一種無鉻表面處理鍍錫板、其生產(chǎn)方法及表面處理劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鍛錫板技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種無銘表面處理鍛錫板、其生產(chǎn)方法及 表面處理劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 鍛錫板又被稱為馬口鐵，是一種常用的金屬包裝材料，被廣泛用于食品、飲料、茶 葉、糖果、化工用品等的包裝，鍛錫板包裝具有外觀精美，密封性好，強(qiáng)度高，保質(zhì)期長等優(yōu) 點(diǎn)，包裝食品或飲料能在長時間內(nèi)最大程度的保存食品原有的風(fēng)味。鍛錫板用途除了作為 包裝材料外，有時也被用于與電子器件或家電部件，因此應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
[0003] 由于鍛錫板表面的錫是一種容易被空氣氧化的金屬，錫被氧化后形成的氧化物會 降低鍛錫板的加工性能和使用性能，因此在傳統(tǒng)的鍛錫板生產(chǎn)中會對鍛錫板表面進(jìn)行純化 處理。
[0004] 鍛錫板生產(chǎn)的純化方式通常采用浸入銘酸鹽溶液的電解純化處理工藝，溶液中的 銘被電解還原成Ξ價銘化合物或金屬銘沉積在鍛錫板表面形成一層致密的銘純化膜，經(jīng)此 方式處理的鍛錫板性能優(yōu)良，環(huán)保無毒，食品接觸安全。但由于鍛錫板的純化生產(chǎn)過程使用 了銘酸鹽，在日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)形勢下，銘酸鹽的使用受到越來越多的限制，因此實(shí)現(xiàn)鍛 錫板生產(chǎn)的無銘表面處理是鍛錫板生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的一大趨勢。 陽〇化]現(xiàn)有的鍛錫板表面處理方式是采用銘酸鹽電解純化的生產(chǎn)技術(shù)，是將表面鍛錫后 的鋼板浸在含銘的處理液中進(jìn)行陰極電解處理，使鍛錫板表面形成一層含銘的純化膜，此 純化膜由Ξ價銘化合物及金屬銘組成，性能優(yōu)良，環(huán)保無毒，食品接觸安全。但運(yùn)種鍛錫板 純化生產(chǎn)方法的缺點(diǎn)是要使用六價的銘酸鹽，而銘酸鹽的生產(chǎn)和使用會對環(huán)境安全造成威 脅，且環(huán)保處理成本較高。
[0006] 當(dāng)前，銘酸鹽的生產(chǎn)和使用在全球都受到越來越嚴(yán)格的限制，對鍛錫板生產(chǎn)也提 出了實(shí)現(xiàn)無銘化的要求。因此，有必要開發(fā)表面不含銘的鍛錫板表面處理生產(chǎn)方法，且生產(chǎn) 過程采用環(huán)保新型表面處理劑，經(jīng)無銘表面處理的鍛錫鋼板仍要求保證優(yōu)良的加工和使用 性能。關(guān)于鍛錫板生產(chǎn)的無銘表面處理，國內(nèi)外已有不少相關(guān)研究成果發(fā)布，具體如下所 述。
[0007] 關(guān)于鍛錫板無銘表面處理的相關(guān)技術(shù)，中國專利CN01806287. 3公開了一種含有 憐酸離子、錫離子和硅烷偶聯(lián)劑的表面處理液。中國專利CN200880103264. 2公開了W硅烷 偶聯(lián)劑作為主要組分并形成于所述鍛錫層表面上的無銘表面處理方法，上述兩項專利設(shè)及 的技術(shù)能夠賦予鍛錫板表面良好的穩(wěn)定性和漆膜附著力性能，但在耐蝕性能方面跟銘純化 相比還是有較明顯的差距。
[0008] 中國專利CN01116679. 7公開了含有硅烷偶聯(lián)劑和/或其水解縮合產(chǎn)物，含有分散 狀固態(tài)二氧化娃顆粒W及錯和/或鐵的離子或化合物，還含有水溶性丙締酸樹脂的表面處 理液；中國專利CN200580028595. 0公開了含有Ti、Zr或A1中的至少一種W及0、F的無機(jī) 表面處理層和含有硅烷偶聯(lián)劑或酪類水溶性化合物的有機(jī)表面處理層的無銘處理液和處 理方法；中國專利CN201210445665. 4公開了一種用于處理鍛錫鋼板的無銘純化液，其成分 主要包括：含有娃、鐵和錯的至少其中之一的無機(jī)化合物，含有侶、饑、儘、鉆、儀和鋼的至少 其中之一的金屬化合物，還含有水溶性樹脂；中國專利CN201280066604. 5公開了一種使用 涂覆含鐵和/或錯的無銘純化處理劑在鍛錫板表面烘干成膜的純化方法，純化液中含有水 溶性樹脂。上述幾種技術(shù)內(nèi)容實(shí)質(zhì)比較相近，被認(rèn)為可W實(shí)現(xiàn)良好的漆膜附著力和耐蝕性 能，但耐蝕性能仍難W達(dá)到銘純化的水平，且運(yùn)些表面處理劑某些成分具有一定的毒性或 潛在的毒性，所生產(chǎn)的鍛錫板食品接觸安全存在一定風(fēng)險，很難實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化應(yīng)用。
[0009] 中國專利CN201410650819. 2公開了含有一種含有鐵、娃、侶、儘、儀等離子及憐酸 根的鍛錫板用無銘表面處理液，該純化液體系成分復(fù)雜，難W在鍛錫板表面形成成分均勻、 性能優(yōu)良且穩(wěn)定的純化膜，且純化液中含有氣，環(huán)保性能不理想，此項技術(shù)實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用的 難度也較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種無銘表面處理鍛錫板、其生產(chǎn)方法及表面處理劑，該 鍛錫板的錫層表面形成一層成分均勻致密、性能良好且穩(wěn)定的不含銘的純化膜，該純化膜 能夠賦予鍛錫板表面優(yōu)良的表面穩(wěn)定性、耐蝕性能和漆膜附著力性能，且食品接觸安全，該 鍛錫板在性能上可實(shí)現(xiàn)與銘純化媳美，其生產(chǎn)過程不使用銘酸鹽，使鍛錫板生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn) 真正的綠色，符合日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求。 W11] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0012] 一種無銘表面處理鍛錫板，其錫層表面覆蓋無銘純化膜，該無銘純化膜含有： 0.1~20mg/m2的鋒、0.1~20mg/m2的錯和/或鋼、0. 5~100mg/m2的娃。
[0013] 進(jìn)一步，所述的純化膜中的鋒來自鋒鹽，純化膜中的錯來自錯鹽，鋼來自鋼鹽，純 化膜中的娃來自有機(jī)硅氧烷或聚硅氧烷。
[0014] 優(yōu)選地，所述鋒鹽選自硫酸鋒、醋酸鋒、硝酸鋒、葡萄糖酸鋒、蛋氨酸鋒中的至少一 種；所述錯鹽選自硫酸氧錯、硝酸氧錯、碳酸錯錠、錯酸四下醋、異丙醇錯中的至少一種；所 述鋼鹽選自鋼酸、鋼酸錠、鋼酸鋼、鋼酸鐘中的至少一種；所述的有機(jī)硅氧烷或聚硅氧烷由 環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑水解而得到。
[0015] 一種無銘表面處理鍛錫板用水性表面處理劑，其包含：0.1~5wt%的鋒鹽，0.1~ 5wt%的錯鹽和/或鋼鹽，5~30wt%的有機(jī)硅氧烷或聚硅氧烷，余量為水，所述的水性表面 處理劑的抑為3-6。
[0016] 進(jìn)一步，所述的水性表面處理劑還含有增強(qiáng)劑、潤濕劑和有機(jī)酸調(diào)節(jié)劑中的至少 一種，所述的增強(qiáng)劑含量為0.1~%;所述的潤濕劑含量為0.1~%，所述有機(jī)酸調(diào) 節(jié)劑的含量為0.1~Iwt% ;
[0017] 又進(jìn)一步，所述的水性表面處理劑中，所述的增強(qiáng)劑為聚乙締醇，所述的潤濕劑為 聚乙二醇，有機(jī)酸調(diào)節(jié)劑選自巧樣酸、醋酸或富馬酸。 陽01引優(yōu)選地，所述鋒鹽選自硫酸鋒、醋酸鋒、硝酸鋒、葡萄糖酸鋒、蛋氨酸鋒中的至少一 種；所述錯鹽選自硫酸氧錯、硝酸氧錯、碳酸錯錠、錯酸四下醋、異丙醇錯中的至少一種；所 述鋼鹽選自鋼酸、鋼酸錠、鋼酸鋼、鋼酸鐘中的至少一種；所述的有機(jī)硅氧烷或聚硅氧烷由 環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑水解而得到。
[0019] 本發(fā)明的純化膜具有良好的表面穩(wěn)定性能，即使經(jīng)過長時間存儲或在加工過程中 經(jīng)過熱風(fēng)烘烤，表面錫氧化物也不會有明顯的增長；具有良好的耐蝕性能，抗硫化斑性能和 抗酸性能；經(jīng)涂裝后的漆膜附著力性能優(yōu)良，在某些條件下性能甚至優(yōu)于銘純化，而且，不 含對人體有潛在毒性的重金屬和有機(jī)物成分，食品接觸無毒，對環(huán)境友好。
[0020] 本發(fā)明所設(shè)及的表面處理鍛錫板表面的純化膜中含有鋒，錯和/或鋼，還含有娃， 其中的鋒、錯和/或鋼，特別是鋒，與純化膜中的活性官能團(tuán)結(jié)合，在純化膜中呈彌散狀均 勻分布，可顯著提高純化膜的耐蝕性能，組合使用可達(dá)到與銘純化相當(dāng)?shù)男Ч?br>[0021] 本發(fā)明的環(huán)保水性表面處理劑中含有的錯鹽、鋒鹽、鋼鹽，提供純化膜成膜物質(zhì)， 增強(qiáng)純化膜的抗硫、抗酸等耐蝕性能；其中的有機(jī)硅氧烷或聚硅氧烷由環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑 水解得到，提供純化膜成膜物質(zhì)，起到純化膜的骨架作用，其基團(tuán)能與鋒、錯和/或鋼很好 的結(jié)合，對錫層有良好的封閉效果，其具有的環(huán)氧基有機(jī)官能團(tuán)對保證涂裝后的漆膜附著 力性能有重要作用。
[0022] 本發(fā)明的水性表面處理劑中的聚乙締醇作為增強(qiáng)劑，可增強(qiáng)純化膜結(jié)構(gòu)的強(qiáng)初 性，不容易產(chǎn)生微裂紋，提高封閉效果；聚乙二醇作為潤濕劑，同時有分散作用，可改善表面 處理劑的使用性能，可更好的潤濕鍛錫板表面和使處理劑更易均勻鋪展；有機(jī)酸調(diào)節(jié)劑的 作用為調(diào)節(jié)表面處理劑的抑值。
[0023] 本發(fā)明的表面處理劑為水性處理劑，不含銘酸鹽，不含氣，不含憐，組成物無毒，環(huán) 保性好，抑值為3~6,該水性表面處理劑直接涂覆于鍛錫板表面或經(jīng)浸潰后再涂覆于鍛錫 板表面，烘干成膜。
[0024] 經(jīng)本發(fā)明的表面處理劑處理的鍛錫板表面具有優(yōu)良的表面穩(wěn)定性、漆膜附著力性 能和耐蝕性能，食品接觸安全，可用于食品罐、飲料罐、化工罐及電子器件等。
[00巧]本發(fā)明還提供一種無銘表面處理鍛錫板的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
[0026] 1)電鍛錫工藝和軟烙處理
[0027] 電鍛錫工藝采用苯酪橫酸鍛（PSA)錫或甲基橫酸（MSA)鍛錫工藝，鍛錫完成后對 錫層進(jìn)行軟烙處理； 陽02引。清洗
[0029] 對軟烙后的鍛錫板表面進(jìn)行清洗，將鍛錫板浸潰在蒸饋水中或?qū)⒄麴佀畤娏苤铃?錫板表面進(jìn)行清洗，然后通過擠干漉除去鍛錫板表面多余水分；
[0030] 如涂覆
[0031] 將所述水性表面處理劑通過噴淋或漉涂的方式涂覆到鍛錫板表面上，用擠干漉擠 掉多余的水性表面處理劑，使水性表面處理劑的液膜涂覆均勻； 陽0巧 4)烘干
[0033] 對涂覆有水性表面處理劑的鍛錫板表面進(jìn)行熱風(fēng)烘干，熱風(fēng)溫度控制在80~ 120°C，烘干時間0.2~2秒，表面處理劑干燥成膜，獲得無銘表面處理鍛錫板。
[0034] 進(jìn)一步，在步驟3)涂覆步驟前還包括浸潰步驟，所述的浸潰步驟為：將鍛錫板浸 潰在所述水性表面處理劑中，浸潰時間為0.2~5秒。
[0035] 本發(fā)明的無銘表面處理鍛錫板的生產(chǎn)方法中，對軟烙后的鍛錫板表面進(jìn)行清洗， 清洗是為了清除表面的雜質(zhì)和污垢，保證鍛錫板表面潔凈；涂覆前進(jìn)行浸潰，對鍛錫板表面 進(jìn)行預(yù)處理，可活化鍛錫板表面，使純化膜更容易成膜并改善膜分布的均勻性。
[0036]傳統(tǒng)工藝的鍛錫板需要在電解槽中進(jìn)行陰