专利名称：用锆替代铬的耐指纹水基涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造电镀锌耐指纹钢板的环保型无铬含锆耐指纹 涂料。属涂料技术领域。
背景技术：
耐指纹钢板是以冷轧板为基板经电镀锌后，再在板面上涂覆1 3um 厚的有机复合树脂膜的高附加值产品。耐指纹钢板产品由于具有外观漂亮， 较高的耐腐蚀性、优良的耐指纹性、良好的导电性、耐黑变性、抗划伤性、 较高的化学稳定性；耐指纹膜与基体结合力强，对基体金属具有较好的保 护作用等特点，已被广泛用于家电及汽车行业中高档次产品上的面板、侧 板、内板及零部件用板上。如冰箱、洗衣机、空调压縮机、CD机、VCD、 DVD、音响、收录机等的外壳、内部件、底板、后板等。
电镀锌生产根据使用的电解液不同可分为碱性和酸性两种，碱性法是 采用Na2Zn03为电解质；碱性法由于电解液不稳定，电流密度低，镀层不 均匀，表面光泽度差，戶if以不适合用于高速连续电镀锌生产线。目前不常 用，只用于固定的零件电镀锌。酸性法是采用ZnS04 、 ZnCl2。酸性法采 用的电镀液有硫酸锌、氯化锌、氰化锌等。但由于氯化锌易挥发，成本高 而氰化锌毒性很大，所以硫酸锌使用较为广泛。
而根据电镀槽阳极的性质又可分为可溶性及不溶性两种，电镀是将所
镀的零件作为阴极；若以被沉积金属相同的金属作为阳极则为可溶性阳极; 若以其它不溶性材料作为阳极则为不溶性阳极。但都是放在含有所镀金属 的盐溶液中，在直流电作用下获取具有一定性能的金属镀层的过程。
根据电镀槽结构的不同可分为水平式和径向式二种。其中径向式镀槽 用只在单面镀上使用。水平式镀槽中的阳极呈水平布置'，电镀时带钢运行 于上下两个阳极之间，镀液的喷射方向与带钢运行方向相反(单面喷射)， 生产中产生的气泡不易排出；同时运行中的带钢易下垂擦伤阳极造成短路， 擦伤阳极的事也经常发生。阳极使用的材质为Pb~5Sn，溶液受此污染也 较严重，不得不在溶液中添加添加剂来驱除铅离子，由此溶液变的浑浊， 悬浮物在管道和镀槽中沉积，阻碍液体的正常运动，对电镀不利。在运行 中，电镀液与带钢接触，使得镀液中的金属离子在导电辊表面沉积，导电 辊表面质量变差，直接影响带钢表面的质量，引起导电辊压印和辊斑。更 为严重的是，Pb-5Sn合金阳极的损伤和腐蚀，使电镀液中的Pb离子上升 较快，会造成镀锌层的结合力不好，对于耐指纹产品来讲更是致命的弱点， 因为Pb离子是导致在耐指纹板表面出现黑变现象的主要原因之一。
电镀锌层能改善材料表面的性能包括外观(平整、光泽、色彩)、耐 磨性、耐蚀性、硬度、光、电、磁和热等表面性能，但用手指或手掌接触 到钢板表面时或钢板在腐蚀性介质中工作时，钢板表面容易引发产生锈蚀 且有损美观。CD机、VCD、 DVD、音响、收录机等电子产品的机壳材料 通常使用镀锌钢板，在装配机壳上的电子元件时，操作者的手接触到机壳
的表面容易产生指纹附着问题。为了防止指纹附着，提高耐蚀性、耐指纹 性和改善机壳的接地性，发明了一种耐指纹钢板的生产方法。
目前，电镀锌耐指纹钢板的生产方法是对电镀锌基板先进行钝化处理
然后涂覆一层1 3um的有机薄膜，所用的化学处理剂分别是铬酸盐系的 钝化剂和水溶性有机涂料。据专利文献(JP平1 — 176090)所载，其表面 钝化膜中含有六价络，它起到填补作用，但膜受到轻微损伤时，裸露的六 价铬使该处再钝化从而失去了进一步保护的作用，而且其耐指纹性及耐黑 变性较差。特公平1—53353号中提出了一种用于防止镀敷锌一铝合金的钢 板变黑的表面处理方法，该方法采用含铬酸和/或铬酸盐以及水溶性树脂和 /或乳液树脂的处理液。但效果并不十分满意。在特公平3—499S2号公开 了一种用于防止熔融镀敷含锌金属钢板的表面变黑的方法，该方法是用含 有Co离子和/或Ni离子的处理液来处理以使这些金属附着在该钢板的表面 上，然后再用铬酸盐来处理该钢板表面，从而防止其黑变。然而该方法至 少要包含使用Ni和/或Co的镀敷处理以及用铬酸盐处理2个工序，甚至要 包含有用Ni和/或Co的镀敷处理后再加以水洗的工序，这时一共包括3个 工序。因此，如采用该方法，要使用原有的表面处理设备来进行是困难的。 另外，最重要的一点是有充分的资料证明六价络为有害元素，已被欧盟等 国家在出口产品中明令禁止，必须被其它元素取代。
欧洲专利申请EP156437A1公开的一种"水基涂料、涂覆金属基板的 方法和得到的金属基板"，是使用一种粘结剂+至少2种润滑剂，其中至少 一种为含有锌粉的无机物，该方法得到的钢板可提高导电性，但在焊接时
产生锌雾气，对人体有害，并影响焊接部位的寿命。另外，欧洲专利申请
EP780452A2公开了一种"水基涂料"，它直接采用环氧改性丙烯酸树脂为 成膜剂，但该涂料为容器使用，是采用后涂层，对于需要预涂层处理的电 镀锌钢巻并不适用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种板面有机复合树脂膜不会 对环境造成污染的用锆替代铬的耐指纹水基涂料。
本发明的目的是这样实现的 一种用锆替代辂的耐指纹水基涂料，其 特征在于所述涂料是由以下重量份的原料组成
丙烯酸树脂50~75%
二氧化硅4~15%
硅烷胶联剂9~25%
聚四氟乙烯8~22%
锆离子0.5~1.5°/。
聚乙烯蜡3~12%
各组份的重量之和为100%。
主要组分的作用
丙烯酸树脂50 75 (重量百分比)，为主树脂，成膜主剂，<50%， 膜薄，耐蚀性下降；>75%,膜厚，电器导电性下降。
二氧化硅4 15，平均粒度《20nm，耐蚀剂。<4%，产品的耐蚀性 大幅度下降，盐雾试验<28小时；>15%,产品的成形性下降。
硅烷胶连剂(固化剂)9 25保证涂料短时间内固化。<9%，产品固 化慢，钢板粘手。>25%，涂料固化太快，膜厚不易控制，消耗大。此固 化剂在膜中起到胶接作用，即将无机与有机材料在短时间内结合在一起。
聚四氟乙烯(PTFE): 8 22，润滑剂，可有效的提高钢板的自润滑性， 使产品在加工过程中冲压性能好，避免膜的损伤。<8%，产品的润滑效果 不理想；>22%,产品易破乳。
聚乙烯蜡抗擦伤剂，2 10， <2%,产品的抗擦伤性能一般；>10
%产品易破乳。
多价金属离子锆提高耐蚀性及框架密度。
用锆替代铬，在配制、仓储、运输及使用时不会对环境造成污染，并 具有优异的自润滑性。
具体实施例方式
实施例1:
取丙烯酸树脂750kg、 二氧化硅40kg、硅垸胶连剂卯kg、聚四氟乙烯 80kg、金属锆离子5kg和聚乙烯蜡35kg置于一搅拌器内，搅拌混合均匀 制成无铬含锆耐指纹涂料。
实施例2:
取丙烯酸树脂500kg、 二氧化硅100 kg、硅垸胶连剂200 kg、聚四氟 乙烯100 kg、金属锆离子15 kg、聚乙烯蜡85kg置于一搅拌器内，搅拌混
合均匀制成无铬含锆耐指纹涂料。 实施例3:
取丙烯酸树脂600kg、 二氧化硅100kg、硅垸胶连剂90kg、聚四氟乙 烯100 kg、金属锆离子10kg、聚乙烯蜡100kg置于一搅拌器内，搅拌混合 均匀制成无铬含锆耐指纹涂料。
权利要求
1、一种用锆替代铬的耐指纹水基涂料，其特征在于所述涂料是由以下重量份的原料组成丙烯酸树脂50～75％二氧化硅4～15％硅烷胶联剂9～25％聚四氟乙烯8～22％锆离子0.5～1.5％聚乙烯蜡3～12％各组份的重量之和为100％。
全文摘要
本发明涉及一种用锆替代铬的耐指纹水基涂料，所述涂料是由以下重量份的原料组成丙烯酸树脂50～75％，二氧化硅4～15％，硅烷胶联剂9～25％，聚四氟乙烯8～22％，锆离子0.5～1.5％，聚乙烯蜡3～12％，各组份的重量之和为100％。本发明用锆替代铬，在配制、仓储、运输及使用时不会对环境造成污染，并具有优异的自润滑性。
文档编号C09D133/08GK101186777SQ20071014156
公开日2008年5月28日 申请日期2005年8月30日 优先权日2005年8月30日
发明者朱洪成, 王劲木, 王荣海, 郭铁波, 霍东英 申请人:江阴长发耐指纹钢板有限公司