[发明专利]一种用于冷轧板粉末涂装前的无磷表面处理剂

说明书

本发明公开了一种用于冷轧板粉末涂装前的无磷表面处理剂，每1升表面处理剂含有如下质量的组分：50～80g水性环氧树脂、15～20g硅烷改性的氧化石墨烯、20～30三乙醇胺、5～10g单乙醇胺以及余量为水。发明表面处理剂处理的冷轧铁板表现出良好的工序间防锈性能，还能有效提高冷轧铁板基材与后续漆膜之间的附着力，对冷轧铁板的中性盐雾性能和耐循环腐蚀性能有较大的提升。

技术领域

本发明涉及一种用于冷轧板粉末涂装前的无磷表面处理剂，属于金属材料表面处理技术领域。

背景技术

伴随着国家环保政策的不断贯彻，对金属材料表面处理废水的氮磷含量和重金属含量要求越来越高，表面处理剂的绿色化生产和使用成为行业发展的必然趋势。传统的金属表面处理剂为了保证材料的耐蚀性和附着力，往往会使用铬、锰、锆、铜等重金属离子，这些重金属离子对于水体污染严重，而单一去除和替代重金属离子往往会导致涂装漆膜的耐蚀性和附着力发生严重的下降。

硅烷可以在金属表面水解缩合形成共价化学键，在金属基材表面形成一层硅氧烷膜，对金属的耐蚀性有较大的提升，在金属防腐领域具有重大应用潜力。硅氧烷在提高金属耐蚀性的同时，会导致漆膜附着力的下降。相比于传统的无机类表处理剂，纯硅烷的附着力、盐雾性能等都会有不同程度的下降。

发明内容

发明目的：为解决纯硅烷表面处理剂的漆膜附着力和工序间防锈性能较低的问题，本发明提供一种用于冷轧板粉末涂装前的无磷表面处理剂，该表面处理剂能在金属表面形成有机聚合物/石墨烯保护膜，得到的膜层致密性良好，从而膜层具有良好的耐蚀性，同时得到的膜层与漆膜间还具有良好的结合力。

发明内容：本发明所采用的技术方案为：

一种用于冷轧板粉末涂装前的无磷表面处理剂，每1升表面处理剂含有如下质量的组分：50～80g水性环氧树脂、15～20g硅烷改性的氧化石墨烯、20～30三乙醇胺、5～10g单乙醇胺以及余量为水。

其中，水性环氧树脂为胺加成改性的水性环氧树脂，水性环氧树脂的质量百分浓度为8％。

其中，三乙醇胺的质量百分浓度为3％；单乙醇胺的质量百分浓度为1％。

其中，硅烷改性的氧化石墨烯的质量百分浓度为2％～4％。即每1g硅烷改性的氧化石墨烯溶液中，含有0.02～0.04g硅烷改性的氧化石墨烯。

其中，硅烷改性的氧化石墨烯采用如下方法制备而成：将100份氧化石墨烯在5℃下超声分散在4800份的质量百分浓度为85％的乙醇中，然后再往其中加入500份硅烷偶联剂KH-792，开启搅拌并将温度升高到60℃，反应6h；反应后用0.45μm的PTFE膜过滤并用乙醇反复冲洗滤饼，将过滤后得到的固体物质于40℃下真空干燥24h，得到氨基硅烷改性的氧化石墨烯。

其中，硅烷改性的氧化石墨烯采用如下方法制备而成：将100份氧化石墨烯在5℃下超声分散在4800份的质量百分浓度为85％的乙醇中，然后再往其中加入629份硅烷偶联剂KH-560，开启搅拌并将温度升高到60℃，反应6h；反应后用0.45μm的PTFE膜过滤并用乙醇反复冲洗滤饼，将过滤后得到的固体物质于40℃下真空干燥24h，得到环氧硅烷改性的氧化石墨烯。

本发明表面处理剂的使用浓度为3％～5％，即取一定量上述配方的表面处理剂原液，用去离子水稀释成质量百分浓度为3％～5％的稀释溶液，即为实际使用的工作槽液。发明表面处理剂处理的冷轧铁板表现出良好的工序间防锈性能，能有效提高冷轧铁板基材与后续漆膜之间的附着力，对冷轧铁板的中性盐雾性能和耐循环腐蚀性能均有较大的提升。