CN105463436A - 一种用于镀锌钢板的环保表面处理剂、镀锌钢板及镀锌钢板的制造方法 - Google Patents

一种用于镀锌钢板的环保表面处理剂、镀锌钢板及镀锌钢板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其水溶液中的各固体分的质量份数为：改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A：30-55份；硅烷偶联剂B：32-60份；其中硅烷偶联剂B包括：含有至少一个活性氢的氨基官能团的有机硅烷偶联剂B1以及含有至少一个环氧基官能团的有机硅烷偶联剂B2，B1/B2为0.4-1；表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C：3-15份；含钒的化合物D，其以元素钒计算的质量份数为：0.01-0.5份；含磷的化合物E，其以元素磷计算的质量份数为0.5-1.5份；含氟的钛化合物F，其以元素钛计算的质量份数为0.1-1份；含铈的化合物G，其以元素铈计算的质量份数为0.01-1份。

Description

一种用于镀锌钢板的环保表面处理剂、镀锌钢板及镀锌钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种表面处理剂，尤其涉及一种涂覆于钢板的表面处理剂。本发明还涉及一种涂覆有该表面处理剂的钢板及该钢板的制造方法。
背景技术
镀锌钢板通常作为汽车、家用电器、OA制品等零部件使用，尤其是在作为电机壳体等零部件使用时，会对镀锌钢板进行深冲加工等冲压成型的工艺。为了防止镀锌钢板在运输和储存过程中因锈蚀而产生白锈，生产钢板时需要涂覆防锈油。另外，为了减少在冲压成型过程中模具与板材之间的摩擦，防止板材开裂和表面锌层的擦伤，在零件冲压成型过程中需要向模具添加润滑油，并在零件成型后再进行脱脂清洗。与此同时，镀锌钢板在作为外部件使用时，必须对其进行涂装(喷粉或喷涂)后以满足外部件的耐蚀要求，在冰箱、冰柜和商用空调行业还要求镀锌钢板必须与保温泡沫材料(通常为聚氨酯泡沫或聚苯乙烯泡沫)之间具有良好的附着性，为此，对于镀锌钢板的可涂装性也提出了较高要求。在镀锌钢板的整个储运、冲压过程中，防锈油、润滑油以及脱脂剂的使用不仅会不利于生产环境，还会提高生产成本。出于改善镀锌钢板的耐蚀性及加工成型性的目的，现有技术主要采取对镀锌钢板进行铬酸钝化处理的方法来提高镀锌钢板的耐蚀性，然而，该方法对于镀锌钢板的加工成型性的改善程度有限。目前，还有一种方法是在经过铬酸盐钝化处理的基础上再涂覆含有固体润滑助剂(通常为低表面能聚合物，例如，聚烯烃和聚四氟乙烯)的有机树脂，以兼顾镀锌钢板的耐蚀性和润滑效果。但是，固体润滑助剂的加入会降低钢板的表面能，以导致钢板与后涂装漆膜的附着力明显降低，从而影响钢板的可涂装性能。随着环保指令的不断颁布，含铬的镀锌钢板已经逐渐地被不含铬的环保型产品所取代。
目前，无铬环保型产品按表面处理类型大致可分为无机型和有机/无机复合型。无机型润滑膜主要为含有硅、锰、磷等无机化合物的薄膜，该类产品在深拉延加工后也能获得较好的外观和良好的可涂装性，可是无机型润滑膜并不能明显地提高镀锌钢板的耐蚀性。有机/无机复合型润滑膜则是以树脂、缓蚀剂、硅烷偶联剂、二氧化硅胶体以及固体润滑助剂等复合而成的薄膜，不仅具有优良的润滑性、耐蚀性，而且对各种化学介质具有良好的诸如耐指纹性及耐碱性等抗性。
公开号为CN101394998A，公开日为2009年3月25日，名称为“涂层钢板及其制造方法、加工品和薄型电视机用面板”的中国专利文献公开了一种涂覆有化学膜的钢板，在钢板的两表面上形成的锌类镀层；在两表面上形成的锌类镀层上形成的不含铬的化学转化被膜；以及在钢板的一个表面的化学转化被膜上设置的单层涂膜，其含有：通过交联剂而固化的聚酯类树脂，以及平均粒径为3～40μm、玻璃化转变温度为70～200℃且硬度比上述聚酯类树脂高的树脂粒子。但是该专利文献所公开的技术方案通过两步法在钢板表面先形成不含铬的化学转化皮膜，再涂覆聚酯类树脂，即化学转化被膜需要通过两次涂覆、两次烘烤而得到，因此，工艺步骤较为复杂，对于生产设备的要求也相对较高。
公开号为CN101535529A，公开日为2009年9月16日，名称为“平板部耐腐蚀性、耐黑变性及冲压成形后的外观和耐腐蚀性优良的表面处理镀锌系钢板以及镀锌系钢板用水系表面处理液”的中国专利文献公开了一种水系表面处理液。该表面处理液是以特定的比例含有水溶性锆化合物、水分散性微粒二氧化硅、硅烷偶联剂、钒酸化合物、磷酸化合物、镍化合物和丙烯酸树脂乳液的处理液。涂覆该表面处理液得到的表面处理镀锌系钢板在镀锌系钢板的表面具有以特定的比例含有锆化合物、微粒二氧化硅、来自硅烷偶联剂的成分、钒酸化合物、磷酸化合物、镍化合物和丙烯酸树脂、且Zr的附着量为10～200mg/m2的表面处理被膜。然而，该专利文献所涉及的技术方案并未提及钢板的可涂装性和经碱性脱脂剂清洗后的耐蚀性。
公开号为CN101787527A，公开日为2010年7月28日，名称为“具有优异加工性和耐碱耐溶剂性的镀锌钢板及表面处理剂”的中国专利文献涉及了一种镀锌钢板，在该镀锌钢板的表面覆盖着有机复合保护膜，该保护膜含有：A)延伸率20-100％、玻璃转移温度50-100℃的阳离子型聚氨酯树脂,所占重量百分比为50-70％；B)粒子直径(中数直径)1-2um的氧化聚乙烯粒子，占5-10％；C)一种或一种以上含有至少一个活性氢的氨基官能团的有机硅烷偶合剂(Ca)与一种或一种以上含有至少一个环氧基官能团的有机硅烷偶合剂(Cb)的重量比(Ca)/(Cb)为0.2-0.4,上述阳离子聚氨酯树脂(A)与有机硅烷偶合剂总量的重量比(A)/(Ca)+(Cb)为2-3；D)钼酸铵，以钼元素计占0.01-0.1％；E)钒化合物，以元素钒计占0.1-1.0％；F)含氟的钛化合物，以钛元素计占0.1-5％；G)磷化合物，以磷元素计占0.01-0.5％。不过，上述经表面处理过的钢板在碱性脱脂剂清洗后虽无外观损伤，然而，事实上，家电零部件、微电机等多为裸露使用，对钢板的耐蚀性要求极高，上述表面处理方法不能完全保证钢板在碱洗后的耐蚀性，由此，使得镀锌钢板的各项性能不能达到相应的标准。
上述专利文献所公开的形成于钢板表面的膜层要么是经由两次涂覆+两次烘烤而获得的，要么涂覆有此类膜层的钢板并不能达到规定的性能要求。鉴于此，企业期望获得一种涂覆于钢板的表面处理剂，以使得经涂覆后的钢板具备较好的性能参数，同时还简化了表面处理剂涂覆于钢板的工艺步骤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于镀锌钢板的环保表面处理剂，经该环保表面处理剂涂覆后的镀锌钢板具有优异的加工性、优良的耐蚀性及良好的可涂装性。此外，由于该环保表面处理剂中不含有铬，因此，其具有良好的环境友好性。
为了实现上述目的，本发明提出一种用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其水溶液中的各固体分的质量份数为：
改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A：30-55份；
硅烷偶联剂B：32-60份；其中硅烷偶联剂B包括：含有至少一个活性氢的氨基官能团的有机硅烷偶联剂B1以及含有至少一个环氧基官能团的有机硅烷偶联剂B2，B1/B2为0.4-1；
表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C：3-15份；
含钒的化合物D，其以元素钒计算的质量份数为：0.01-0.5份；
含磷的化合物E，其以元素磷计算的质量份数为0.5-1.5份；
含氟的钛化合物F，其以元素钛计算的质量份数为0.1-1份；
含铈的化合物G，其以元素铈计算的质量份数为0.01-1份。
在上述技术方案中，将改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A的质量份数控制为30～55份是因为：当该固体分的质量份数低于30份时，所获得的皮膜的延展性和抗磨损性会降低，并且该皮膜与其他有机漆膜的涂装附着性也会变劣；而当该固体分的质量份数超过55份时，所获得的皮膜与镀锌钢板之间的附着性和耐蚀性可能会相应地降低。
在此，在上述水溶液中的改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A既可以是水溶液，也可以是水分散型的。
需要说明的是，高密度聚乙烯是指采用配位聚合形成的密度在941kg/m3-960kg/m3之间、结晶度高且分子链排列规整的聚乙烯。
上述有机硅烷偶联剂B1和有机硅烷偶联剂B2会在水溶液中进行部分预合成，预合成后的硅烷化合物可以加强皮膜在平面方向的交联程度，提高皮膜的抗磨损性，提升皮膜的耐蚀性。同时，预合成后的硅烷化合物中剩余的活性基团还能够与钢板表面反应，增强皮膜与钢板界面之间的附着性。将硅烷偶联剂B的质量份数控制为32～60份的原因在于：当该组分的质量份数低于32份时，预合成后硅烷中剩余活性基团量较少，导致与钢板间反应程度较弱，会降低皮膜的附着性和耐蚀性；而当该组分的质量份数超过60份时，硅烷含量过高，交联密度过大，会导致皮膜的延展性和成型大幅度降低。
本发明技术方案所采用的表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C是固体润滑助剂，其与皮膜之间所形成的高界面粘结强度能够延缓腐蚀介质沿固体润滑助剂界面向皮膜内部渗透，降低固体润滑助剂的添加对皮膜耐蚀性的负面影响。对于表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C来说，需要将其质量份数控制为：3～15份。若质量份数小于3份，则皮膜表面润滑性和抗磨损性不够，若质量份数大于15份，过多的粒子存在于皮膜中，腐蚀介质可能会沿表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子所形成的界面渗透到皮膜内部，从而降低皮膜的耐蚀性和耐溶剂性。
对于含钒的化合物D来说需要以元素钒的质量份数来计算，将元素钒的质量份数控制为0.01～0.5份的原因在于：当其质量份数不足0.01份时，皮膜的耐蚀性有可能会降低，当其质量份数超过0.5份时，极有可能导致皮膜的附着性变劣。
在此，含钒化合物D中钒的价态可以是+2价到+5价范围内任一种。含钒化合物D可以是含钒氧化物，例如，氧化钒(+5价)、氧化钒(+3价)等，也可以是氟化物盐，诸如氟化钒(+4价)或氟化钒(+5价)等。
以磷的化合物E中的元素磷计，如果元素磷的质量份数低于0.5份，其添加后所产生的效果并不显著，并且还有可能造成皮膜耐蚀性的下降；如果元素磷的质量份数高于1.5份，则有可能导致皮膜的附着性变差。
需要说明的是，含磷的化合物E可以由正磷酸或者由铵盐来提供。
对于本发明的技术方案来说，含氟的钛化合物F也是需要进行控制的。需要以含氟的钛化合物F中的元素钛为计算。一旦元素钛的质量份数低于0.1份，并不产生添加效果，同时，还有可能导致皮膜的附着性变差；一旦元素钛的质量份数高于1.0份，处理剂的稳定性会变差，从而影响镀锌钢板的表面处理质量。
含铈的化合物G能够与镀锌钢板的表面镀锌层和上述水溶液中的硅烷偶联剂B水解后发生羟基反应，以形成具有高键能的-Ce-O-Zn-键和-Ce-O-Si-键，从而在镀锌层表面形成一层薄的、结构致密的铈盐转化膜，进而物理地屏蔽了钢板与腐蚀介质的直接接触，降低了钢板被腐蚀的可能性，显著地提高钢板抗膜下扩蚀的能力。同时，铈盐转化膜与硅烷偶联剂B反应后形成的-Ce-O-Si-键能够提高皮膜的附着性，防止皮膜在冲压摩擦过程中的剥离脱落。当以元素铈计算的质量份数小于0.01份时，并没有任何添加效果，皮膜的耐蚀性和附着性也有可能会下降，当以元素铈计算的质量份数大于1.0份时，处理剂的稳定性会变差，可能会影响镀锌钢板的表面处理质量。
在此，含铈的化合物G中的铈的价态可以是+3价，也可以是+4价。含铈的化合物G可以是硝酸铈、硫酸铈、含氟铈盐，或铈铵复合盐中的一种或多种。
进一步地，在本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂中，上述改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A采用有机物进行改性封端，该有机物为环氧树脂E-44、羟基硅氧烷或丙烯酸羟乙酯。
上述改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A采用有机物进行改性封端，所用有机物具体为环氧树脂E-44、羟基硅氧烷或丙烯酸羟乙酯中的一种。由于所采用的有机物具有环氧基、酯基或羟基等活性基团中的一种，因此，这些有机物能够与处理剂中的硅烷偶联剂B和表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C相互反应，增加皮膜交联程度及表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C与皮膜之间的界面结合力，从而提高皮膜的冲压加工性和抗磨损性。同时，该有机物与处理剂中的其他组分反应后所生成的基团(例如，醚键、羰基和酯基)均为极性基团，这些极性基团也能够增加皮膜的表面极性，从而提高皮膜与其他有机漆膜的涂装附着性。
优选地，在本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂中，上述改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A的质量份数为40-50份。
进一步地，在本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂中，上述硅烷偶联剂B与改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A的重量比为0.7-2.0。
如果硅烷偶联剂B和改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A之间的重量比低于0.7，即改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A的质量份数较多，则有可能导致皮膜的耐蚀性、附着性和抗磨损性的下降；如果硅烷偶联剂B和改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A之间的重量比高于2.0，即改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A的质量份数较少，则皮膜的延展性变差，在钢板冲压成型的过程中容易开裂，从而影响后续的耐蚀性能。
进一步地，在本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂中，上述表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的粒子直径(中数直径)为0.5-3微米。
为了使得涂覆有该环保表面处理剂的镀锌钢板的各项综合性能更好，需要对表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的粒子直径进行设定。倘若该粒子直径小于0.5微米，那么，该粒子经表面接枝改性后容易发生团聚，不容易在水性体系中分散，加入至皮膜中后起不到润滑作用，倘若该粒子直径大于3微米，那么，该粒子的直径大于皮膜的厚度，相当于绝大部分粒子暴露在皮膜表面，由此，在受到冲压摩擦时，直径较大的粒子容易脱落拔出，造成皮膜的冲压加工性能的急剧下降。
优选地，上述表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的粒子直径为1.2-2微米。
更进一步地，在本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂中，上述表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的表面接枝有反应性活性基团，该反应性活性基团为环氧基、氨基和氨基甲酸酯基的至少其中之一。
上述反应性活性基团能够与处理剂中的改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A和硅烷偶联剂B相互反应形成共价键连接，在加强表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C与皮膜间的界面粘结强度的同时，还能够束缚住表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C，防止其向皮膜表面积聚，以保证其能够均匀地分散在皮膜中，从而不仅能够增强皮膜表面润滑性能，还能够在皮膜整个厚度方向上提供优异的抗磨损性能，进而提高皮膜的冲压加工性和抗磨损性能。此外，由于分布在皮膜表面的表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的表面存在有极性接枝基团，其不仅能够提高皮膜的表面极性，而且还可以降低表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的加入对于皮膜的可涂装性的不利影响。
作为一种优选的实施方式，上述表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的质量份数为6-12份。
优选地，在本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂中，上述含铈的化合物G，其以元素铈计算的质量份数为0.2-0.6份。
需要说明的是，本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂对于待涂覆的镀锌钢板的尺寸、形状均没有特别的限制。
本发明的另一目的在于提供一种镀锌钢板。该镀锌钢板具有优异的加工性能，即经冲压加工后的外观成型性良好，且钢板表面的抗磨损性能好。另外，该镀锌钢板具有优良的耐腐蚀性能，即钢板的平板耐蚀性、经冲压成型后的耐蚀性以及经碱性脱脂剂清洗处理后的耐蚀性均优良，此外，该镀锌钢板具有良好的可涂装性，即该钢板同时对于醇酸系涂料、环氧系粉末涂料和聚氨酯保温泡沫具备良好的涂装附着性。同时，该镀锌钢板还具有对各类化学介质的良好抗性，例如，耐碱性或耐溶剂性。
为了达到上述发明目的，本发明提出一种镀锌钢板，其表面具有采用如上文所提及的任意一种用于镀锌钢板的环保表面处理剂涂覆形成的复合皮膜。
优选地，上述复合皮膜的厚度(干膜厚度)为1-3微米。
将复合皮膜的厚度控制在1-3微米之间的设计原理是：当复合皮膜的厚度不到1微米时，由于皮膜较薄，可能会导致冲压加工性和耐蚀性的下降。当复合皮膜的厚度超过3微米时，则会增加钢板单位面积的表面处理成本。
本发明的又一目的在于提供一种镀锌钢板的制造方法。通过该制造方法所获得的表面涂覆有水性环保处理剂的镀锌钢板的加工性优异、耐蚀性优良且可涂装性良好。
为了达到上述目的，本发明提出的镀锌钢板的制造方法包括：将用于镀锌钢板的环保表面处理剂涂覆在镀锌钢板表面，在80-180℃进行干燥，以在镀锌钢板表面形成复合皮膜。
若加热干燥温度低于80℃，那么皮膜的交联不够充分，有可能会导致皮膜的各项性能下降，若加热干燥温度高于180℃，那么处理剂中的部分固体分的性能将发生改变，由此影响皮膜的成膜效果。
在另一实施方式下，上述镀锌钢板的制造方法包括：将用于镀锌钢板的环保表面处理剂涂覆在镀锌钢板表面，在80-180℃进行干燥，以在镀锌钢板表面形成厚度为1-3微米的复合皮膜。
另外，在上述镀锌钢板的制造方法中，可以通过一次涂覆(例如，辊涂)的方式将环保表面处理剂涂覆于镀锌钢板的表面以形成的复合皮膜。较之于现有技术中所采取的两次涂覆+两次烘烤的方式，在采用本发明所述的环保表面处理剂的前提下，该表面处理剂的涂覆工艺流程更为简便，也更容易实现，对于生产设备的要求更低
在上述镀锌钢板的制造方法中，对于涂覆在镀锌钢板表面的环保表面处理剂的加热干燥方式没有特别严格的限制，可以是热风加热、感应加热、红外加热等不同的加热方式。
经本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂涂覆后的镀锌钢板具有优异加工性，良好的耐蚀性和良好的可涂装性等综合性能。
另外，经本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂涂覆后的镀锌钢板对于各类化学介质还具有较好的抗性，例如，耐碱性或耐溶剂性。
此外，由于本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂不含铬元素，其对于环境影响小，使得该处理剂及涂覆有该处理剂的镀锌钢板更为环保且经济性更好。
本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂具有良好的施工性和稳定性。
本发明所述的镀锌钢板具备优异的加工性能，优良的耐腐蚀性能，良好的可涂装性以及较好的抗性。
另外，本发明所述的镀锌钢板表面的涂覆皮膜不含有铬元素。
此外，采用本发明所述的镀锌钢板的制造方法的工艺步骤少，便于实施。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例对本发明所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂、镀锌钢板及镀锌钢板的制造方法做进一步的解释和说明，然而，该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
实施例1-5和对比例1-3
实施例1-5和对比例1-3的基材均采用0.5mm的镀锌钢板，锌层重量为40/40g/m2，先对钢板表面采用中碱度脱脂剂(pH：11～12)进行喷淋清洗，然后用纯水清洗，除去表面残存的碱性成分，将用于镀锌钢板的环保表面处理剂涂覆在镀锌钢板表面，在80-180℃进行干燥，以在镀锌钢板表面形成厚度为1-3微米的复合皮膜。
表1列出了实施例1-5和对比例1-3中的用于镀锌钢板的环保表面处理剂中各固体分的质量份数。
表1.
*注：A1为改性封闭型阳离子聚氨酯树脂；B1-1为氨丙基三乙氧基硅烷，B2-1为环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷；B1-2为氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷；B2-2为环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷；C1为表面接枝高密度聚乙烯，C2为表面接枝聚酰胺；D1为偏钒酸铵，D2为磷钼钒酸；E1为磷酸，E2为磷酸铵；F1为氟钛酸铵，F2为六氟钛酸；G1为硝酸铈铵，G2为硝酸铈。
表2列出了实施例1-5和对比例1-3中的干燥温度以及涂覆于镀锌钢板表面所形成的复合皮膜的厚度。
表2.
序号 干燥温度(℃) 复合皮膜厚度(μm)
实施例1 160 1.0
实施例2 140 1.5
实施例3 120 1.5
实施例4 100 2
实施例5 120 2.5
对比例1 80 2.0
对比例2 100 1.5
对比例3 180 1.0
将经过上述实施例1-5和对比例1-3中的用于镀锌钢板的环保表面处理剂涂覆后镀锌钢板按照下列测试方式的规定取样后并进行测试，从而将所获得的评价其各项性能的试验数据列于表3中。其中，评价其各项性能参数的测试如下：
1)平板耐蚀性：
对平板进行盐雾试验，试验标准为ASTMB117，试验时间为120小时，评价标准：
◎：白锈面积率小于5％
○：白锈面积率大于5％且小于10％
Δ：白锈面积率大于10％且小于50％
×：白锈面积率大于50％
2)成型后耐蚀性：
1.使用埃里克森杯突仪进行8mm杯突，对杯突部位进行盐雾试验，试验标准为ASTMB117，试验时间为72小时，评价标准：
◎：杯突部位白锈面积率小于5％
○：杯突部位白锈面积率大于5％且小于10％
Δ：杯突部位白锈面积率大于10％且小于50％
×：杯突部位白锈面积率大于50％
2.使用拉延筋方法制样。实验条件：固定珠下压力3KN，压头直径9.6mm，拉延速度200mm/min。对拉延部位进行盐雾试验，试验标准为ASTMB117，试验时间为72小时，评价标准：
◎：拉延部位白锈面积率小于5％
○：拉延部位白锈面积率大于5％且小于10％
Δ：拉延部位白锈面积率大于10％且小于50％
×：拉延部位白锈面积率大于50％
3)碱洗后耐蚀性：
使用中碱度脱脂剂(pH：11-12)进行清洗，在50℃温度下喷淋3分钟，清洗后对样板进行盐雾试验，试验标准为ASTMB117，试验时间为240小时，评价标准：
◎：白锈面积率小于5％
○：白锈面积率大于5％且小于10％
Δ：白锈面积率大于10％且小于50％
×：白锈面积率大于50％
4)冲压成型性：
使用拉延筋方法制样。实验条件：固定珠下压力3KN，压头直径9.6mm,拉延速度200mm/min。评价标准：
◎：外观无变化
○：外观少量黑点
Δ：外观较多明显黑色条纹
×：外观全面发黑
5)可涂装性
将经表面处理过的镀锌钢板根据以下条件进行涂装后，进行涂装附着性测试。试验条件：
1.醇酸系白色涂料(上海振华造漆厂产品，牌号：A-09)，22#棒涂覆，烘烤条件：140℃*40分钟；
2.环氧粉末涂料(阿克苏诺贝尔公司产品，牌号：EA05BH)，喷粉层厚度70-80微米，烘烤条件：200℃*10分钟；
在涂覆上述两项涂料后，采用美工刀在涂膜表面划100个小格，大小为1mm2，深度应划透漆膜层以达到钢板表面。采用玻璃胶带剥离后，观察漆膜的残留格数，残留格数越多，说明钢板对于醇酸系白色涂料或环氧粉末涂料的可涂装性能越优。
3.聚氨酯保温泡沫层(上海克络蒂材料科技发展股份有限公司产品)，将聚氨酯A料与B料按重量比2:1称取后，相互混合并迅速搅拌后倒在测试钢板上，使其在钢板上发泡固化。静置24小时后采用工具将钢板表面聚氨酯发泡层整块剥离，观察剥离痕迹上是否有聚氨酯泡沫残留，其残留比例越高，表明聚氨酯泡沫附着力越强，钢板对于聚氨酯泡沫的可涂装性能越优。
表3列出了由实施例1-5和对比例1-3中的经环保表面处理剂涂覆后镀锌钢板的取样经测试后的各项性能参数。
表3.
由表3可以看出，采用实施例1-5中的经环保表面处理剂涂覆后的镀锌钢板经过上述各项测试后，其评价结果均为“◎”和“Ο”，并且涂层和聚氨酯保温泡沫层在镀锌钢板上的残留比例高，说明了涂覆有该环保表面处理剂的镀锌钢板都具备有优良或良好的耐腐蚀性(平板、成型后及碱洗后)、加工性以及可涂装性等综合性能。
结合表1和表3可以获知，相比于实施例1-5，由于比较例1的环保表面处理剂中没有含铈的化合物G，因此，由该环保表面处理剂涂覆后的镀锌钢板成型拉延后的耐蚀性和经碱洗后耐蚀性均较差。另外，由于比较例2的环保表面处理剂中的改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A的质量份数较少，故而，由该环保表面处理剂涂覆后的镀锌钢板的皮膜的耐蚀性较差，并且该镀锌钢板对于醇酸系白色涂料、环氧粉末涂料及聚氨酯保温泡沫层的可涂装性也受到影响。此外，比较例3的环保表面处理剂中的表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的质量份数较少，由此，经该环保表面处理剂涂覆后的镀锌钢板的冲压成型较差。
需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其特征在于，其水溶液中的各固体分的质量份数为：
改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A：30-55份；
硅烷偶联剂B：32-60份；其中硅烷偶联剂B包括：含有至少一个活性氢的氨基官能团的有机硅烷偶联剂B1以及含有至少一个环氧基官能团的有机硅烷偶联剂B2，B1/B2为0.4-1；
表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C：3-15份；
含钒的化合物D，其以元素钒计算的质量份数为：0.01-0.5份；
含磷的化合物E，其以元素磷计算的质量份数为0.5-1.5份；
含氟的钛化合物F，其以元素钛计算的质量份数为0.1-1份；
含铈的化合物G，其以元素铈计算的质量份数为0.01-1份。
2.如权利要求1所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其特征在于，所述改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A采用有机物进行改性封端，所述有机物为环氧树脂E-44、羟基硅氧烷或丙烯酸羟乙酯。
3.如权利要求1所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其特征在于，所述改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A的质量份数为40-50份。
4.如权利要求1所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂B与改性封闭型阳离子聚氨酯树脂A的重量比为0.7-2.0。
5.如权利要求1所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其特征在于，所述表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的粒子直径为0.5-3微米。
6.如权利要求5所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其特征在于，所述表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的粒子直径为1.2-2微米。
7.如权利要求5所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其特征在于，所述表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的表面接枝有反应性活性基团，所述反应性活性基团为环氧基、氨基和氨基甲酸酯基的至少其中之一。
8.如权利要求1所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其特征在于，所述表面接枝高密度聚乙烯粒子或表面接枝聚酰胺粒子C的质量份数为6-12份。
9.如权利要求1所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂，其特征在于，所述含铈的化合物G，其以元素铈计算的质量份数为0.2-0.6份。
10.一种镀锌钢板，其特征在于，其表面具有采用如权利要求1-9中任意一项所述的用于镀锌钢板的环保表面处理剂涂覆形成的复合皮膜。
11.如权利要求10所述的镀锌钢板，其特征在于，所述复合皮膜的厚度为1-3微米。
12.如权利要求11所述的镀锌钢板的制造方法，其特征在于，将所述用于镀锌钢板的环保表面处理剂涂覆在镀锌钢板表面，在80-180℃进行干燥，以在镀锌钢板表面形成所述复合皮膜。
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