CN107299307A

CN107299307A - 光整液组合物

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Publication number: CN107299307A
Application number: CN201710319155.5A
Authority: CN
Inventors: 邢妍
Original assignee: Quaker Chemical Corp
Current assignee: Quaker Chemical Corp
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2017-10-27
Anticipated expiration: 2037-05-09
Also published as: CN107299307B

Abstract

本发明公开了一种水性光整液组合物及其用途。本发明的光整液组合物用于镀锌板光整段，为镀锌板提供良好的耐缓蚀性，同时具有良好的附着性，能够有效提高镀锌板与后处理试剂的兼容性。本发明的光整液组合物不含亚硝酸盐，是环保型产品。

Description

光整液组合物

技术领域

本发明涉及热镀锌板光整工艺领域。具体地讲，本发明涉及用于热镀锌板光整工艺的不含亚硝酸盐的水性光整液组合物，所述光整液组合物包含复合防锈剂和氨基硅烷。

背景技术

热镀锌板生产技术发展迅猛，热镀锌产品在建材、汽车、家电领域使用广泛。生产热镀锌板时，由于锌液成分、气刀或冷却风机控制不当，在带钢表面容易产生白色的镀层纹。这种缺陷使板面看起来较花，影响镀锌板的表面质量。因此，在生产热镀锌板生产线的后段，采用光整工艺来减轻“镀层云纹”的缺陷。

热镀锌板光整工艺具有以下功能：

1、消除低碳钢的屈服平台或使屈服平台不明显，从而防止镀锌板在随后的拉延或深冲加工时出现滑移线；

2、改善板形，提高钢板光整度；

3、能为热镀锌板表面提供一定的粗糙度，一方面可改善冲压性能，另一方面可提高漆膜的附着力和表面光洁度。

目前，常用的光整液含有亚硝酸盐。亚硝酸盐能够提供优良的耐腐蚀性能，但其清洗性能差、板面光亮度差。同时，亚硝酸盐类化合物对人体具有一定危害作用。

此外，由于光整液在热镀锌板面上的有残留，该残留物会极大的影响热镀锌板的后处理阶段。例如，光整后的热镀锌板在进行六价铬、三价铬或无铬钝化处理时，发生钝化膜不连续等现象。这种现象极大地影响了镀锌板的后处理及钝化板质量。

为解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种光整液组合物。本发明的光整液组合物具有高缓蚀，高附着性，同时所述组合物不含亚硝酸盐，对环境友好，是一种环保型的水性组合物。

发明内容

本发明的一个方面涉及水性光整液组合物，所述组合物包含：(a)复合防锈剂，所述复合防锈剂包含多元酸、有机酸和有机胺的组合；(b)缓蚀剂；(c)表面活性剂；(d)润滑剂；(e)消泡剂和(f)氨基硅烷，其中所述光整液组合物不含亚硝酸盐。

在本发明的另一个方面，所述光整液组合物还包括其它助剂，如杀菌剂、增溶助剂或pH调节剂等。

本发明的光整液能够提供良好的耐腐蚀性，并且与热镀锌板的后处理及钝化处理有良好的兼容性。

发明详述

本发明提供了具有高耐腐蚀和附着性的光整液组合物。本发明中所述的光整液不含有亚硝酸盐，是环境和生态友好的水性组合物。

在本发明的一个实施方案中，本发明的光整液组合物包括水，多元酸、有机酸及有机胺复合防锈剂，缓蚀剂，表面活性剂，润滑剂，和氨基硅烷。光整液组合物和单独的组分在以下更详细的描述。

多元酸、有机酸及有机胺复合防锈剂

在一些实施方案中，本发明的光整液组合物包括多元酸、有机酸及有机胺复合防锈剂。

在一些实施方案中，所述多元酸化合物选自磷酸、硼酸、癸二酸等多元酸中的一种或几种；所述有机酸化合物选自对硝基苯甲酸，C_5-10一元或多元酸混酸中的一种或几种。C_5-10一元或多元酸混酸的实例如Invista的CORFREE M1，其主要成分如下：

组分	含量(％重量)
		十一烷二酸	30-43％
十二烷二酸	29-42％
		癸二酸	5-6％
辛二酸	1.6-2.3％
		庚二酸	1.4-2％
己二酸	0.8-1.4％
		戊二酸	0.5-1.0％

所述有机胺类化合物选自醇胺类，单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺；羧酸胺类等中的一种或几种。

在一些实施方案中，所述多元酸、有机酸及有机胺复合防锈剂存在的量可为所述光整液组合物的约5重量％-25重量％。其中，所述多元酸化合物存在的量可为光整液组合物的约1重量％-5重量％；所述有机酸化合物存在的量可为所述光整液组合物的约2重量％-10重量％；所述有机胺类化合物存在的量可为所述光整液组合物的约2重量％-10重量％。

尽管不希望受任何理论的约束，但认为所述多元酸、有机酸及有机胺复合防锈剂能够有效提供热镀锌板的耐腐蚀性能。

缓蚀剂

在一些实施方案中，本发明的光整液组合物包括缓蚀剂。在一些实施方案中，所述缓蚀剂选自甲基苯三氮唑、苯丙三氮唑、三氮唑等噻唑类衍生物。

在一些实施方案中，所述缓蚀剂存在的量可为光整液组合物的约0.1重量-1重量％。

尽管不希望受任何理论的约束，但认为所述缓蚀剂能够有效辅助防锈剂提高热镀锌板的防锈性能，减缓热镀锌板的锈蚀速率。

表面活性剂

在一些实施方案中，本发明的光整液包括表面活性剂。

在一些实施方案中，所述表面活性剂选自C_12-C₁₈脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。

在一些实施方案中，所述表面活性剂存在的量可为所述光整液组合物的约0.5重量-3重量％。

尽管不希望受任何理论的约束，但认为表面活性剂为光整液提供优异的清洗性能，可改善热镀锌板表面的清洁状况，保持光辊辊面的清洁，避免因杂质压入、杂质粘着而产生辊痕等缺陷。

润滑剂

在一些实施方案中，本发明的光整液组合物包括润滑剂。

在一些实施方案中，所述润滑剂选自水溶性脂肪醇磷酸酯类、及水溶性聚醚脂类中的一种或多种。

在一些实施方案中，所述润滑剂存在的量可为所述光整液组合物的约0.5重量-5重量％。

尽管不希望受任何理论的约束，但认为润滑剂能够减少了热镀锌板与光整辊的磨损，因而可减少轧辊消耗，提高轧辊寿命。

消泡剂

在一些实施方案中，本发明的光整液包括消泡剂。

在一些实施方案中，所述消泡剂为聚醚类消泡剂。

在一些实施方案中，所述消泡剂存在的量可为所述光整液组合物的约0.1重量-2重量％。

尽管不希望受任何理论的约束，但认为由于光整液组合物中含有一定量的表面活性剂，会在使用过程中产生泡沫，聚醚类消泡剂能够分散在水性组合物中，并提供一定的消泡作用。

氨基硅烷

在一些实施方案中，本发明的光整液组合物包括氨基硅烷。在一些实施方案中，所述氨基硅烷为含有一个或多个氨基烷基基团的烷氧基硅烷化合物，上述的氨基C_1-6烷基基团含有至少一个活性氢原子，其中烷基或烷氧基具有1-12个碳原子，例如具有1-6个碳原子。可用于本发明的氨基硅烷如3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、双(二甲基氨基)二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷等。

氨基硅烷与热镀锌板能通过Si-OH作用链接，使该光整液组合物具有附着性。氨基硅烷作为硅烷偶联剂，既可以与热镀锌表面，通过硅羟基作用链接；又可以与后处理剂/钝化液/耐指纹涂料兼容，提高本发明所述的光整液组合物与后处理剂/钝化液/耐指纹涂料的兼容性，解决光整液处理后的热镀锌板涂覆钝化液不均匀的问题。同时，氨基硅烷也具有一定的防锈性能，其与本发明所述的防锈剂，具有协同效应，可以大大提高光整液的耐腐蚀性。

在一些实施方案中，所述氨基硅烷存在的量可为所述光整液组合物的约0.5重量-3重量％。

其它组分

在一些实施方案中，本发明的光整液组合物可包括其它成分，包括杀菌剂、增溶助剂、pH调节剂等。

在一些实施方案中，本发明的光整液组合物包括任何适合的添加剂，只要所述添加剂及其量不影响实现所述光整液组合物所期望的效果即可。

在一些实施方案中，本发明的光整液组合物中水的含量可为所述组合物的约40重量％-约95重量％。

在一些实施方案中，本发明的光整液组合物包括杀菌剂。所述杀菌剂可预防所述光整液组合物使用过程中细菌的繁殖，避免造成难闻气味。所述杀菌剂的量可为所述光整液组合物的约0.1重量％-约1重量％。

在一些实施方案中，本发明的光整液组合物包括增溶助剂。所述增溶助剂以溶剂类增溶助剂为主，可提高脂类及醚类在水溶性组合物中的溶解度。

所述增溶助剂的量可为所述光整液组合物的约0.1重量％-约5重量％。

本发明的光整液组合物可为例如包含以下组分及其含量的组合物：

组分	量
		水	75.5-88.4％
乙醇胺	1.5-2.5％
		三乙醇胺	2.5-4.5％
苯并三氮锉	1.0-2.0％
		硼酸	2.0-4.0％
C5-C10一元或多元酸混酸	2.0-4.0％
		十三烷醇聚醚	1.5-2.5％
乙氧基脂肪醇磷酸酯	0.5-1.5％
		3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷	0.5-2.5&
消泡剂	0.1-1.0％

或者，

组分	量
		水	75-86.8％
乙醇胺	1.5-2.5％
		三乙醇胺	2.5-4.5％
甲基苯并三氮锉	1.0-2.0％
		硼酸	1.5-3.0％
对硝基苯甲酸	0.1-0.5％
		C5-C10一元或多元酸混酸	1.5-3.0％
癸二酸	1.5-2.5％
		十三烷醇聚醚	1.5-2.5％
乙氧基脂肪醇磷酸酯	0.5-1.5％
		3-氨基丙基三甲氧基硅烷	1.5-2.0％
消泡剂	0.1-1.0％

用途

本发明的光整液组合物与现有技术相比，用于热镀锌板的光整处理，可提供良好的清洁、润滑和防腐性能。

在一些实施方案中，本发明的光整液组合物与热镀锌板后处理剂/钝化剂/耐指纹涂料具有良好的兼容性。同时，本发明的光整液组合物不含亚硝酸盐，是环境和生态友好的水性组合物。

在一些实施方案中，本发明所述的光整液组合物使用浓度为2-10％重量，例如3-6％重量，例如5％重量。

在一些实施方案中，使用本发明所述的5％光整液组合物光整处理后的热镀锌板，进行Domnarvet实验，测试其防锈性能，能够达到192h无锈蚀。

在一些实施方案中，使用本发明所述的5％光整液组合物光整处理后的热镀锌板，进行铁屑实验，测试其防锈性能，能够达到0级，即无锈蚀。

在一些实施方案中，使用本发明所述的5％光整液组合物光整处理后的热镀锌板，进一步涂覆六价铬钝化液/三价铬钝化液/无铬钝化液，与未添加氨基硅烷的光整液对比，无不连续现象。

实施例

实施例1

根据下表制备光整液组合物

实施例2

根据下表制备光整液组合物

实施例3

根据下表制备本发明的光整液组合物

通过铁屑实验及Domnarvet实验，研究本发明的光整液组合物的耐腐蚀性。

铁屑实验

根据ASTM D4627 2012进行测试。表面皿上放一张滤纸，称量2.0g铁屑，滴2.0g测试液，将表面皿盖好，室温(20℃)放置2小时，观察滤纸上铁锈面积。

Domnarvet实验

制备5％本发明的光整液组合物处理后的热镀锌板三片，中间滴6滴水，叠片在室温(20℃)下放置48h后观察，并添加6滴水，直至有白锈产生。

钝化实验

通过5％本发明的光整液组合物处理后的热镀锌板，再涂覆六价铬钝化液，观察钝化液膜层是否连续的方法，研究本发明光整液组合物与六价铬钝化液的兼容性。

表面张力(根据BZY-1进行测试，全自动表/界面张力仪)测试其清洗性，摩擦系数(根据JT/T 763-2009进行测试)体现其润滑性。

上表中，亚硝酸盐型光整液为得自Quaker的产品Qwerl 506BT。

如上表所示，与对比例1和2的光整液组合物相比，本发明实施例的光整液组合物具有优异的耐腐蚀性，并能与六价铬钝化液兼容。

虽然本发明的说明性实施方案在此公开，应理解本领域技术人员可设计许多改进和其它实施方案。例如，不同实施方案的特征可用于其它实施方案。因此，应理解所附权利要求预期覆盖落在本公开的宗旨和范围内的所有这些改进和实施方案。

Claims

1.水性光整液组合物，所述组合物包含：

(a)复合防锈剂，所述复合防锈剂包含多元酸、有机酸和有机胺的组合；

(b)缓蚀剂；

(c)表面活性剂；

(d)润滑剂；和

(e)消泡剂；和

(f)氨基硅烷，

其中所述光整液组合物不含亚硝酸盐。

2.权利要求1的光整液组合物，其中所述复合防锈剂的存在量为所述光整液组合物的约5重量％-25重量％；其中所述多元酸化合物存在的量为所述光整液组合物的约1重量％-5重量％；所述有机酸化合物存在的量为所述光整液组合物的约2重量％-10重量％；所述有机胺类化合物存在的量为所述光整液组合物的约2重量％-10重量％。

3.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述缓蚀剂的存在量为所述光整液组合物的约0.1重量-1重量％。

4.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述表面活性剂的存在量为所述光整液组合物的约0.5重量-3重量％。

5.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述润滑剂的存在量为所述光整液组合物的约0.5重量-5重量％。

6.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述消泡剂的存在量为所述光整液组合物的约0.1重量-2重量％。

7.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述氨基硅烷的存在量为所述光整液组合物的约0.5重量-3重量％。

8.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其可进一步含有选自杀菌剂、增溶剂和pH调节剂的功能助剂。

9.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述多元酸化合物选自磷酸、硼酸和癸二酸；所述有机酸化合物选自对硝基苯甲酸和C_5-10一元或多元酸混酸；所述有机胺类化合物选自醇胺和羧酸胺。

10.权利要求9的光整液组合物，其中所述醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。

11.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述缓蚀剂为选自甲基苯三氮唑、苯丙三氮唑和三氮唑的噻唑类衍生物。

12.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述表面活性剂选自C₁₂-C₁₈脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚。

13.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述润滑剂选自水溶性脂肪醇磷酸酯类及水溶性聚醚脂类。

14.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述消泡剂为聚醚类消泡剂。

15.前述权利要求中任一项的光整液组合物，其中所述氨基硅烷为含有一个或多个氨基基团的烷氧基硅烷化合物，上述的氨基基团含有至少一个活性氢原子，如3-氨基丙基三甲/乙氧基硅烷、双(二甲基氨基)二甲氧基硅烷等。