专利名称：一种通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂及其制备方法
技术领域：
本发明属卷钢的表面封闭剂领域，尤其涉及一种通用于多种材质卷钢的环保节能低成本表面封闭剂，确切的说是一种通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂。
背景技术：
2003年欧盟委员会和欧洲议会发布了在电子电器设备废弃物的批令(WEEE)和电子电器设备中限制使用某些有害物质的指令(RoHS)，《RoHS指令》和《WEEE指令》明确规定了各种有害物质的使用限制，其中更明确规定了所有生产过程中以及原材料中可能含有上述六种有害物质的电气电子产品，主要包括:白家电，如电冰箱，洗衣机，微波炉，空调，吸尘器，热水器等；黑家电，如音频、视频产品，DVD, CD，电视接收机，IT产品，数码产品，通信产品等中的重金属铬的严格使用限制。上述产品大部分为我国的主要出口电器产品。上述产品使用铬最广泛的是用六价铬酸、铬盐的溶液做上述产品基材的防腐蚀涂层。因铬酸铬盐溶液的优良耐蚀性和低成本性，我国大部分基材厂即卷钢厂也是采用此种溶液，尽管工艺可能有所不同。在此背景下，市场上出现了以有机树脂、磷酸盐类溶液替代铬溶液的产品，此类产品推向市场，快速满足了产品出口需求，但近些年随着各地湖泊因磷氮含量超标，封闭系统水域严重富营养，造成多地淡水资源的污染，国家正在逐渐限制磷酸盐的使用。
发明内容
本发明的目的是在于提出一种通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂。为了实现上述目的本发明采用如下技术方案:一种通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂，其特征在于，每IKg的所述的强力封闭处理剂其是由下述重量配比的原料制得:①水性多羟基氟碳树脂:50-75g ；②水性双爪硅烷偶联剂BTMSE: 4-10g ；③Y _氣丙基二甲氧基娃烧:20-50g ;④纳米二氧化钛:100-150g ;⑤阻垢分散剂水溶性木质素磺酸钠:10-20g ；⑥金属鳌合剂一水朽1檬酸:5_15g ;⑦缓蚀剂硼砂:5_10g ；⑧有机硅消泡剂:l_5g ；⑨余量为去离子水。
所述的一种通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂，其特征在于:所述的去离子水为电导率< IOiI S/cm的去离子水所述的通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:(1)、制备分散液:按重量配比，加入适量去离子水，于带高速剪切分散机的立式反应釜内，开启搅拌，再按重量配比分别取纳米二氧化钛、阻垢分散剂水溶性木质素磺酸钠、有机硅消泡剂，以900-1100r/min转速，常温状态下搅拌3.5-4.5小时，静置，即得分散液备用；(2)、制备稀树脂液:按重量配比取水性多羟基氟碳树脂，加入适量去离子水，放入搅拌机，以55_65r/min转速，常温状态下搅拌1-1.5小时后，即得稀树脂液备用；(3)、制备改性树脂液:将稀树脂液与水性双爪硅烷偶联剂BTMSE、水性氨基硅烷按重量配比混匀，于65-75°C下以120-150r/min转速反应1_2小时后，冷却，即得改性树脂液备用；(4)、制备杂化液:于空反应釜中加入适量去离子水，常温，以120-150r/min转速开启搅拌，依次按重量配比加入步骤(3)所制改性树脂液、步骤(I)所制分散液、以及其余原料，混合搅拌
0.8_1.2小时后即得。所述的通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂的制备方法，其特征在于:每Kg所述的强力封闭处理剂中含有分散液500_600g。所述的通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂的制备方法，其特征在于:每Kg所述的强力封闭处理剂中含有稀树脂液400_500g。所述的通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂的制备方法，其特征在于:所述的分散液粒径为10-20nm左右。本发明的原理为:所述封闭剂为有机无机杂化分散液，通过以下记录的发明而实现:此封闭剂成膜机理:( I)在药剂中添常低温烘烤型高分子水性树脂，经过烘烤后，水性树脂挥发，在金属表面形成连续致密的Ti02阻隔皮膜，而树脂乳胶在Ti02微粒之间起到架桥作用，固定Ti02，提高了膜的耐水性。如
图1所示。另一方面在药剂中添加的硅烷偶联剂有不同化学官能团，经过水解、缩聚、脱水反应，一端与官能团与高分子树脂中生成共价键，一端与无机金属表面的羟基反应成共价键=S1-0H+H0-Me —= S1-0_Me+H20，使性质差别很大的材料结合起来，提高了膜的耐水性和二次涂装附着力。如图2所示。(2)此封闭剂主要特征:含有A、一种水溶性氟碳树脂，B、一种水性双爪硅烷偶联齐U、一种具有高反应活性的硅烷偶联剂，C、一种水溶性超细微粉，D、一种分散阻垢剂，E、一种金属离子鳌合剂，F、一种缓蚀剂，G、一种消泡剂H、去离子水。涂液的PH为7 9。①上述(I)所述一种水溶性氟碳树脂，优选水溶性多羟基氟碳树脂，原因在于:氟碳键的键能是有机化合物中最大的，所以以氟碳为主的防腐膜具有良好的物理化学稳定性，具有其它树脂无法取代的化学稳定、耐污、耐温、渗透性、耐紫外线等特性。在良好的渗透性的作用下，在卷钢表面粘结成为连续封闭型涂层，会有效阻挡水分子、02分子等环境腐蚀介质对膜下金属的侵蚀，从而表现出良好的防腐蚀效果。而且各国对VOC含量限制的日益严格，水性氟碳树脂不含V0C、环保无污染。且发明人考虑整个配方体系的建设与成膜机理，与其他有机或无机材料间的分子键作用，多羟基水性氟碳树脂，能提供更多的羟基，与其他无机或有机偶联剂之间形成更好的分子键力，能大大提高附着力。②上述(I)所述一种水性双爪硅烷偶联剂，优选BTMSE，即1，2_双(三甲氧
权利要求
1.一种通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂，其特征在于， 每IKg的所述的强力封闭处理剂其是由下述重量配比的原料制得: ①水性多羟基氟碳树脂:50-75g； ②水性双爪硅烷偶联剂BTMSE:4-10g ； ③Y-氨丙基二甲氧基娃烧:20_50g； ④纳米二氧化钛:100-150g； ⑤阻垢分散剂水溶性木质素磺酸钠:10-20g； ⑥金属鳌合剂一水朽1檬酸:5-15g； ⑦缓蚀剂硼砂:5_10g； ⑧有机硅消泡剂:l_5g； ⑨余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂，其特征在于:所述的去离子水为电导率< IOy S/cm的去离子水。
3.—种如权利要求1所述的通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂的制备方法，其特征在于: 包括以下步骤: (I)、制备分散液: 按重量配比，加入适量去离子水，于带高速剪切分散机的立式反应釜内，开启搅拌，再按重量配比分别取纳米二氧化钛、阻垢分散剂水溶性木质素磺酸钠、有机硅消泡剂，以900-1100r/min转速，常温状态下搅拌3.5-4.5小时，静置，即得分散液备用； (2)、制备稀树脂液:按重量配比取水性多羟基氟碳树脂，加入适量去离子水，放入搅拌机，以55-65r/min转速，常温状态下搅拌1-1.5小时后，即得稀树脂液备用； (3)、制备改性树脂液: 将稀树脂液与水性双爪硅烷偶联剂BTMSE、水性氨基硅烷按重量配比混匀，于65-75°C下以120 -150 r/min转速反应1_2小时后，冷却，即得改性树脂液备用； (4)、制备杂化液: 于空反应釜中加入适量去离子水，常温，以120 -150 r/min转速开启搅拌，依次按重量配比加入步骤(3)所制改性树脂液、步骤(I)所制分散液、以及其余原料，混合搅拌0.8-1.2小时后即得。
4.根据权利要求3所述的通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂的制备方法，其特征在于: 每Kg所述的强力封闭处理剂中含有分散液500-600g。
5.根据权利要求3所述的通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂的制备方法，其特征在于: 每Kg所述的强力封闭处理剂中含有稀树脂液400-500g。
6.根据权利要求3所述的通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂的制备方法，其特征在于:所述的分散液粒径为10-20nm左右。
全文摘要
本发明公开了一种通用于冷轧卷、镀锌、镀铝锌卷钢的不含铬、磷的强力封闭处理剂，其是由下述原料制得水性多羟基氟碳树脂，水性双爪硅烷偶联剂BTMSE，γ-氨丙基三甲氧基硅烷，纳米二氧化钛，阻垢分散剂水溶性木质素磺酸钠，金属鳌合剂一水柠檬酸，缓蚀剂硼砂，有机硅消泡剂，电导率≤10μS/cm的去离子水。本发明的封闭剂虽然不含铬、磷等对环境有害离子，但却能在冷轧、镀锌、镀铝锌等卷材表面产生的三维网状分子键结构，使封闭膜层比含铬酸盐、磷酸盐的封闭膜层更具耐蚀性、耐候性、涂装性、导电性。
文档编号C09D7/12GK103214967SQ20131008740
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者王海丽 申请人:合肥绿拓新材料科技有限公司