成分及含有三个以上活性氢的化合物所构成的原料制造。
至于多元醇成分，可包括有由乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、氢化双酚A、双酚A等低分子量的多元醇的环氧乙烷或环氧丙烷合成物，聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯二醇、聚丙烯二醇、聚烯烃多元醇等的聚醚多元醇，这些多元醇及琥珀酸、胺基戊二酸、己二酸苯二甲醇、间苯二甲酸、对苯二甲酸等的多碱基酸间的反应而得到终端有羟苛的聚酯多元醇等。
至于聚异氰酸酯成分，可包括有：脂肪族、脂环族及芳香族聚异氰酸酯或由四亚甲二异氰酸酯、六亚甲二异氰酸酯、赖胺酸二异氰酯、1，4环己烷基二异氰酸酯、4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯、2，4-二环己基甲烷二异氰酸酯等的脂肪族或脂环族的聚异氰酸酯。
至于羟酸成分包括有：2，2-二羟甲基丙酸、2，2-二羟甲基丁酸、2，2-二羟甲基戊酸等。
具有三个以上的活性氢的化合物包括有：三聚氰胺、二乙烯三胺、三羟甲基丙烷、丙三酸及以上这些的环氧乙烷或环氧丙烷的合成物等。
本发明所选用的丙烯酸树脂为直接外购成品，但在选用时只要求在分子量为10万-55万之间均能满足本技术方案的实现。
本发明所选用的聚酯树脂没有特别限制，但以带支链脂肪族的聚酯树脂或芳香族聚酯树脂能够更好的实现本发明的技术方案。
本发明所选用环氧树脂优选能够溶解于水；所述的环氧树脂以占全部处理剂重量百分比的5％-8％为最佳选择。因为在本申请的技术方案中，只有在环氧树脂的重量百分比在5％-8％时，能够和本申请中的羧基实现最佳比例的交联，以实现本发明的目的。
实施例一
所述的聚氨酯树脂∶丙烯酸树脂∶聚脂树脂为2∶2∶1；聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂占全部的55％；所述固化剂为常温交联型环氧树脂，该环氧树脂包含5-10个环氧基，占全部的20％；所述聚乙烯蜡的粒径为0.08-0.15um，分子量为5400-7700；所述分散剂化学式为：R1-A-O-R2-R，其中R1为含3-15个碳的烷基或烯基，A为甲苯、乙苯、乙烯苯、丙烯苯、丁烯苯任意一项，R2为(MO)m，其中M表示乙烯基，m表示8-12的正整数，所述R为氢或SO3H，所述分散剂溶于水；
所述的锐钛型二氧化钛∶二氧化硅为1∶4-1∶9；所述的聚乙烯蜡∶分散剂为1.5∶1-7∶1。锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的20％，聚乙烯蜡+分散剂占全部的10％。
关于本发明所涉及到的表面处理剂的生产方法，将前述各物按所述的重量百分比确定重量，然后溶于水并转入水浴温度为130-150℃带搅拌器的反应釜制备。在本发明的技术方案中，前述各物质的总量占制成后的表面处理剂的30％-40％为最优选择，这样的选择方式为即能保证干燥的时间也能保证涂布的作业。
本发明的表面处理剂的涂布温度选择为10-50℃，干燥温度为100-180℃，干燥时间20-35分钟然后转入常温干燥。进行涂布干燥后，干燥树脂的量为2-2.5mg/m2。
在本发明的以下实施例中，所区别的是聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂、锐钛型二氧化钛+二氧化硅、聚乙烯蜡+分散剂、环氧树脂占本发明全部的重量百分比的不同，其它方面均相同，因此在本发明的以下实施例不再重复。
实施例二
聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂占全部的60％；环氧树脂包含5-10个环氧基，占全部的20％；锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的15％；聚乙烯蜡+分散剂占全部的5％。本实施例的其它条件同实施例一相同。
实施例三
聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂占全部的65％；环氧树脂包含5-10个环氧基，占全部的20％；锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的10％；聚乙烯蜡+分散剂占全部的5％。本实施例的其它条件同实施例一相同。
实施例四
聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂占全部的70％；环氧树脂包含5-10个环氧基，占全部的20％；锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的7％；聚乙烯蜡+分散剂占全部的3％。本实施例的其它条件同实施例一相同。
实施例五
聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂占全部的75％；环氧树脂包含5-10个环氧基，占全部的8％；锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的12％；聚乙烯蜡+分散剂占全部的5％。本实施例的其它条件同实施例一相同。
实施例六
聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂占全部的80％；环氧树脂包含5-10个环氧基，占全部的5％；锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的10％；聚乙烯蜡+分散剂占全部的5％。本实施例的其它条件同实施例一相同。
实施例七
聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚脂树脂占全部的85％；环氧树脂包含5-10个环氧基，占全部的5％；锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的7％；聚乙烯蜡+分散剂占全部的3％。本实施例的其它条件同实施例一相同。
在本发明中还可以为提高表面处理剂的某些性能而添加表面活性剂和颜料等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这样改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (2)
1.金属材料用表面处理剂，其特征在于，包括有按重量百分比为：聚氨酯树脂，丙烯酸树脂，聚酯树脂，固化剂，粒径为5-20nm的锐钛型二氧化钛，粒径为5-20nm的二氧化硅，聚乙烯蜡，分散剂；所述聚氨酯树脂为分子内含有活性氢的聚氨酯树脂，分子量为6500-10000；所述丙烯酸树脂的分子量为10万-55万；所述固化剂为常温交联型环氧树脂，该环氧树脂包含5-10个环氧基；所述聚乙烯蜡的粒径为0.08-0.15μm，分子量为5400-7700；所述分散剂化学式为：R1—A—O—R2—R，其中R1为含3-15个碳的烷基或烯基，A为甲苯、乙苯、乙烯苯、丙烯苯、丁烯苯任意一项，R2为(MO)m，其中M表示乙烯基，m表示8-12的正整数，所述R为氢或SO3H，所述分散剂溶于水；对于处理剂的全部固体物来说，其中聚氨酯树脂+丙烯酸树脂+聚酯树脂占全部的55%-85%，固化剂占全部的5%-20%，锐钛型二氧化钛+二氧化硅占全部的6%-20%，聚乙烯蜡+分散剂占全部的3%-10%；
所述的聚氨酯树脂：丙烯酸树脂：聚酯树脂为2：2：1；所述的锐钛型二氧化钛：二氧化硅为1：4-1：9；所述的聚乙烯蜡：分散剂为1.5：1-7：1。
2.根据权利要求1所述的金属材料用表面处理剂，其特征在于，所述的环氧树脂以占全部处理剂重量百分比的5%-8%。
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