專利名稱：一種無鉻鈍化處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合物及其制備方法，尤其涉及一種無鉻鈍化處理劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋼板表面鍍鋅是提高鋼板防腐蝕能力的重要手段，但是鍍鋅層容易在潮濕環(huán)境中 腐蝕，形成白斑和灰斑，因此在鍍鋅后一般需要采取鈍化處理來提高其耐腐蝕性能。目前普遍采用的鈍化處理工藝為采用鉻酸鹽進(jìn)行鈍化處理，這種處理方式工藝簡 單、成本低、耐腐蝕性能好，但由于其中含有大量六價(jià)鉻，因此在生產(chǎn)過程中會對環(huán)境和人 體造成嚴(yán)重危害。而目前還沒有理想的無鉻鈍化處理劑能代替鉻酸鹽，達(dá)到相同的耐腐蝕 性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無鉻鈍化處理劑及其制備方法，該鈍化處理劑不含有金 屬鉻，但卻同時(shí)具有優(yōu)秀的耐腐蝕性能，即既保證了該鈍化處理劑的性能要求，又保證了其 環(huán)保性。使用該鈍化處理劑對鍍鋅鋼板進(jìn)行鈍化處理時(shí)，工藝簡單。根據(jù)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提出了一種無鉻鈍化處理劑，其各組分的質(zhì)量份 數(shù)配比為硅烷10-20 份；硅溶膠 15-35份；填料10-30 份；交聯(lián)劑5-10份；潤滑助劑 5-10份；去離子水 30-55份。優(yōu)選地，所述填料為納米二氧化鈦，所述納米二氧化鈦的粒徑為100-200nm。納米 二氧化鈦擁有納米粒子特有的小尺寸效應(yīng)、表面界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道 效應(yīng)，具有極強(qiáng)的紫外線屏蔽能力和高表面活性。將其添加在鈍化劑中，可減免涂膜遭受紫 外線的侵蝕，提高鈍化劑的色彩鮮艷度、抗老化性能和耐擦洗性，從而提高涂料的品質(zhì)。本 技術(shù)方案中選用100-200nm粒徑的納米二氧化鈦主要是因?yàn)榇肆椒秶鷥?nèi)的二氧化鈦能 在鈍化劑中較好地分散而不易沉降，同時(shí)顯著提升耐擦性、耐水洗性、耐酸性及耐污性。優(yōu)選地，所述硅烷為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，其是一種含環(huán)氧基的 交聯(lián)劑，用于多硫化物和聚氨酯的嵌縫膠和密封膠，用于環(huán)氧樹脂的膠粘劑、填充型或增強(qiáng) 型熱固性樹脂、玻璃纖維膠粘劑和用于無機(jī)物填充或玻璃增強(qiáng)的熱塑料性樹脂等。本技術(shù) 方案中使用Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷是為了提高成膜物質(zhì)與基體之間的粘結(jié) 力，通過分子兩端與無機(jī)材質(zhì)與有機(jī)材質(zhì)的反應(yīng)，起到橋梁作用。此外，其成膜后具有比較 好的耐腐蝕、耐溶劑、耐酸堿性能。
優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑為四(三乙醇胺)鋯酸酯，主要起表面改性和催化劑的作用， 以提高粘合性能，提高涂料對底材(鋅層)的附著力。優(yōu)選地，所述硅溶膠的粒徑為20-30nm。硅溶液在失去水分時(shí)，單體硅酸逐 漸聚合成高聚硅膠，隨著水分的蒸發(fā)，膠體分子增大，最后形成-SI0-0-SI0-涂膜， I0-SI-0H+H0-SI-0H因Na2O在硅溶膠中的含量低，硅溶膠具有一定量成膜溶解的特性，其耐 水性、耐熱性能明顯優(yōu)于有機(jī)涂料。由于硅溶膠粒徑越小，溶液的穩(wěn)定性越高，同時(shí)成膜性 能越好，因此根據(jù)本技術(shù)方案的特點(diǎn)，并為了與其他組分的匹配，本技術(shù)方案中選用粒徑為 20nm-30nm范圍的硅溶膠。優(yōu)選地，所述潤滑助劑為水性非離子氧化聚乙烯蠟蠟漿，水性非離子氧化聚乙烯 蠟的粒徑為l-2nm。水性非離子氧化聚乙烯蠟具有優(yōu)異的抗擦傷性能和耐磨性能，其熔點(diǎn) 高，硬度大，具有非常好的耐醇性，能夠增加鈍化涂層的潤滑性、撥水性。發(fā)明人經(jīng)過試驗(yàn)發(fā) 現(xiàn)，如果其粒徑小于lum，會導(dǎo)致顆粒上浮，導(dǎo)致鈍化涂層與底材的結(jié)合力下降，同時(shí)導(dǎo)致潤 滑性能下降，如果大于2um，會造成蠟顆粒與表面涂層的結(jié)合力下降，同樣影響潤滑性能。優(yōu)選地，所述去離子水的導(dǎo)電率<5 μ s/cm。由于本技術(shù)方案對于涂料的防腐性能 有較高的要求，因此發(fā)明人經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)工業(yè)用自來水蒸餾水及電導(dǎo)率> 5 μ s/cm的去離 子水均不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明對于耐腐蝕性能的要求。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了上述用于無鉻鈍化處理劑的制備方法，其包括下列步驟 常溫條件下在反應(yīng)釜中加入去離子水；然后加入硅烷；升溫至50-55°C，攪拌1. 5-2h后加入 硅溶膠，攪拌0. 5-0. 75h ；維持溫度不變，加入填料，攪拌0. 5-0. 75h ；維持溫度不變，加入交 聯(lián)劑，攪拌0. 5-0. 75h，然后降溫至常溫，加入潤滑助劑，攪拌0. 5-0. 75h ；再次加入去離子 水，攪拌2-2. 5h。本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，使其組分區(qū)別于現(xiàn)有的鈍化處理劑，不含有對 環(huán)境有污染的金屬鉻離子，同時(shí)對鍍鋅鋼板或鍍鋁鋅硅鋼板進(jìn)行鈍化處理后，可滿足鍍鋅 鋼板或鍍鋁鋅硅鋼板所需的耐腐蝕性要求。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1-5按照下列步驟制造本發(fā)明所述的用于鍍鋅鋼板和鍍鋁鋅硅鋼板的無鉻鈍化處理 劑常溫條件下在反應(yīng)釜中加入去離子水；然后加入Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷； 升溫至50-55°C，攪拌1. 5-2h后加入硅溶膠，攪拌0. 5-0. 75h ；維持溫度不變，加入納米二氧 化鈦，攪拌0. 5-0. 75h ；維持溫度不變，加入四(三乙醇胺)鋯酸酯，攪拌0. 5-0. 75h，然后降 溫至常溫，加入水性非離子氧化聚乙烯蠟蠟漿，攪拌0. 5-0. 75h ；再次加入去離子水，攪拌 2-2. 5h。其中各實(shí)施例的組分配比見表1。表1 (質(zhì)量份數(shù))
組分實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5去離子水3035405055 需要了解的是，實(shí)施例1-5中，去離子水的電導(dǎo)率均彡5 μ s/cm，硅溶膠的粒徑范 圍為20nm-30nm，納米二氧化鈦的粒徑為100_200nm。表2為本發(fā)明實(shí)施例1-5中各鈍化處理劑的制備工藝參數(shù)。表2 將上述實(shí)施例1-5中的各鈍化處理劑分別涂敷在鍍鋅鋼板和鍍鋁鋅硅鋼板上，檢 測其性能，檢測結(jié)果參見表3和表4。取一塊210mmX150mmX0. 5mm鍍鋅鋼板，經(jīng)脫脂一水洗一純水洗一吹干一涂布實(shí) 施例1-3中的鈍化處理劑一烘干(烘干溫度120°C )—自然降溫，處理后對鋼板做鈍化檢 測，結(jié)果見表3。表 3
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取一塊210mmX150mmX0. 5mm鍍鋁鋅硅鋼板，經(jīng)脫脂一水洗一純水洗一吹干一涂 布實(shí)施例4-5中的鈍化處理劑一烘干(烘干溫度120°C)—自然降溫，然后對鋼板做性能檢 測，檢測結(jié)果見表4。表 4 要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，顯然本發(fā)明不限于以上實(shí)施 例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián) 想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種無鉻鈍化處理劑，其特征在于，其各組分的質(zhì)量份數(shù)配比為硅烷10 20份；硅溶膠 15 35份；填料10 30份；交聯(lián)劑 5 10份；潤滑助劑5 10份；去離子水30 55份。
2.如權(quán)利要求1所述的無鉻鈍化處理劑，其特征在于，所述填料為納米二氧化鈦，所述 納米二氧化鈦的粒徑為100-200nm。
3.如權(quán)利要求2所述的無鉻鈍化處理劑，其特征在于，所述硅烷為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
4.如權(quán)利要求3所述的無鉻鈍化處理劑，其特征在于，所述交聯(lián)劑為四(三乙醇胺)鋯酸酯。
5.如權(quán)利要求4所述的無鉻鈍化處理劑，其特征在于，所述硅溶膠的粒徑為20-30nm。
6.如權(quán)利要求5所述的無鉻鈍化處理劑，其特征在于，所述潤滑助劑為水性非離子氧 化聚乙烯蠟蠟漿，水性非離子氧化聚乙烯蠟的粒徑范圍為l-2nm。
7.如權(quán)利要求6所述的無鉻鈍化處理劑，其特征在于，所述去離子水的導(dǎo)電率<5μ s/cm0
8.如權(quán)利要求1所述的無鉻鈍化處理劑的制備方法，其特征在于，包括下列步驟常溫 條件下在反應(yīng)釜中加入去離子水；然后加入硅烷；升溫至50-55°C，攪拌1. 5-2h后加入硅 溶膠，攪拌0. 5-0. 75h ；維持溫度不變，加入填料，攪拌0. 5-0. 75h ；維持溫度不變，加入交聯(lián) 劑，攪拌0. 5-0. 75h，然后降溫至常溫，加入潤滑助劑，攪拌0. 5-0. 75h ；再次加入去離子水， 攪拌 2-2. 5h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鉻鈍化處理劑，其各組分的質(zhì)量份數(shù)配比為硅烷10-20份；硅溶膠15-35份；填料10-30份；交聯(lián)劑5-10份；潤滑助劑5-10份；去離子水30-55份。相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了該無鉻鈍化處理劑的制備方法。該無鉻鈍化處理劑不含有金屬離子，具有優(yōu)秀的環(huán)保性，同時(shí)還具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。
文檔編號C23C22/05GK101899657SQ20101027764
公開日2010年12月1日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者饒曉霞 申請人:上海豐野表面處理劑有限公司