树脂组合物、利用其生产预涂覆钢板的方法和钢板的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2010年12月7日、进入中国国家阶段日为2012年6月25日、 申请号为201080058956. 7、题为"用于具有优良的焊接性能、可加工性和耐腐蚀性的预涂覆 钢板的树脂组合物以及利用该树脂组合物生产预涂覆钢板的方法和钢板"的发明专利申请 的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种用于具有优良的焊接性能、耐腐蚀性和可加工性的预涂覆钢板的 树脂组合物、一种利用该树脂组合物生产预涂覆钢板的方法和一种预涂覆钢板。
【背景技术】
[0003] 钢铁公司生产的冷轧钢板通常用作汽车的主体或零部件的材料、电气设备或建筑 材料，具体地，在汽车零部件公司中，通过将冷轧钢板加工成期望的形状并且执行铬酸盐涂 覆来生产汽车零部件。然而，由于对铬酸盐涂覆的环境方面的规定，使用无铬溶液作为可选 方案，利用昂贵的无铬溶液的涂覆导致生产成本增加。因此，随着钢铁公司为汽车零部件公 司提供预涂覆钢板，可以减少在成型之后对零部件单独涂覆产生的涂料损失。
[0004] 已经涂覆的钢板（也被称作预涂覆钢板）是在镀锌、锌合金、铝、铝合金或锡合金 的钢板上涂覆树脂的产品。已经开发了这种产品，然而，由于树脂的导电性能低导致在电阻 焊中不能使用这种产品，或者，由于电极的寿命非常短导致难以将这种产品应用到需要焊 接的部件。为此，需要开发预先涂敷的并且具有优良的焊接性能、可加工性和耐腐蚀性的可 焊接的预涂覆钢板。
[0005] 由于在深冲压过程中诸如Zn、Al或Cu粉末的大量金属粉末被分离并且树脂被划 伤，所以在深冲压之后，需要确保含有金属粉末的涂覆有树脂的钢板的耐腐蚀性。在深冲压 过程中，涂覆预涂覆钢板的金属粉末和金属粉末周围的树脂容易分离。诸如水、氧、盐和亚 硫酸气体的腐蚀因素容易渗透到金属粉末和树脂从其分离的部分中，因此，钢板的基体材 料层和镀覆钢板的镀覆层容易被腐蚀。另外，在深冲压过程中，从涂覆有树脂的钢板分离的 金属粉末和树脂固定在模具上，在部件的连续成型过程中划伤涂覆有树脂的钢板的表面， 因此模具部件的外部看起来不满意。另外，需要高等级安全性的零部件会变得更容易腐蚀。
[0006] 很大程度上，根据现有技术，添加包含金属粉末的树脂组合物（1)作为提供金属 质地的颜料；（2)通过在树脂层中添加能够与Zn和Al粉末实现牺牲方法的金属粉末，来提 供耐腐蚀性；(3)作为导体来提高导电性和电阻焊性能。目的是在添加金属粉末来提供金 属质地时或者在为了提高耐腐蚀性而添加金属粉末来用于牺牲方法时尽可能地抑制导电 率，并且该目的与通过提高导电性或电阻焊性能而用于需要焊接的部件的金属粉末的目的 不同。
[0007] 为了解决涂覆有树脂的钢板的低导电率和低焊接性能，第2002-0039568号韩国 专利公布（申请号2000-0069474)公开了一种用于能够焊接的燃料箱的涂覆有树脂的钢 板。尽管通过使用包含矩形长度为〇. 1 μ m至3. 0 μ m的平板型金属粉末的可水溶的苯氧基 树脂溶液提高了焊接性能和溶液稳定性，然而，没有办法保证在连续深冲压的情况下的耐 腐蚀性，没有清晰地记载非金属固体和金属粉末的含量以及金属粉末的颗粒尺寸与涂覆膜 的厚度之间的关系。
[0008] 同时，第2008-0063171号韩国专利公布（申请号2007-0139436)公开了包含导电 聚合物的可低温固化的无铬预涂覆层，但是该韩国专利公布与本发明的区别在于，上述专 利限于预处理层，而没有使用金属粉末。
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 为了对包含非导电聚合物树脂、固化剂、润滑剂或无机添加剂的树脂提供电阻焊 性能，必须包含具有导电性的金属粉末。由于包含在涂覆钢板的金属树脂组合物中的大量 金属粉末不能忍受深冲压期间模具和钢板之间的摩擦力，所以金属粉末容易从钢板的表面 分离。分离的金属粉末和树脂涂覆膜的片断容易固定在模具的表面上，从而导致在部件的 连续成型工艺期间树脂划伤部件的表面。在成型期间，诸如水、氧、盐、亚硫酸气体等的腐蚀 因素容易渗透到树脂从其剥离或被划伤的部分中，从而导致钢板的基体铁或镀层的腐蚀， 因此降低了部件的安全性。
[0011] 同时，当金属粉末制造地精细时，或者将金属粉末的含量降低到最小水平以增强 预涂覆钢板的耐腐蚀性时，在大量瞬时电流应当在彼此接触的两块钢板之间流动的电阻焊 期间，电流不能顺利地流动。因此，不能很好地执行焊接，或者在连续成型工艺期间焊条会 被损坏。
[0012] 技术方案
[0013] 本发明意图提供一种用于具有优良的焊接性能、可加工性和耐腐蚀性的预涂覆钢 板的树脂组合物和由其得到的预涂覆钢板。在本发明中，设定了金属树脂组合物中金属粉 末的含量、金属粉末的平均颗粒尺寸和涂覆之后干燥的涂覆膜的厚度之间的最佳关系，从 而同时保证焊接性能、可加工性和耐腐蚀性。
[0014] 更具体地讲，本发明涉及一种具有优良的焊接性能、耐腐蚀性和可加工性的预涂 覆钢板，用金属树脂组合物涂覆该预涂覆钢板，其中，金属树脂组合物包括主体树脂、固化 剂、从由Ni、Co、Mn、Fe、Ti、Cu、Al、Zn、Sn和Fe 2P粉末组成的组中选择的至少一种金属粉 末，金属粉末满足条件：金属粉末的短轴平均直径（Φ)为t/3 < Φ < 3t(其中，t是通过 涂覆树脂组合物并且固化该树脂组合物形成的涂覆膜的厚度）。
[0015] 技术效果
[0016] 当将本发明的金属树脂组合物涂覆在用铬酸盐的预处理或无铬涂覆膜的预处理、 SiOJl的处理和用磷酸盐的预处理中的任何一种预处理的冷轧钢板、热轧钢板、镀锌钢板、 镀Zn合金钢板、镀Al钢板、镀Al合金钢板和不锈钢钢板中的任何一种上以具有10mg/m 2至 2000mg/m2的附加量时，省略在成型和焊接之后对需要优良的焊接性能、可加工性和耐腐蚀 性的汽车部件、电气设备或建筑材料的外部的涂敷，或者，仅对焊接部分或切开部分执行最 少的密封或涂敷。因此，得到的板适合用作汽车、电气设备或建筑材料的部件。
【具体实施方式】
[0017] 本发明涉及一种金属树脂组合物，所述金属树脂组合物包括主体树脂、固化剂以 及从由Ni、Co、Mn、Fe、Ti、Cu、Al、Zn、Sn和Fe 2P粉末组成的组中选择的至少一种单金属粉 末或合金粉末。这里，干燥之后涂覆膜的厚度可以满足以下条件：根据金属树脂组合物中包 含的金属粉末的平均直径，金属粉末或合金粉末的平均短轴直径（Φ)为t/3< Φ <3t(其 中，t是通过涂覆用于涂覆涂覆膜的树脂金属组合物并且干燥该层形成的涂覆膜的厚度）。 更具体地讲，可以选择涂覆膜的厚度和金属粉末的平均直径，以满足条件t/2 < Φ < 2t。
[0018] 当干燥的涂覆膜中的金属粉末的平均直径小于涂覆膜的厚度的1/3时，由于金属 粉末中的颗粒彼此连接，不会产生能够导电的路径，从而不能执行电阻焊。当金属粉末的平 均直径比涂覆膜厚度的三倍大时，金属粉末会被暴露到干燥的涂覆膜的外部，导致涂覆膜 的表面会变得粗糙，并且在深冲压过程中金属粉末会被分离，从而污染模具并且导致在部 件表面上的划伤。
[0019] 在本发明中，优选地，将包含主体树脂、固化剂和无机添加剂的组合物根据粘度在 合适的有机溶剂中稀释，然后涂覆在钢板上并干燥。
[0020] 在本发明中，以干燥的涂覆膜的2v/v%至