CN108624191B - 一种钢板用绿色防锈预处理成膜液 - Google Patents

一种钢板用绿色防锈预处理成膜液 Download PDF

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Abstract

一种钢板用绿色防锈预处理成膜液，属于钢板表面防腐蚀处理技术领域。该钢板用绿色防锈预处理成膜液，其含有的原料组分及各个原料组分的质量百分比为：聚乙烯醇0.3～0.5％，三乙醇胺0.4～0.6％，六次甲基四胺0.4～0.6％，硅烷偶联剂0.3～0.5％，水性环氧树脂乳液0.8～1.2％，余量为水。该钢板用绿色防锈预处理成膜液具有高度分散性、成膜均匀、为后续涂装提供充分附着性、具有优良耐蚀性、对环境影响小、无铬无污染。

Description

一种钢板用绿色防锈预处理成膜液
技术领域
本发明属于钢板表面防腐蚀处理技术领域，特别涉及一种钢板用绿色防锈预处理成膜液。
背景技术
钢板在长期储存和运输过程中容易发生锈蚀，目前采用的方法是：涂布防锈油并包装防锈纸以防止钢板锈蚀。用户在使用该方法时，除油产生的含油废水引起环境问题越来越受到重视，随着环境保护法规日益完善和绿色生产意识的不断提高，涂油防锈技术终将被绿色环保的防锈技术所取代。目前，环保的水溶性树脂乳液已经用于金属表面防护，为替代涂油防锈提供了技术可能，但目前在涂镀层板材表面应用较多，在冷轧和热轧钢板表面防锈领域研究比较罕见。通常为了保证防锈性能，乳液中通常添加大量的缓蚀剂，容易与成膜树脂产生兼容问题，从而降低膜的附着力。为了保证涂膜的封闭性和连续性，通常需要水溶性树脂乳液具备较高的固含量，这导致了涂膜厚度增大附着力下降，影响后续涂装层的附着。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种钢板用绿色防锈预处理成膜液，该钢板用绿色防锈预处理成膜液具有高度分散性、成膜均匀、为后续涂装提供充分附着性、具有优良耐蚀性、对环境影响小、无铬无污染。
为实现上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液，其含有的原料组分及各个原料组分的质量百分比为：
聚乙烯醇0.3～0.5％，三乙醇胺0.4～0.6％，六次甲基四胺0.4～0.6％，硅烷偶联剂0.3～0.5％，水性环氧树脂乳液0.8～1.2％，余量为水。
其中，
所述的钢板用绿色防锈预处理成膜液中，所述的聚乙烯醇，醇解度≥75％，其分子量为7～15万。
所述的钢板用绿色防锈预处理成膜液中，所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、双(二乙基氨基)硅烷或氨基硅烷聚合物中的一种或几种混合。
所述的钢板用绿色防锈预处理成膜液中，所述的水性环氧树脂乳液为水溶性双酚A型环氧树脂乳液或改性双酚A型环氧树脂水性乳液中的一种或两种混合。
本发明的钢板用绿色防锈预处理成膜液，其盐雾试验结果为：当进行盐雾试验3h，其评级达到10级，当进行盐雾试验5h，其评级为达到4级；其附着力结果为：其划格附着力达到1级，划圈附着力达到1级。具有优良的耐蚀性、附着力和与后续涂装的兼容性。
与现有技术相比较，本发明的一种钢板用绿色防锈预处理成膜液，具有如下有益效果：
本发明钢板用绿色防锈预处理成膜液高度分散，原料易得，成本低，无铬且不产生易挥发有机物质满足绿色化学和WEES&ROHS指令要求。钢板用绿色防锈预处理成膜液在钢板表面成膜覆盖均匀，具有良好的耐蚀性，与钢板的附着性好，而且能够为后续涂装提供充分附着。成膜液中，水性环氧树脂乳液为主成膜组分，三乙醇胺和六次甲基四胺能与钢板表面发生化学吸附，提高氧气在钢板表面的超电势，抑制吸氧腐蚀电化学反应，起到缓蚀剂的作用。同时三乙醇胺和六次甲基四胺是水性环氧树脂乳液的交联剂，能够增加环氧树脂交联度。这种缓蚀剂与成膜组分具有的良好兼容性和协同增效性，在分子水平上提高了膜层致密性，保证了膜层的阳极保护能力。成膜液中硅烷偶联剂的硅醇键与钢板表面发生化学吸附，并能分子间自交联成膜提高膜层交联度，同时端胺基能与环氧树脂的环氧键缩合成键，增强环氧膜层与钢板表面的附着力。这种高交联度提高了膜的表面张力，使得后续涂装涂料易于润湿铺展，有效提高涂料成膜的附着力。组分中聚乙烯醇分散剂能够保证成膜液中有效成分的均匀分散，成膜过程中形成均匀的膜层结构降低膜层缺陷发生概率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例中采用的聚乙烯醇、三乙醇胺、六次甲基四胺、硅烷偶联剂和水性环氧树脂乳液均为工业级产品。
本发明实施例中采用的钢板为工业常规生产的冷轧板或酸洗板。
本发明实施例中的盐雾试验为GB/T10125-2012人造气氛腐蚀试验盐雾试验方法。
本发明实施例中的盐雾试验后的钢板样品采用GBT 6461-2002金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级方法评价。
本发明实施例中的附着力试验按照GB/T 1720—1979《漆膜附着力测定法》(划圈法)、GB/T 9286—1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》方法操作。
实施例1
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液，其含有的原料组分及各个原料组分的质量百分比为：
聚乙烯醇0.4％，三乙醇胺0.5％，六次甲基四胺0.5％，硅烷偶联剂0.4％，水性环氧树脂乳液1.0％，余量为水。
其中，
所用的聚乙烯醇为醇解度为75％，分子量为7.5万的聚乙烯醇。
所用的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷。
所用的水性环氧树脂乳液为水溶性双酚A型环氧树脂乳液。
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：配置A液
向水中加入聚乙烯醇，搅拌至溶液澄清，然后依次加入三乙醇胺和六次甲基四胺并搅拌均匀，得到A液。
步骤2：配置B液
向水中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷并搅拌20min，再加入水溶性双酚A型环氧树脂乳液并搅拌均匀，得到B液。
步骤3：混匀
将B液加入A液中，搅拌均匀，制备得到钢板用绿色防锈预处理成膜液。
将酸洗板浸入本实施例的钢板用绿色防锈预处理成膜液中，5s后取出，吹干，进行测试试验，其盐雾试验结果见表1，其涂装后的附着力试验结果见表2。
实施例2
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液，其含有的原料组分及各个原料组分的质量百分比为：
聚乙烯醇0.3％，三乙醇胺0.4％，六次甲基四胺0.6％，硅烷偶联剂0.3％，水性环氧树脂乳液1.1％，余量为水。
其中，
所用的聚乙烯醇为醇解度为88％，分子量为7.5万的聚乙烯醇。
所用的硅烷偶联剂为双(二乙基氨基)硅烷。
所用的水性环氧树脂乳液为改性双酚A型环氧树脂水性乳液。
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：配置A液
向水中加入聚乙烯醇，加热至95℃，并搅拌至溶液澄清，冷却至常温，然后依次加入三乙醇胺和六次甲基四胺并搅拌均匀，得到A液。
步骤2：配置B液
向水中加入双(二乙基氨基)硅烷并搅拌20min，再加入改性双酚A型环氧树脂水性乳液并搅拌均匀，得到B液。
步骤3：混匀
将B液加入A液中，搅拌均匀，制备得到钢板用绿色防锈预处理成膜液。
将冷轧板浸入本实施例的钢板用绿色防锈预处理成膜液中，5s后取出，吹干，进行测试试验，其盐雾试验结果见表1，其涂装后的附着力试验结果见表2。
实施例3
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液，其含有的原料组分及各个原料组分的质量百分比为：
聚乙烯醇0.4％，三乙醇胺0.6％，六次甲基四胺0.4％，硅烷偶联剂0.5％，水性环氧树脂乳液1.2％，余量为水。
其中，
所用的聚乙烯醇为醇解度为99％，分子量为11.5万的聚乙烯醇。
所用的硅烷偶联剂为氨基硅烷聚合物。
所用的水性环氧树脂乳液为水溶性双酚A型环氧树脂乳液和改性双酚A型环氧树脂水性乳液的混合物，按质量比，水溶性双酚A型环氧树脂乳液：改性双酚A型环氧树脂水性乳液＝1:1。
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：配置A液
向水中加入聚乙烯醇，加热至95℃，并搅拌至溶液澄清，冷却至常温，然后依次加入三乙醇胺和六次甲基四胺并搅拌均匀，得到A液。
步骤2：配置B液
向水中加入氨基硅烷聚合物并搅拌20分钟，再加入水溶性双酚A型环氧树脂乳液和改性双酚A型环氧树脂水性乳液的混合物(质量比1:1)并搅拌均匀，得到B液。
步骤3：混匀
将B液加入A液中，搅拌均匀，制备得到钢板用绿色防锈预处理成膜液。
将本实施例得到的钢板用绿色防锈预处理成膜液，用RDS 4#涂膜棒涂布于冷轧板后，吹干，进行测试试验，其盐雾试验结果见表1，其涂装后的附着力试验结果见表2。
实施例4
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液，其含有的原料组分及各个原料组分的质量百分比为：
聚乙烯醇0.5％，三乙醇胺0.4％，六次甲基四胺0.4％，硅烷偶联剂0.3％，水性环氧树脂乳液0.8％，余量为水。
其中，
所用的聚乙烯醇为醇解度为99％，分子量为10万的聚乙烯醇。
所用的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷和双(二乙基氨基)硅烷的混合物，按质量比，3-氨丙基三乙氧基硅烷：双(二乙基氨基)硅烷＝1:1。
所用的水性环氧树脂乳液为水溶性双酚A型环氧树脂乳液。
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：配置A液
向水中加入聚乙烯醇，加热至95℃，并搅拌至溶液澄清，冷却至常温，然后依次加入三乙醇胺和六次甲基四胺并搅拌均匀，得到A液。
步骤2：配置B液
向水中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和双(二乙基氨基)硅烷的混合物(按质量比1:1)并搅拌20min，再加入水溶性双酚A型环氧树脂乳液并搅拌均匀，得到B液。
步骤3：混合
将B液加入A液中，搅拌均匀，制备得到钢板用绿色防锈预处理成膜液。
将本实施例得到的钢板用绿色防锈预处理成膜液，用RDS 4#涂膜棒涂布于冷轧板后，吹干，进行测试试验，其盐雾试验结果见表1，其涂装后的附着力试验结果见表2。
实施例5
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液，其含有的原料组分及各个原料组分的质量百分比为：
聚乙烯醇0.6％，三乙醇胺0.6％，六次甲基四胺0.6％，硅烷偶联剂0.3％，水性环氧树脂乳液1.1％，余量为水。
其中，
所用的聚乙烯醇为醇解度为88％，分子量为15万的聚乙烯醇。
所用的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、双(二乙基氨基)硅烷和氨基硅烷聚合物的混合物(按质量比，3-氨丙基三乙氧基硅烷：双(二乙基氨基)硅烷：氨基硅烷聚合物＝1:1:1)。
所用的水性环氧树脂乳液为改性双酚A型环氧树脂水性乳液。
一种钢板用绿色防锈预处理成膜液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：配置A液
向水中加入聚乙烯醇，加热至95℃，并搅拌至溶液澄清，冷却至常温，然后依次加入三乙醇胺和六次甲基四胺并搅拌均匀，得到A液。
步骤2：配置B液
向水中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷、双(二乙基氨基)硅烷和氨基硅烷聚合物的混合物(质量比1:1:1)并搅拌20min，再加入改性双酚A型环氧树脂水性乳液并搅拌均匀，得到B液。
步骤3：混匀
将B液加入A液中，搅拌均匀，制备得到钢板用绿色防锈预处理成膜液。
将本实施例的钢板用绿色防锈预处理成膜液，用RDS 3#涂膜棒涂布于冷轧板后，吹干，进行测试试验，其盐雾试验结果见表1，其涂装后的附着力试验结果见表2。
实施例的试验方法
1、按照GB/T10125-2012金属覆盖层盐雾腐蚀实验方法进行实验，按照GB/T 6461-2002金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级方法评价，盐雾试验结果列于表1。
表1实施例盐雾试验结果
Figure BDA0001655282350000061
2、取实施例1和实施例2涂装环氧树脂漆，取实施例3和实施例4涂装环聚氨酯漆，取实施例5涂装水性氟碳树脂漆，按照GB/T 1720—1979《漆膜附着力测定法》(划圈法)、GB/T9286—1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》方法操作。
表2实施例涂装后附着力试验结果
实施例编号 划格附着力(级别) 划圈附着力(级别)
实施例1 1级别 1级别
实施例2 1级别 1级别
实施例3 1级别 1级别
实施例4 1级别 1级别
实施例5 1级别 1级别
本发明仅公开部分较佳的实施例，但并不是对本发明任何形式上和实质上进行限制。本发明还可以有其他多种实施方式，本领域技术人员可根据本发明做成各种相应的改变，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，所作的修改、同等替换、补充等相应的改变，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种钢板用绿色防锈预处理成膜液，其特征在于，该钢板用绿色防锈预处理成膜液由以下原料组分制得，各个原料组分的质量百分比为：
聚乙烯醇0.3~0.5%，三乙醇胺0.4~0.6%，六次甲基四胺0.4~0.6%，硅烷偶联剂0.3~0.5%，水性环氧树脂乳液0.8~1.2%，余量为水。
2.如权利要求1所述的钢板用绿色防锈预处理成膜液，其特征在于，所述的钢板用绿色防锈预处理成膜液中，所述的聚乙烯醇，醇解度≥75%，其分子量为7~15万。
3.如权利要求1所述的钢板用绿色防锈预处理成膜液，其特征在于，所述的钢板用绿色防锈预处理成膜液中，所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、双(二乙基氨基)硅烷或氨基硅烷聚合物中的一种或几种混合。
4.如权利要求1所述的钢板用绿色防锈预处理成膜液，其特征在于，所述的钢板用绿色防锈预处理成膜液中，所述的水性环氧树脂乳液为水溶性双酚A型环氧树脂乳液或改性双酚A型环氧树脂水性乳液中的一种或两种混合。
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