镀锌钢板用表面处理液、带有表面处理被膜的镀锌钢板及其制造方法_3

文档序号:9422072阅读:来源:国知局
基硅烷、3-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、2- (3, 4-环氧 环己基)乙基三乙氧基硅烷等,可以使用其中的一种以上。
[0073] 对于具有环氧基的硅烷偶联剂(E)的含量而言,硅烷偶联剂(E)的固体成分质量 与碳酸锆化合物(A)换算成Zr的固体成分质量之比(E/A)需要为0. 06~0. 50,优选小于 0. 50,更优选为0. 10~0. 35。质量比小于0. 06时,无法充分地获得提高平板部耐腐蚀性、 耐渗水性、苛刻的压制成型后的耐腐蚀性的效果,质量比超过0.50时,表面处理被膜的硬 度降低,也无法充分地获得提高苛刻的压制成型后的耐黑斑性、耐薄片状镀敷剥离性及耐 腐蚀性的效果。
[0074] 本发明的表面处理液含有钒酸化合物(F)。钒酸化合物可以列举例如:偏钒酸铵、 偏钒酸钠、乙酰丙酮钒等,可以使用其中的一种以上。对于钒酸化合物(F)的配合比例而 言,钒酸化合物(F)换算成V的固体成分质量与碳酸锆化合物(A)换算成Zr的固体成分质 量之比(F/A)需要为0. 02~0. 30,优选为0. 03~0. 20。质量比小于0. 02时,平板部耐腐 蚀性和压制成型后的耐腐蚀性降低,质量比超过0. 30时,耐渗水性和耐黑变性降低。
[0075] 本发明的表面处理液含有镍化合物(G)。镍化合物可以列举例如:硝酸镍、硫酸 镍、碳酸镍、氯化镍、磷酸镍等,可以使用其中的一种以上。对于镍化合物(G)的含量而言, 镍化合物(G)换算成Ni的固体成分质量与碳酸锆化合物(A)换算成Zr的固体成分质量之 比(G/A)需要为0. 02~0. 16,优选为0. 03~0. 08。质量比小于0. 02时,耐黑变性降低, 质量比超过0. 16时,平板部耐腐蚀性和压制成型后的耐腐蚀性降低。
[0076] 本发明的表面处理液中还可以添加含氟树脂乳液(H)。将添加有含氟树脂乳液 (H)的表面处理液涂布于镀锌钢板的表面并加热干燥而得到的表面处理被膜可抑制油的润 湿扩散,即可提高防油性。因此,在将该钢板用于发动机壳体的情况下,润滑油不易从发动 机的轴承部渗出,润滑油能够被适当地保持在轴承部,可以抑制发动机的振动、噪音。
[0077] 含氟树脂乳液(H)可以是氟代丙烯酸酯单体的均聚物、或者是氟代丙烯酸酯单体 与乙烯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯等烯属单体的形成共聚物,没有特别限 制,只要具有相容性即可,对乳化剂等的有无及种类没有限制。
[0078] 对于含氟树脂乳液(H)的含量而言,含氟树脂乳液(H)的固体成分与表面处理液 的总固体成分(X)的质量比(H/X)优选为0. 001~0. 010,更优选为0. 002~0. 005。质量 比为0.001以上时,能够抑制油的润湿扩散。另外,质量比为0.010以下时,不会降低压制 成型后的耐黑斑性。
[0079] 另外,含氟树脂乳液(H)的最低成膜温度(MinimumFilmformingTemperature: MFT)优选为10~50°C。MFT为10°C以上时,不会降低压制成型后的耐黑斑性,能够切实地 获得压制成型后的耐薄片状镀敷剥离性的效果。MFT为50°C以下时,不会降低压制成型后 的耐腐蚀性。
[0080] 为了进一步提高连续高速压制时的润滑性能,还可以在本发明的表面处理液中添 加蜡(I)。作为蜡,只要与处理液互溶即可,没有特别限制,可以列举例如:聚乙烯等聚烯烃 蜡、褐煤蜡、石蜡、微晶蜡、巴西棕榈蜡、羊毛脂蜡、硅蜡、氟蜡等,可以优选使用其中的一种 以上。另外,作为上述聚烯烃蜡,可以列举例如:聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等,可以 使用其中的一种以上。
[0081] 对于蜡(I)的含量而言,蜡(I)的固体成分与表面处理液的总固体成分(X)的质 量比(I/X)优选为0. 01~0. 05,更优选为0. 02~0. 04。质量比为0. 01以上时,连续高 速压制时的润滑性能充分提高,可以更进一步提高压制成型后的耐腐蚀性,如果质量比为 0. 05以下,则不会使有机成分过多,因此不会降低压制成型后的耐黑斑性。
[0082] 表面处理液优选为pH8~10,更优选为pH8. 2~9. 6。如果pH为8以上,则不会 损害表面处理液的保管稳定性、表面处理被膜的密合性及外观。另外,如果pH为10以下, 则不会对镀锌层造成严重的刻蚀,不会损害平板部耐腐蚀性、表面处理被膜的外观。用于 调节pH的添加物没有特别限制,可以使用公知的酸、碱化合物,优选使用选自作为碱的氨、 胺、胺的衍生物及氨基多元羧酸中的化合物,优选选自作为酸的上述羟基羧酸(C)、磷酸化 合物(B)中的化合物。
[0083] 本发明的表面处理液可以通过将上述成分在去离子水、蒸馏水等水中混合而得 到。表面处理液的固体成分比例适当选择即可。另外,根据需要可以在表面处理液中添加 醇、酮、溶纤剂、胺类水溶性溶剂、消泡剂、防菌防霉剂、着色剂、用于均匀涂敷的润湿性提高 剂、表面活性剂等。但是,重要的是在不损害本发明所得到的品质的范围内添加这些添加 剂,添加量优选最多不超过表面处理液总固体成分的5质量%。优选在表面处理液中不含 上述以外的固体成分。
[0084] <带有表面处理被膜的镀锌钢板的制造方法>
[0085] 在本发明的带有表面处理被膜的镀锌钢板的制造方法中,将上述表面处理液涂布 到镀锌钢板的表面,接着进行加热干燥,由此形成表面处理被膜。
[0086] 加热干燥后的表面处理被膜的附着量(被膜量)单面为50~1500mg/m2,优选为 300~1200mg/m2,更优选为400~1000mg/m2。附着量小于50mg/m2时,无法获得平板部耐 腐蚀性、压制成型后的耐黑斑性、耐薄片状镀敷剥离性及耐腐蚀性。附着量超过1500mg/m2 时,耐黑变性和耐渗水性降低。
[0087] 作为将表面处理液涂布到镀锌钢板表面的方法,可以根据待处理的镀锌钢板的形 状等选择最适当的方法,可以列举:$昆涂法、棒涂法、浸渍法、喷涂法等。另外,还可以在涂布 后用气刀法、乳制深冲法进行涂布量的调整、外观均匀化、膜厚均匀化。
[0088] 作为进行加热干燥的装置,可以使用干燥器、热风炉、高频感应加热炉、红外线炉 等。加热温度没有特别限定,优选最高到达板温(PeakMetalTemperature:PMT)为50~ 250°C,更优选60~200°C,特别优选为60~180°C。如果为250°C以下,则表面处理被膜 不会产生裂缝,平板部耐腐蚀性不会降低。另一方面,如果为50°C以上,则表面处理被膜的 成分之间的结合不会不足,本发明的各项性能不会降低。加热时间可以根据所使用的镀锌 钢板的种类等选择最适当的条件,从生产率等观点考虑,优选为〇. 1~60秒钟,更优选1~ 30秒钟。
[0089] 另外,在镀锌钢板上涂布表面处理液之前,也可以根据需要对镀锌钢板实施以去 除镀锌钢板表面的油、污垢为目的的前处理。为了防锈,镀锌钢板大多涂布防锈油,另外,在 未涂布防锈油的情况下,存在操作中附着油、污垢等的情况。通过实施上述前处理,使镀锌 层的表面变得清洁,易于均匀地润湿。在镀锌钢板表面上不存在油、污垢等,且被表面处理 液均匀地润湿的情况下,前处理工序不是必需的。需要说明的是,前处理的方法没有特别限 定,可以列举例如:热水洗、溶剂清洗、碱脱脂清洗等方法。
[0090] <带有表面处理被膜的镀锌钢板>
[0091] 本发明的带有表面处理被膜的镀锌钢板通过将上述镀锌钢板用表面处理液涂布 于镀锌钢板的表面并进行加热干燥而得到,其具有单面的附着量为50~1500mg/m2的表面 处理被膜。
[0092] 特别是,根据本发明人等的研究发现,在由添加有含氟树脂乳液(H)的表面处理 液形成表面处理被膜的情况下,表面处理被膜的表面出现氟的面积率在给定值以上时,能 够显著抑制油的润湿扩散。这是基于可以使用以下的观察、分析方法明确地掌握表面处理 被膜的表面有无氟这样的事实而得到的见解。
[0093] (分析方法1)
[0094] 使用具有反射电子检测器作为检测器的扫描电子显微镜(SEM),在入射电压 (landingvoltage,有时也使用同义的landingenergy)为500V以下的条件下,对于由添 加有含氟树脂乳液(H)的表面处理液形成的表面处理被膜的表面进行观察。对于在该条件 下得到的用反射电子检测器成像的SEM图像而言,可以用肉眼明确地区分为图像强度相对 较弱(灰色多)的部分和图像强度相对较强(白色多)的部分。而且,用能量色散型X射 线分光法(EnergyDispersiveX-raySpectroscopy,以下称为"EDX")进行元素分析的结 果为:图像强度较弱的部分检测出氟,图像强度较强的部分未检测出氟。即,可知图像强度 较弱的部分是来自表面处理液中含氟树脂乳液(H)的含氟树脂。由此可知,可以由图像强 度之差,也就是由SEM图像的对比度来把握表面处理被膜的表面含氟树脂的分布。
[0095] 图2示出的是该分析方法的示意图。"入射电压"是指入射到试料上的阶段的电子 的电压,即能量。与通常的SEM中由电子枪10射出的电子的加速电压相同,如图2所示,在 对试料台14施加电压的情况下,加速电压与向试料台14施加的电压之差为入射电压。即, 通过对试料台14施加电压,可以使入射电压降低至500V以下。试料台14的施加电压的标 准为地线,接地侧为正极,试料台14侧为负极。另一方面,电子枪10内的用于加速电子的 阳极为正极,接地侧为负极。本说明书中,将该电子枪10内的电子加速用阳极与地线之间 的电位差设为加速电压。
[0096] 用该分析方法得到的SEM图像中,如果氟的面积率为40%以上,则可以显著地抑 制油的润湿扩散,更优选为50%以上。这里,"氟的面积率"定义如下。如上
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