CN114075663B - 一种碳钢表面用水基处理剂、良耐蚀碳钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳钢表面用水基处理剂、良耐蚀碳钢及其制备方法，其中碳钢表面用水基处理剂的总固体份中包含一种含硼化合物、一种苯甲酸盐及其化合物、一种胺基化合物、一种选自磷酸、有机磷酸及其铵盐的化合物、一种选自羧酸及其盐、硫酸酯盐、磺酸盐的表面活性剂；普冷碳钢表面经涂敷上述碳钢表面用水基处理剂后，得到改性膜层厚度为10～40nm的良耐蚀碳钢，该良耐蚀碳钢的表面有分子级改性膜层，因此不仅具有稳定的耐腐蚀性能，不仅解决了普冷碳钢在长期储运过程中易发生锈蚀的问题，而且该良耐蚀碳钢还具有优异的涂装加工性能。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料表面处理技术领域，尤其涉及一种碳钢表面用水基处理剂、良耐蚀碳钢及其制备方法，该碳钢表面用水基处理剂主要应用于普冷碳钢的表面改性处理。
背景技术
碳钢卷材是应用最为广泛的钢铁产品之一，主要应用于汽车和家电领域；由于普冷板在大气中易锈蚀等，故其加工制造的终端产品需通过油漆涂装进行表面保护，但是即使经油漆涂装后，在生产、储运、加工过程中仍易出现锈蚀问题；国外的一些钢厂比如POSCO、新日铁、JFE等采用闪镀镍工艺在碳钢表面进行处理来实现耐蚀性能优化功能，需要增加电镀装备成本较高，且含镍镀液是钢铁制造端承受巨大的环保压力。
现有技术中，也有一些针对提高钢板耐腐蚀性的研究，比如申请号200610045619.X公开一种提高连续退火IF钢冷轧板耐蚀性的化学钝化方法，利用连续退火的冷轧板生产线设施，其特征在于退火后的冷轧板经过的淬水槽中是含缓蚀剂的钝化液，浓度1～5％、PH 8～12，钝化液中按溶质重量百分比的缓蚀剂是：苯甲酸胺20-30％、苯甲酸钠20-30％、乌洛托品30-40％、单乙醇胺10-20％，溶剂是水；保持淬水槽中的钝化液温度50～70℃，正常退火的IF钢冷轧板从退火炉出来后以200M/MIN通过淬水槽时；该方法处理后表面可以一定程度提升涂油产品表面的耐蚀性，但无法满足环保加工工艺需求的减少涂油量、甚至不涂油CQ料表面耐蚀要求，同时钝化后表面经过一定不同变形量的轧制平整后钝化膜势必发生不同程度破坏，耐蚀效果无法实现稳定控制。又如一些采用平整液对钢材进行清洗、润滑以及防锈等的研究，比如申请号200710023703.6公开了一种抗黄斑、环保型湿平整液，含有有机酸5～35％、有机胺5～35％、缓蚀剂2～20％、成膜剂2～20％、成膜促进剂1～10％、表面活性剂0.1～1％、水10～35％；通过清洗性和防锈性优化来缓解涂油钢板表面的片状黄斑现象；但是该平整液无法减少或免除防锈油保护后普冷卷钢长时间储运过程锈蚀问题。
鉴于上述情况，亟待研发一种应用于碳钢表面的处理剂，能够使碳钢具有稳定的耐腐蚀层，在长时间储运过程中不易发生锈蚀现象，且不影响涂装性能。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种碳钢表面用水基处理剂、良耐蚀碳钢及其制备方法，该碳钢表面用水基处理剂具有环保、经济、工艺适应性强等特性，能够使普冷碳钢表面形成分子级改性膜层，该改性膜层具有良好的耐腐蚀性能，在长期储运过程中不易发生锈蚀现象，同时该改性膜层还具有优异的涂装加工性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
本发明的第一方面提供一种碳钢表面用水基处理剂，其水溶液中的总固体份含有以下成分：
a)一种含硼化合物，其中水溶液中B的摩尔浓度为0.03～0.4mol/L；
b)一种苯甲酸盐及其化合物，其中水溶液中所述苯甲酸盐及其化合物的浓度为0.006～0.1mol/L；
c)一种胺基化合物，其中水溶液中N的摩尔浓度为0.005～0.06mol/L；
d)一种选自磷酸、有机磷酸及其铵盐的化合物，其中水溶液中P的摩尔浓度为0.002～0.02mol/L；
e)一种选自羧酸及其盐、硫酸酯盐、磺酸盐的表面活性剂，其中水溶液中表面活性剂的摩尔浓度为0.0001～0.001mol/L；
所述总固体份的质量分数为0.3～8％。
优选地，所述含硼化合物选自硼酸、偏硼酸钠、氟硼酸钠、四硼酸钠中的一种或多种；和/或
所述苯甲酸盐及其化合物选自苯甲酸钠、对氯苯甲酸钠、对叔丁基苯甲酸钠、对碘苯甲酸钠中的一种或多种；和/或
所述胺基化合物选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、羟基亚乙基二膦酸四钠、硼酸单乙醇胺、二甲基甲酰胺、萘胺、对氨基苯磺酰胺、N-1-萘撑二盐酸化二胺中的一种或多种。
优选地，所述表面活性剂选自含氟羧酸、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、三元聚羧酸、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的一种或多种。
优选地，所述水溶液的pH为8～10.5；和/或
所述总固体份的质量分数为0.3～5％。
优选地，所述总固体份的质量分数为0.5～2％。
本发明的第二方面提供一种良耐蚀碳钢的制备方法，采用如本发明第一方面所述的碳钢表面用水基处理剂对普冷碳钢表面进行改性处理，得到改性膜层厚度为10～40nm的良耐蚀碳钢。
优选地，在卷钢高速连续生产线的湿平整工序上，在平整形变量为0.5％～5％的条件下，所述碳钢表面用水基处理剂作为平整液或平整液添加剂对普冷卷钢的表面进行改性处理。
优选地，所述碳钢表面用水基处理剂作为平整液使用时，所述总固体份的浓度为1％～5％。
优选地，所述碳钢表面用水基处理剂作为平整液添加剂使用时，所述总固体份的浓度为0.5％～4％。
优选地，在卷钢高速连续生产线的辊涂处理工序上，将所述碳钢表面用水基处理剂通过一次辊涂涂敷到普冷碳钢表面，在温度为40～90℃的热风条件下进行干燥，得到所述良耐蚀碳钢。
优选地，所述碳钢表面用水基处理剂中总固体份的浓度为0.3％～6％。
本发明的第三方面提供一种良耐蚀碳钢，由所述的制备方法制备而成。
本发明的碳钢表面用水基处理剂中总固体份中的各成分含量设计原理如下：
本发明的碳钢表面用水基处理剂中总固体份的质量分数采用0.3％～8％，由于总固体份部分成分仅分散在水溶液中，因此碳钢表面用水基处理剂既要具有较好的涂敷性能又要具有较长的溶液存储时间，故采用0.3％～8％范围，优选0.3％～5％，最优采用0.5％～2％。
本发明的一种含硼化合物选自硼酸、偏硼酸钠、氟硼酸钠、四硼酸钠等，在水溶液中以B元素的摩尔浓度计含量为0.03～0.4mol/L，属于非反应性成膜物质，主要通过表面吸附成膜的方式在碳钢材料表面形成分子结构的改性膜层；当含量低于0.03mol/L时无法形成完整吸附膜保护性不足，如果含量高于0.4mol/L则改性膜层厚度过大会直接影响表面涂装前处理性能。
本发明的一种苯甲酸盐及其化合物选自苯甲酸钠、对氯苯甲酸钠、对叔丁基苯甲酸钠、对碘苯甲酸钠等，其摩尔浓度为0.006～0.1mol/L，其主要作用是协同提升成膜体系对腐蚀介质离子阻隔性，同时抑制腐蚀电化学反应，当含量低于0.006mol/L时无法有效抑制腐蚀介质化学反应，如果含量高于0.1mol/L成膜涂装漆膜附着性能出现下降。
本发明的一种胺基化合物选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、羟基亚乙基二膦酸四钠、硼酸单乙醇胺、二甲基甲酰胺、萘胺、对氨基苯磺酰胺、N-1-萘撑二盐酸化二胺等，在水溶液中N元素摩尔浓度计含量为0.005～0.06mol/L，其主要作用是通过在碳钢表面形成有效缓解阴阳极反应速度的吸附膜层，在起到有效缓蚀作用的同时可有效提成涂装附着性能；当含量低于0.005mol/L时无法达到协同抑制腐蚀改性的效果，如果含量高于0.06mol/L则影响体系其他组分成膜效率，同时对腐蚀介质离子阻隔性显著下降。
本发明的一种选自磷酸、有机磷酸及其铵盐的化合物，在水溶液中以P元素摩尔浓度计含量为0.002～0.02mol/L，其主要作用是在碳钢表面阳极活化区快速反应，降低阳极活化区反应性；当含量低于0.002mol/L时无法有效抑制阳极活化区反应性，如果含量高于0.02mol/L则会影响溶液体系稳定性，协同改性效果下降。
本发明的一种选自羧酸及其盐、硫酸酯盐、磺酸盐的表面活性剂选自含氟羧酸、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、三元聚羧酸、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠等中的一种或多种，在水溶液中表面活性剂中的含量为0.0001～0.001mol/L，主要起到促进成膜均匀性的作用，当其含量小于0.0001mol/L时，连续带钢快速生产工艺过程易出现表面成膜不均的斑迹现象，当其含量大于0.001mol/L时，表面活性剂过量影响涂层表面腐蚀改性效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明的碳钢表面用水基处理剂具有环保、经济、工艺适应性强等特性，能够使普冷碳钢表面形成分子级改性膜层，该改性膜层具有良好的耐腐蚀性能，在长期储运过程中不易发生锈蚀现象，同时该改性膜层还具有优异的涂装加工性能；
2.本发明的良耐蚀碳钢的改性膜层能满足家电、油桶用的超低涂油，甚至不涂油的普冷卷钢产品的表面储运过程防锈性能的要求；
3.本发明的良耐蚀碳钢表面的改性膜层在常规涂装前处理过程的清洗段可有效去除，不影响涂装前反应以及后续喷涂、电泳效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
本发明所提供的一种碳钢表面用水基处理剂，其水溶液中的总固体份含有以下成分：
a)含硼化合物，选自硼酸、偏硼酸钠、氟硼酸钠、四硼酸钠中的一种或多种，其中水溶液中B的摩尔浓度为0.03～0.4mol/L，优选的摩尔浓度为0.08～0.4mol/L；
b)苯甲酸盐及其化合物，选自苯甲酸钠、对氯苯甲酸钠、对叔丁基苯甲酸钠、对碘苯甲酸钠中的一种或多种，其中水溶液中苯甲酸盐及其化合物的浓度为0.006～0.1mol/L；
c)胺基化合物，选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、羟基亚乙基二膦酸四钠、硼酸单乙醇胺、二甲基甲酰胺、萘胺、对氨基苯磺酰胺、N-1-萘撑二盐酸化二胺中的一种或多种，其中水溶液中N的摩尔浓度为0.005～0.06mol/L；
d)含磷化合物，选自磷酸、有机磷酸及其铵盐的化合物，其中水溶液中P的摩尔浓度为0.002～0.02mol/L；
e)表面活性剂，选自羧酸及其盐、硫酸酯盐、磺酸盐的表面活性剂，具体选自含氟羧酸、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、三元聚羧酸、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的一种或多种，其中水溶液中表面活性剂的摩尔浓度为0.0001～0.001mol/L；
其中碳钢表面用水基处理剂水溶液的pH为8～10.5，总固体份的质量分数为0.3～8％，优选的质量分数为0.3～5％，更进一步质量分数为0.5～2％。
本发明的良耐蚀碳钢的制备方法，采用上述的碳钢表面用水基处理剂对普冷碳钢表面进行改性处理，得到改性膜层厚度为10～40nm的良耐蚀碳钢；
其中一种制备方法(湿平整工序)：在卷钢高速连续生产线，保持常规连退产线工序不变的条件下，选在湿平整工序中，平整形变量为0.5％～5％的条件下，碳钢表面用水基处理剂作为平整液(常规平整液的浓度范围为5％～8％)或平整液添加剂对普冷卷钢的表面进行改性处理，通过平整工序喷淋-挤压-常温吹干处理后，实现碳钢表面耐蚀改性的效果；碳钢表面用水基处理剂作为平整液使用时，总固体份浓度为1％～5％；碳钢表面用水基处理剂作为平整液添加剂使用时，总固体份浓度为0.5％～4％。
另一种制备方法(辊涂处理工序)：在卷钢高速连续生产线的辊涂处理工序中，将总固体份浓度为0.3％～6％的碳钢表面用水基处理剂通过一次辊涂涂敷到普冷碳钢表面后，在温度为40～90℃的热风条件下进行干燥实现有效的成膜固化，得到良耐蚀碳钢；其中改性膜层的形成不要求特定的固化温度，干燥过程使卷钢表面均匀干燥即可，但固化温度大于100℃时会破坏改性膜层的结构进而影响其表面耐蚀性能。
上述制备的良耐蚀碳钢的改性膜层能显著提升普冷卷钢表面湿热叠片性能，在温度49℃，相对湿度98％条件下湿热叠片120h，锈蚀面积＜5％。
下面结合具体例子进一步对本发明的碳钢表面用水基处理剂及良耐蚀碳钢的制备方法进行说明；
下面实施例以及对比例中的基材均采用常规普冷CQ料，规格为1.0mm，各元素成分如表1所示：
表1 常规普冷CQ料各元素成分
实施例1
(1)表面处理剂采用碳钢表面用水基处理剂，其水溶液中的总固体份含有以下成分：
a)含硼化合物采用四硼酸钠，其中水溶液中B的摩尔浓度为0.06mol/L；
b)苯甲酸盐及其化合物采用苯甲酸钠，其中水溶液中苯甲酸盐及其化合物的浓度为0.02mol/L；
c)胺基化合物采用乙二胺四乙酸二钠盐和、羟基亚乙基二膦酸四钠、硼酸单乙醇胺、二甲基甲酰胺、萘胺，其中水溶液中N的摩尔浓度为0.05mol/L；
d)含磷化合物采用有机磷酸，其中水溶液中P的摩尔浓度为0.003mol/L；
e)表面活性剂采用十二烷基硫酸钠，其中水溶液中表面活性剂的摩尔浓度为0.0002mol/L；
其中碳钢表面用水基处理剂水溶液的pH为10，总固体份的质量分数为2％；
(2)上述制备的碳钢表面用水基处理剂在湿平整工序中用作平整液对基材进行改性处理，得到改性膜层厚度为40nm的良耐蚀碳钢，其中机组的速度为120m/min。
实施例2
(1)表面处理剂采用碳钢表面用水基处理剂，其水溶液中的总固体份含有以下成分：
a)含硼化合物采用四硼酸钠，其中水溶液中B的摩尔浓度为0.3mol/L；
b)苯甲酸盐及其化合物采用对叔丁基苯甲酸钠，其中水溶液中叔丁基苯甲酸钠的浓度为0.05mol/L；
c)胺基化合物采用乙二胺四乙酸二钠盐和硼酸单乙醇胺，其中水溶液中N的摩尔浓度为0.03mol/L；
d)含磷化合物采用选自磷酸盐的化合物，其中水溶液中P的摩尔浓度为0.008mol/L；
e)表面活性剂，采用磺酸盐的表面活性剂中的十二烷基硫酸钠，其中水溶液中十二烷基硫酸钠的摩尔浓度为0.0002mol/L；
其中碳钢表面用水基处理剂水溶液的pH为9，总固体份的质量分数为1％；
(2)上述制备的碳钢表面用水基处理剂在湿平整工序中用作平整液对基材进行改性处理，得到改性膜层厚度为20nm的良耐蚀碳钢，其中机组的速度为180m/min。
实施例3
(1)表面处理剂采用碳钢表面用水基处理剂，其水溶液中的总固体份含有以下成分：
a)含硼化合物采用氟硼酸钠，其中水溶液中B的摩尔浓度为0.1mol/L；
b)苯甲酸盐及其化合物采用苯甲酸钠和对叔丁基苯甲酸钠，其中水溶液中苯甲酸盐及其化合物的浓度为0.07mol/L；
c)胺基化合物采用羟基亚乙基二膦酸四钠和N-1-萘撑二盐酸化二胺，其中水溶液中N的摩尔浓度为0.03mol/L；
d)含磷化合物采用磷酸铵盐的化合物，其中水溶液中P的摩尔浓度为0.005mol/L；
e)表面活性剂，采用磺酸盐的表面活性剂中的十二烷基磺酸钠，其中水溶液中十二烷基磺酸钠的摩尔浓度为0.0002mol/L；
其中碳钢表面用水基处理剂水溶液的pH为10.5，总固体份的质量分数为0.8％；
(2)上述制备的碳钢表面用水基处理剂在湿平整工序中用作平整液对基材进行改性处理，得到改性膜层厚度为35nm的良耐蚀碳钢，其中机组的速度为40m/min。
实施例4
(1)表面处理剂采用碳钢表面用水基处理剂，其水溶液中的总固体份含有以下成分：
a)含硼化合物采用四硼酸钠，其中水溶液中B的摩尔浓度为0.4mol/L；
b)苯甲酸盐及其化合物采用苯甲酸钠，其中水溶液中苯甲酸钠的浓度为0.06mol/L；
c)胺基化合物采用N-1-萘撑二盐酸化二胺，其中水溶液中N的摩尔浓度为0.005mol/L；
d)含磷化合物采用磷酸钠盐的化合物，其中水溶液中P的摩尔浓度为0.003mol/L；
e)表面活性剂，采用磺酸盐的表面活性剂中的三元聚羧酸，其中水溶液中三元聚羧酸的摩尔浓度为0.0002mol/L；
其中碳钢表面用水基处理剂水溶液的pH为8，总固体份的质量分数为0.3％；
(2)上述制备的碳钢表面用水基处理剂在湿平整工序中用作平整液对基材进行改性处理，得到改性膜层厚度为15nm的良耐蚀碳钢，其中机组的速度为120m/min。
实施例5
(1)表面处理剂采用碳钢表面用水基处理剂，其水溶液中的总固体份含有以下成分：
a)含硼化合物采用硼酸，其中水溶液中B的摩尔浓度为0.08mol/L；
b)苯甲酸盐及其化合物采用苯甲酸钠，其中水溶液中苯甲酸钠的浓度为0.01mol/L；
c)胺基化合物采用乙二胺四乙酸二钠盐和萘胺，其中水溶液中N的摩尔浓度为0.01mol/L；
d)含磷化合物采用磷酸钠盐的化合物，其中水溶液中P的摩尔浓度为0.015mol/L；
e)表面活性剂，采用磺酸盐的表面活性剂中的十二烷基磺酸钠，其中水溶液中十二烷基磺酸钠的摩尔浓度为0.001mol/L；
其中碳钢表面用水基处理剂水溶液的pH为10，总固体份的质量分数为5％；
(2)上述制备的碳钢表面用水基处理剂通过棒涂模拟辊涂工序对基材进行改性处理，得到改性膜层厚度为20nm的良耐蚀碳钢。
实施例6
(1)表面处理剂采用碳钢表面用水基处理剂，其水溶液中的总固体份含有以下成分：
a)含硼化合物采用四硼酸钠，其中水溶液中B的摩尔浓度为0.04mol/L；
b)苯甲酸盐及其化合物采用苯甲酸钠，其中水溶液中苯甲酸钠的浓度为0.02mol/L；
c)胺基化合物采用乙二胺四乙酸二钠盐，其中水溶液中N的摩尔浓度为0.01mol/L；
d)含磷化合物采用磷酸铵盐的化合物，其中水溶液中P的摩尔浓度为0.005mol/L；
e)表面活性剂，采用磺酸盐的表面活性剂中的十二烷基硫酸钠，其中水溶液中十二烷基硫酸钠的摩尔浓度为0.0002mol/L；
其中碳钢表面用水基处理剂水溶液的pH为10.2，总固体份的质量分数为0.6％；平整液采用浓度为5％的常规平整液F(市售成品湿平整处理剂)
(2)碳钢表面用水基处理剂在湿平整工序中用作平整液添加剂对基材进行改性处理，得到改性膜层厚度为30nm的良耐蚀碳钢，机组的速度为120m/min。
对比例1
(1)表面处理剂采用缺少含硼化合物(非反应性成膜物质)碳钢表面用水基处理剂，其水溶液中的总固体份含有以下成分：
b)苯甲酸盐及其化合物采用对氯苯甲酸钠，其中水溶液中对氯苯甲酸钠的浓度为0.05mol/L；
c)胺基化合物采用羟基亚乙基二膦酸四钠，其中水溶液中N的摩尔浓度为0.03mol/L；
d)含磷化合物采用磷酸钠盐的化合物，其中水溶液中P的摩尔浓度为0.005mol/L；
e)表面活性剂，采用磺酸盐的表面活性剂中的十二烷基磺酸钠，其中水溶液中十二烷基磺酸钠的摩尔浓度为0.0002mol/L；
其中碳钢表面用水基处理剂水溶液的pH为10，总固体份的质量分数为1％；
(2)碳钢表面用水基处理剂在湿平整工序中用作平整液对基材进行改性处理，处理后的基材的改性膜层厚度为20nm，其中机组的速度为120m/min。
对比例2
基材采用浓度为5％的常规平整液F(市售成品湿平整处理剂)进行表面处理，其中机组的速度为120m/min。
将上述实施例1～6和对比例1～2中的表面处理后基材通过下述方法进行评价：
(1)湿热叠片
将样板试样进行50mg/m2DOS油涂油后叠片利用夹具夹紧；放入温度48℃、相对湿度98％的湿热箱放置120小时；
评价标准如下：
◎：边缘轻微锈蚀，锈蚀面积＜5％
○：边缘较轻斑迹，斑迹面积<20％
Δ：边部较宽区域出现锈蚀斑迹，斑迹面积<50％
×：板面严重锈蚀斑迹，斑迹面积>70％
(2)单片盐雾
对样板进行中性盐雾SST，试验标准参照ASTM B117，放置6min，观察表面锈蚀情况；
评价标准如下：
◎：表面无明显锈蚀发生，轻微点锈面积<3％；
○：表面可见轻微锈蚀，锈蚀面积<10％
Δ：表面可见明显锈蚀，锈蚀面积<50％
×：全面锈蚀，锈蚀面积>50％
(3)喷漆附着性能
对样板进行喷粉涂漆处理，烘烤后进行百格试验评估漆膜附着性；
评价标准如下：
◎：附着性能良好，密着比例100％
○：轻微脱落，密着比例>95％
Δ：部分脱落，密着比例≥70％
×：附着性能良好，密着性<70％
实施例1～6和对比例1～2中的表面处理后基材的取样经测试后的各项性能参数如表2所示。
表2
| 湿热叠片 | 单片盐雾 | 喷漆附着性能 | |
| 实施例1 | Δ | ○ | ◎ |
| 实施例2 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 实施例3 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 实施例4 | ◎ | Δ | ◎ |
| 实施例5 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 实施例6 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 对比例1 | × | ○ | ◎ |
| 对比例2 | × | × | ◎ |
由表2可知，实施例1～6在上述评价项目中均表现出良好的性能，尤其是实施例2～6中的样板综合性能优异；实施例6为实验室棒涂模拟辊涂工序，由表2可知其涂敷效果以及性能均表现良好；由实施例1、实施例2、对比例1以及表2可知，含硼化合物(a)的添加可以起到强化湿热叠片耐腐蚀性能的作用；由实施例2、4以及表2可以看出，胺基化合物(c)的添加，可以起到盐雾耐蚀性能提升的作用；实施例1～5以及对比例1～2可以看出碳钢表面经碳钢表面用水基处理剂后得到的良耐蚀碳钢的耐湿热叠片和盐雾性能明显优于常规市售平整液F。
综合实施例1-6以及对比例1-2，本发明的碳钢表面用水基处理剂具有环保、经济、工艺适应性强等特性，能够使普冷碳钢表面形成分子级改性膜层，该改性膜层具有良好的耐腐蚀性能，在长期储运过程中不易发生锈蚀现象，同时该改性膜层还具有优异的涂装加工性能；该良耐蚀碳钢的改性膜层能满足家电、油桶用的超低涂油，甚至不涂油的普冷卷钢产品的表面储运过程防锈性能的要求。该良耐蚀碳钢表面的改性膜层在常规涂装前处理过程的清洗段可有效去除，不影响涂装前反应以及后续喷涂、电泳效果。
综上所述，上述实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (11)
1.一种碳钢表面用水基处理剂，其特征在于，其水溶液中的总固体份含有以下成分：
a)含硼化合物，所述含硼化合物选自硼酸、偏硼酸钠、氟硼酸钠、四硼酸钠中的一种或多种，其中水溶液中B的摩尔浓度为0.03～0.4mol/L；
b)苯甲酸盐及其化合物，所述苯甲酸盐及其化合物选自苯甲酸钠、对氯苯甲酸钠、对叔丁基苯甲酸钠、对碘苯甲酸钠中的一种或多种，其中水溶液中所述苯甲酸盐及其化合物的浓度为0.006～0.1mol/L；
c)胺基化合物，所述胺基化合物选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、羟基亚乙基二膦酸四钠、硼酸单乙醇胺、二甲基甲酰胺、萘胺、对氨基苯磺酰胺、N-1-萘撑二盐酸化二胺中的一种或多种，其中水溶液中N的摩尔浓度为0.005～0.06mol/L；
d)含磷化合物，所述含磷化合物选自磷酸、有机磷酸及其铵盐的化合物，其中水溶液中P的摩尔浓度为0.002～0.02mol/L；
e)表面活性剂，表面活性剂选自羧酸及其盐、硫酸酯盐、磺酸盐的表面活性剂，其中水溶液中表面活性剂的摩尔浓度为0.0001～0.001mol/L；
所述总固体份的质量分数为0.3～8％。
2.如权利要求1所述的碳钢表面用水基处理剂，其特征在于，所述表面活性剂选自含氟羧酸、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、三元聚羧酸、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的碳钢表面用水基处理剂，其特征在于，
所述水溶液的pH为8～10.5；和/或
所述总固体份的质量分数为0.3～5％。
4.如权利要求3所述的碳钢表面用水基处理剂，其特征在于，所述总固体份的质量分数为0.5～2％。
5.一种良耐蚀碳钢的制备方法，其特征在于，采用如权利要求1～4之一所述的碳钢表面用水基处理剂对普冷碳钢表面进行改性处理，得到改性膜层厚度为10～40nm的良耐蚀碳钢。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在卷钢高速连续生产线的湿平整工序上，在平整形变量为0.5％～5％的条件下，所述碳钢表面用水基处理剂作为平整液或平整液添加剂对普冷卷钢的表面进行改性处理。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碳钢表面用水基处理剂作为平整液使用时，所述总固体份的浓度为1％～5％。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳钢表面用水基处理剂作为平整液添加剂使用时，所述总固体份的浓度为0.5％～4％。
9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在卷钢高速连续生产线的辊涂处理工序上，将所述碳钢表面用水基处理剂通过一次辊涂涂敷到普冷碳钢表面，在温度为40～90℃的热风条件下进行干燥，得到所述良耐蚀碳钢。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述碳钢表面用水基处理剂中总固体份的浓度为0.3％～6％。
11.一种良耐蚀碳钢，其特征在于，由如权利要求5-10之一所述的制备方法制备而成。
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