CN118007118A - 一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属表面处理与防腐材料技术领域，具体涉及一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂及其制备方法。该钝化剂由三价铬盐、有机硅改性硅溶胶、改性的水性树脂、金属锆盐、稀土金属盐、功能助剂和水复配而成。本发明的钝化剂不含六价铬化合物，是一种环保型钝化剂，符合RoHS认证；具有优秀的涂装性能，而且耐蚀性、耐碱性、耐溶剂性、耐黄变等其他方面的性能也能满足要求。本发明钝化剂的制备方法简单，钝化膜能够快速形成，有利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理与防腐材料技术领域，具体涉及一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂及其制备方法。
背景技术
锌铝镁镀层钢板是一种新型的高耐腐蚀钢板，镀层主要是由元素锌(Zn)、铝(Al)和镁(Mg)按照一定比例经高温固化形成致密的三元共晶结构层。与普通的镀锌钢板或镀铝锌钢板相比，锌铝镁镀层硬度高，耐损伤性优良。主要应用在土木建筑、光伏发电、电力通信、家用电器以及汽车制造等行业，现已成为一种热门的新型钢铁材料。由于锌铝镁镀层中的镁元素比较活泼，长期暴露在潮湿的空气中容易发生腐蚀、黑变，影响产品表面的外观和后续使用，故需要对锌铝镁镀层钢板进行表面钝化处理，提高钢板的耐蚀性和耐黑变性能。近些年，锌铝镁钢板被广泛应用于不同行业和环境中，对锌铝镁板材钝化层的多功能要求也越来越高，在兼顾耐蚀性和耐黑变性的同时需要具有良好的冲压性能和涂装性能。比如在光伏、建筑、机电等行业中常使用冲压和折弯工艺加工成零件，钢板在冲压和折弯过程中容易出现表面发黑的问题，这种冲压加工类黑斑通常是由于钢板与设备摩擦导致的，需提高镀层的光滑性，提高镀层润滑性来减少黑斑的产生。如果应用于汽车、家电行业中，钝化层需要具有优秀的涂装性能，而一般的钝化层表面光滑且表面能较低，粉末涂装附着力性能差，给后续生产带来很大的麻烦。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种镀锌铝镁板用多功能三价铬表面钝化液及其制备方法，该钝化剂具有优秀的涂装性能、耐蚀性、耐碱性、耐溶剂性、耐黑变性以及耐黄变性能等。
该制备方法简单，钝化剂稳定性好，制备成本低，适合钢厂扩大生产。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，由三价铬盐、有机硅改性硅溶胶、改性的水性树脂、金属锆盐、稀土金属盐、功能助剂和水复配而成；
所述钝化剂的组分和用量如下所示：
(A)三价铬盐：30-50份；
(B)有机硅改性硅溶胶：100-200份；
(C)改性的水性树脂：10-100份；
(D)金属锆盐：10-50份；
(E)稀土金属盐：10-50份；
(F)功能助剂：10-50份；
水：1000份。
作为优选，所述组分(A)三价铬盐为硫酸铬、硝酸铬、乙酸铬中的一种或几种。
作为优选，所述组分(B)有机硅改性硅溶胶是由以下方法制得：
将有机硅、正硅酸乙酯加入乙醇和水的混合溶液中，其中，按重量份数计，有机硅的用量为10-30份、正硅酸乙酯的用量为30-50份、乙醇的用量为60-80份、水的用量为10份，混合搅拌均匀，再用乙酸调节pH为3-5，然后升温至50-60℃恒温水浴加热3h，得到改性硅溶胶水溶液。
作为优选，所述组分(B)改性硅溶胶的制备中所用有机硅选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
作为优选，所述组分(C)改性的水性树脂为一种水性阳离子型聚氨酯树脂。具体由以下方法制备得到：
按重量份数计，首先取60-90份聚丙二醇、20份聚二甲基硅氧烷、100-150份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加入反应容器中，机械搅拌混合均匀后，60-80℃下反应2h；然后加入2-4份2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)、2-4份1,4-丁二醇(BDO)，继续60-80℃下反应2h；降温至55-65℃，加入1-3份三乙胺(TEA)、2-4份乙二胺(EDA)和95份丙酮，55-65℃继续反应2h；再降温至30-40℃，在1000～1200rpm的搅拌速度下加入90份去离子水，最后加入醋酸溶液调节pH值为3-4，得到所述的水性阳离子聚氨酯树脂。
作为优选，所述组分(D)金属锆盐为硫酸锆或醋酸锆。
作为优选，所述组分(E)稀土金属盐为硝酸镧、硝酸铈、乙酸镧中的一种或几种。
作为优选，所述组分(F)功能助剂为聚醚消泡剂、高分子型分散剂以及山梨酸盐类防腐剂，其质量比为(1-2):(1-2):(1-2)。
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)称取配方量的三价铬盐，在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液；
2)将配方量的金属锆盐和稀土金属盐加入到步骤1)的三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解；
3)在搅拌条件下，将配方量的有机硅改性硅溶胶加入到步骤2)所得溶液中，搅拌均匀；
4)在搅拌条件下，将配方量的改性的水性树脂加入到步骤3)所得溶液中，搅拌均匀；
5)在搅拌条件下，将配方量的功能助剂加入到步骤4)所得溶液中，然后在室温下搅拌30min后，即得到本发明所述的三价铬钝化剂。
下面对本发明的镀锌铝镁板用三价铬钝化剂各组分的作用进行说明：
在本发明的镀锌铝镁板用三价铬钝化剂中，组分(A)三价铬离子的主要作用是构成涂层的骨架，提供钝化膜的耐蚀性能，是钝化剂的主要成分；
在本发明的镀锌铝镁板用三价铬钝化剂中，组分(B)有机硅改性硅溶胶的主要作用：一是硅溶胶填充在三价铬形成的架构中，提高膜层的致密性，增强了钝化膜的耐碱性及耐蚀性；二是硅烷偶联剂的引入，可以进一步提高膜层的致密性和附着力。有机硅改性后的硅溶胶，其稳定性得到进一步提高，而且成膜性也得到大幅度提升，单独的硅溶胶成膜性比较差，通过有机硅改性后膜层均匀且致密，能够极大地提高钝化剂的耐腐蚀性能。
在本发明的镀锌铝镁板用三价铬钝化剂中，组分(C)改性的水性树脂的主要作用是：聚二甲基硅氧烷改性的水性聚氨酯树脂，与组分(B)的有机硅改性硅溶胶能够形成协同作用，进一步提高膜层致密性与柔韧性；而且改性后的水性聚氨酯树脂中含有大量羟基，有助于提高膜层的结合力。而普通方法合成出的水性聚氨酯成膜性、耐腐蚀性以及耐高温黄变都比较差，通过改性使水性聚氨酯树脂成膜性提高，而且膜层具有柔韧性。由于大量的羟基存在还能提高耐高温黄变性能、耐碱性以及涂装性能。。
在本发明的镀锌铝镁板用三价铬钝化剂中，组分(D)金属锆盐的主要作用是：锆盐能够在钢板表面形成稳定的氧化物膜层，增加钝化膜层的交联度，对涂层的耐黑变和涂装性能非常有利。
在本发明的镀锌铝镁板用三价铬钝化剂中，组分(E)稀土金属盐的作用是：填充膜层中的缝隙，阻止空气的进入造成腐蚀；降低锌铝镁钢板中镁的活性，提高膜层的耐黑变性能。
在本发明的镀锌铝镁板用三价铬钝化剂中，组分(F)功能助剂作用是：一是促进钝化液的渗透性，使其更容易进入金属表面的微孔中，形成致密、均匀的钝化膜；二是加快钝化液与金属表面的反应速率，提高钝化效率；三是加快钝化剂成膜速度。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1)钝化剂不含六价铬化合物，是一种环保型钝化剂，符合RoHS认证。
2)具有优秀的涂装性能；而且耐蚀性、耐碱性、耐溶剂性、耐黄变等其他方面的性能也能满足要求。
3)钝化剂的制备方法简单，钝化膜能够快速形成，有利于工业化生产。
4)耐黑变性能优秀，色差ΔE≤3。
附图说明
图1为实施例11中2)耐蚀性项下，实施例1-10与对比例1-4的钝化板，经过120h耐蚀性测试后的形貌图；上排图片从左往右依次为实施例1-5耐蚀性测试后的钝化板，中间图片从左到右依次为实施例6～10耐蚀性测试后的钝化板，下排图片从左到右依次为对比例1-4耐蚀性测试后的钝化板。
图2为实施例11中3)耐黑变性项下，实施例1-10与对比例1-4的钝化板，经过耐黑变性能测试后的形貌图；上排图片从左往右依次为实施例1-7经过耐黑变性能测试后的钝化板，下排图片从左到右依次为实施例8-10、对比例1-4经过耐黑变性能测试后的钝化板。
图3a为实施例11中7)涂装性能项下，实施例1-10与对比例1-4的钝化板，经过百格测试后的形貌图；上排图片从左往右依次为实施例1-5经过百格测试后的钝化板，中间图片从左到右依次为实施例6～10经过百格测试后的钝化板，下排图片从左到右依次为对比例1-4经过百格测试后的钝化板；可以看出对比例1没有添加金属锆盐会导致百格测试中涂膜的脱落，其余实施例和对比例中添加了金属锆盐的百格测试膜层都是完好无缺的。
图3b为实施例11中7)涂装性能项下，实施例1-10与对比例1-4的钝化板，经过9J冲击测试后的形貌图；上排图片从左往右依次为实施例1-5经过冲击测试后的钝化板，中间图片从左到右依次为实施例6～10经过冲击测试后的钝化板，下排图片从左到右依次为对比例1-4经过冲击测试后的钝化板；可以看出对比例1没有添加金属锆盐会导致涂层开裂和脱落，其他实施例和对比例中添加了金属锆盐的9J冲击测试涂层无脱落和开裂。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中，“份”指“质量份”，每“份”指100g。
以下实施例中，未作特别说明的试剂为常规试剂，均可通过商业途径获得；实施例中部分原料生产厂家如下：
甲基三乙氧基硅烷生产厂家为张家港新亚化工有限公司；
正硅酸乙酯生产厂家为张家港新亚化工有限公司；
聚丙二醇(PPG-3000)生产厂家为江苏省海安石油化工厂；
聚二甲基硅氧烷生产厂家为武汉克米克生物医药技术有限公司；
2,2-二羟甲基丁酸生产厂家为武汉弘德悦欣医药科技有限公司；
1,4-丁二醇生产厂家为辽宁奥克化学股份有限公司；
三乙胺和乙二胺生产厂家为淄博海杰化工有限公司；
消泡剂的生产厂家为广州市汇翔化工有限公司，型号为聚醚改性消泡剂599。
分散剂的生产厂家为佛山千佑化工有限公司，型号为水性环氧型AKN-2290。
防腐剂的生产厂家为广州亿峰化工科技有限公司，型号为TY-5040。
以下实施例中，所述有机硅改性硅溶胶的制备方法为：将甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯加入乙醇和水的混合溶液中，其中，甲基三乙氧基硅烷的用量为20份、正硅酸乙酯的用量为30份、乙醇的用量为70份、水的用量为10份，混合搅拌均匀，再用乙酸调节pH为4，然后升温至60℃恒温水浴加热3h，得到改性硅溶胶。
所述改性的水性树脂的制备方法为：首先取80份聚丙二醇、20份聚二甲基硅氧烷、100份IPDI加入反应容器中，机械搅拌混合均匀后，80℃下反应2h；然后加入3份DMBA、3份BDO，继续80℃反应2h；降温至60℃，加入2份TEA、3份EDA和95份丙酮，60℃继续反应2h；再降温至40℃，在1000rpm的搅拌速度下加入90份去离子水，最后加入醋酸溶液调节pH值为3，得到所述的水性阳离子聚氨酯。
实施例1
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂5g、分散剂10g以及防腐剂5g。
本实施例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硫酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将硫酸锆和硝酸镧加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
实施例2
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂5g、分散剂10g以及防腐剂5g。
本实施例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将乙酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将硫酸锆和硝酸镧加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
实施例3
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂5g、分散剂5g以及防腐剂5g。
本实施例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硝酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将硫酸锆和硝酸镧加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
实施例4
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂5g、分散剂5g以及防腐剂5g。
本实施例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硫酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将乙酸锆和硝酸铈加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
实施例5
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示
其中，功能助剂包括消泡剂5g、分散剂10g以及防腐剂5g。
本实施例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硝酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将乙酸锆和硝酸铈加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
实施例6
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂5g、分散剂10g以及防腐剂5g。
本实施例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将乙酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将乙酸锆和硝酸铈加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
实施例7
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂10g、分散剂5g以及防腐剂5g。
本实施例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硫酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将硫酸锆和硝酸铈加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
实施例8
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂5g、分散剂5g以及防腐剂5g。
本实施例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将乙酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将硫酸锆和乙酸镧加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
实施例9
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂5g、分散剂5g以及防腐剂10g。
本实施例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硫酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将乙酸锆和乙酸镧加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
实施例10
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂10g、分散剂10g以及防腐剂10g。
本实施例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硝酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将硫酸锆和乙酸镧加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
对比例1
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂5g、分散剂5g以及防腐剂10g。
本对比例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硫酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将硝酸镧加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
对比例2
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
本对比例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硫酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将乙酸锆和硝酸铈加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀即得到所述的三价铬钝化剂。
对比例3
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂5g、分散剂10g以及防腐剂5g。
本对比例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硫酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将乙酸锆加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶和改性的水性树脂依次加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
对比例4
一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，成分以及用量如下所示：
其中，功能助剂包括消泡剂10g、分散剂5g以及防腐剂5g。
本对比例的镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂的制备方法如下：
将硫酸铬在室温条件下加入去离子水，充分搅拌溶解，得到三价铬盐水溶液，然后将乙酸锆加入到三价铬盐水溶液中，搅拌至完全溶解。在搅拌条件下，将有机硅改性硅溶胶加入，搅拌均匀；最后加入功能助剂，搅拌30min即得到所述的三价铬钝化剂。
实施例11：性能测试
将以上实施例1-10和对比例1-4所制备的钝化剂，进行性能评价，具体方法如下所示：
实验基材：马钢提供的未钝化的镀锌铝镁板材。
1、镀锌铝镁板的钝化处理方法
1)脱脂除油
为了保证钝化膜均匀分布在钢板表面，需要除去钢板表面的防锈油。使用的方法为：将碱性脱脂剂(型号为FC-4360，上海帕卡濑精有限公司)配制成2wt％的脱脂剂水溶液，用棉花蘸取脱脂剂水溶液来回擦拭钢板30次，然后用自来水冲洗干净，再用去离子水冲洗，最后再用热空气吹干。
2)钝化膜制备
采用辊涂的方式将三价铬钝化剂涂布于锌铝镁钢板表面，将钝化剂用8μm丝棒辊涂在钢板上，钝化剂湿膜具有10μm的厚度。
3)钝化膜干燥
将上述辊涂后的钢板放入自动排出式烘箱中，设置温度为260℃，6s的热风烘干，板温达到70-100℃，取出，室温下放置24h后观察外观，然后测试钢板的性能。
2、评价方法
1)钝化板外观
肉眼观察，依照下述标准进行评价。
√：膜层均匀，呈金属光泽；
×：膜层不均匀或者膜层发雾、发暗。
2)耐蚀性
钝化板耐蚀性检验采用中性盐雾加速腐蚀试验，按GB/T10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》执行。试验介质：化学纯NaCl去离子水溶液，介质浓度50g/L，pH值6.5；试验温度：35±2℃；盐雾沉降量：1～2mL/h·80cm2；试样放置：实验面与垂直方向呈30°角。记录涂覆有本发明的三价铬钝化剂的镀锌铝镁试片的白锈面积，盐雾测试时间为120h。
√：膜层腐蚀面积为0％-5％；
×：膜层腐蚀面积大于5％。
3)耐黑变性
将钝化板放置在50℃和95％RH的恒温恒湿箱中，120h后取出晾干，观察样板表面情况，并用翰亿HY-260PLUS精密色差仪测量前后色差值ΔE(依据CIE1976L*a*b*色差公式计算，下同)，并记录，依照下述标准进行评价。
√：色差值，ΔE≤3；
×：色差值，ΔE>3。
4)耐碱性测试
将钝化之后的样板置于60℃的2wt％脱脂剂水溶液(脱脂剂：型号为FC-4360，上海帕卡濑精有限公司)中浸泡2min。取出后吹干，观察试样表面颜色是否发生变化，并用翰亿HY-260PLUS精密色差仪测量试验前后的色差。
√：色差值，ΔE≤3；
×：色差值，ΔE>3。
5)耐黄变性
将钝化板置于240℃热风炉中，烘烤20分钟，然后自然冷却至室温，重复上述操作4次，观察钢板表面情况，并采用翰亿HY-260PLUS精密色差仪测量试样烘烤前后的色差值ΔE，并记录，依照下述标准进行评价。
√：色差值，ΔE≤3；
×：色差值，ΔE>3。
6)耐溶剂性
将丁酮以500g的力来回20次摩擦钝化之后的样板表面。观察外观情况，并采用翰亿HY-260PLUS精密色差仪测量试验前后的色差；
√：色差值，ΔE≤3；
×：色差值，ΔE>3。
7)涂装性能
将涂覆有三价铬钝化剂的镀锌铝镁钢板切割为75mm*150mm的尺寸，在试验片上采用静电喷涂聚酯型粉末涂料后，在160℃下烘烤20min形成涂膜厚度为20μm-30μm的涂膜。然后将涂装片按照GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》进行百格测试，按照GB/T20624.2-2006《色漆和清漆快速变形(耐冲击性)试验》进行9J冲击测试。
√：涂层无开裂、无脱落现象；
×：涂层有开裂、有脱落现象
表1：测试结果汇总
从上表可以得出：本发明钝化剂应用于镀锌铝镁钢板表面处理后，成膜外观、耐蚀性、耐黑变性、耐碱性、耐黄变性、耐溶剂、涂装性能以及抗冲压发黑性能等多项性能均能满足要求。对比例1的组分中没有添加锆盐，导致涂层开裂、脱落，涂装性能不能满足要求；对比例2的组分中没有添加功能助剂，导致钝化剂成膜性差，外观发暗；对比例3的组分中没有添加稀土金属盐，导致耐黑变性不能满足要求；对比例4的组分中没有添加改性的水性聚氨酯树脂和稀土金属盐，导致耐蚀性能差，耐黑变性也不能满足要求。
Claims (9)
1.一种镀锌铝镁板用多功能三价铬钝化剂，其特征在于，由三价铬盐、有机硅改性硅溶胶、改性的水性树脂、金属锆盐、稀土金属盐、功能助剂和水复配而成；
所述功能助剂由聚醚消泡剂、高分子型分散剂以及山梨酸盐类防腐剂组成。
2.根据权利要求1所述的钝化剂，其特征在于，所述改性的水性树脂由以下方法制备得到：
按重量份数计，首先取60-90份聚丙二醇、20份聚二甲基硅氧烷、100-150份异佛尔酮二异氰酸酯加入反应容器中，搅拌混合均匀后，60-80℃下反应2h；然后加入2-4份2,2-二羟甲基丁酸、2-4份1,4-丁二醇，继续60-80℃下反应2h；降温至55-65℃，加入1-3份三乙胺、2-4份乙二胺和95份丙酮，55-65℃继续反应2h；再降温至30-40℃，在1000~1200rpm的搅拌速度下加入90份去离子水，最后加入醋酸溶液调节pH值为3-4，得到所述改性的水性树脂。
3.根据权利要求1所述的钝化剂，其特征在于，所述有机硅改性硅溶胶由以下方法制得：
将有机硅、正硅酸乙酯加入乙醇和水的混合溶液中，其中，按重量份数计，有机硅的用量为10-30份、正硅酸乙酯的用量为30-50份、乙醇的用量为60-80份、水的用量为10份，混合搅拌均匀，再用乙酸调节pH为3-5，然后升温至50-60℃恒温水浴加热3h，得到所述有机硅改性硅溶胶。
4.根据权利要求1所述的钝化剂，其特征在于，所述三价铬盐为硫酸铬、硝酸铬、乙酸铬中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的钝化剂，其特征在于，所述金属锆盐为硫酸锆或醋酸锆。
6.根据权利要求1所述的钝化剂，其特征在于，所述稀土金属盐为硝酸镧、硝酸铈、乙酸镧中的一种或几种。
7.根据权利要求1-6中任一所述的钝化剂，其特征在于，所述钝化剂由以下质量份的各原料制备而成：三价铬盐30-50份，有机硅改性硅溶胶100-200份，改性的水性树脂10-100份，金属锆盐10-50份，稀土金属盐10-50份，功能助剂10-50份，水1000份。
8.根据权利要求7所述的钝化剂，其特征在于，所述钝化剂由以下质量份的各原料制备而成：三价铬盐30-50份，有机硅改性硅溶胶100-200份，改性的水性树脂30-80份，金属锆盐20-50份，稀土金属盐10-50份，功能助剂15-30份，水1000份。
9.根据权利要求8所述的钝化剂，其特征在于，所述功能助剂中，消泡剂、分散剂、防腐剂的质量比为1-2：1-2：1-2。
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