鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑、被覆方法及被覆鋼材與流程
2023-06-01 23:44:06 2
本發明涉及使用鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑、該金屬表面處理劑的被覆方法及被覆鋼材。
背景技術:
對於鍍鋅鋼材等,以往廣泛通過使用6價鉻酸鹽等的鉻酸鹽進行防鏽處理、根據需要通過可賦予耐指紋性、耐劃痕性等的有機樹脂進行被覆,進而之後面塗各種塗料。
近年,環境問題的提高為背景,以往鋼材中實施的鉻酸鹽處理有時受法律限制或者禁止的情況。鉻酸鹽處理層其自身具有高度的耐腐蝕性及塗裝密合性,因此不能實施該鉻酸鹽處理的情況下,這些性能顯著降低。因此,逐漸要求不進行鉻酸鹽處理地形成具有良好耐腐蝕性及塗裝密合性的防鏽層。
專利文獻1記載了被覆鋼板,其特徵在於,平均粒徑為20~100nm,使含有矽烷醇基及/或烷氧基甲矽烷基的乙烯-不飽和羧酸共聚物樹脂顆粒(A)、平均粒徑為5~50nm的氧化矽顆粒(B)及有機鈦化合物(C)複合化的覆膜,覆膜量為0.5~3g/m2。但是,上述覆膜雖然提高基材密合性、耐壓力機油性,但需求進一步耐膠帶剝離性的提高。
專利文獻2記載了表面處理金屬板,其特徵在於,其是將SiO2/Li2O比(摩爾比)為18~33的矽酸鋰水溶液中含有有機樹脂、矽烷偶聯劑及固體溼潤劑的處理液塗布於金屬板表面後進行乾燥而成的。但是,上述金屬板存在耐鹼性差這樣的問題。
專利文獻3記載了表面處理金屬板,其特徵在於,其為在金屬板或鍍金屬板形成表面處理覆膜的表面處理金屬板,對於前述表面處理膜,Si和Li以Si/Li(摩爾比)為36~66的方式含有,並且實質上不具有Cr。但是,上述金屬板有耐膠帶剝離性差之類的問題。
專利文獻4記載了鍍鋅系金屬材料用表面處理液,其特徵在於,水性介質中含有:Si/Li摩爾比為1~4的範圍內的矽酸鋰,和相對於該矽酸鋰100質量份的量分別為5~50質量份的矽烷偶聯劑、0.2~10質量份(以釩金屬計)的釩化合物、0.2~10質量份(以鈦金屬計)的鈦化合物、以及0.01~10質量份的蠟。但是,上述鍍鋅系金屬材料用表面處理液的耐鹼性是不充分的。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特許第4922295號公報
專利文獻2:日本特開平11-58599號公報
專利文獻3:日本特開2000-45078號公報
專利文獻4:日本特開2010-37584號公報
技術實現要素:
發明要解決的問題
本發明鑑於上述現狀,目的在於提供改善了耐壓力機油性、基材密合性、耐膠帶剝離性、塗裝密合性、加工部耐腐蝕性、耐鹼性及耐磨損性的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,使用該金屬表面處理劑的被覆方法及被覆鋼材。
此處,耐膠帶剝離性是指即使在鋼材的卷材、加工品以船運輸送時被粘著性高的膠帶固定的高溫高溼條件下,剝離膠帶時被覆的覆膜顯示不剝離;耐磨損性是指相對於由輸送鋼材的卷材、加工品時的摩擦而發生的磨耗損傷的耐性。
用於解決問題的方案
本發明人等進行深入研究,結果發現:一種鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑具有優異的耐壓力機油性、基材密合性、耐膠帶剝離性、塗裝密合性、加工部耐腐蝕性、耐鹼性及耐磨損性,所述鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑包含特定的有機樹脂顆粒(A)、氧化矽顆粒(B)、矽酸鋰(C)、有機鈦化合物(D)及含環氧基化合物(E),前述氧化矽顆粒(B)及前述矽酸鋰(C)中含有的矽的總量的SiO2換算摩爾數相對於前述矽酸鋰(C)中含有的鋰元素的Li2O換算摩爾數為40~70倍、前述矽酸鋰(C)的質量相對於前述有機鈦化合物(D)中含有的鈦元素的質量之比為0.2~200,從而完成本發明。
即,本發明提供以下的[1]~[7]。
[1]一種鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,其包含有機樹脂顆粒(A)、氧化矽顆粒(B)、矽酸鋰(C)、有機鈦化合物(D)及含環氧基化合物(E),前述有機樹脂顆粒(A)為通過矽烷偶聯劑(A-1)和含多官能環氧基化合物(A-2)使基體樹脂改性而得到的樹脂顆粒,且為具有矽烷醇基及/或烷氧基甲矽烷基的樹脂顆粒,前述氧化矽顆粒(B)及前述矽酸鋰(C)中含有的矽元素的總量的SiO2換算摩爾數相對於前述矽酸鋰(C)中含有的鋰元素的Li2O換算摩爾數為40~70倍;相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,前述有機樹脂顆粒(A)的固成分質量為20~70質量%、前述氧化矽顆粒(B)為10~50質量%、前述矽酸鋰(C)為1~10質量%、前述有機鈦化合物(D)以鈦元素換算計為0.05~5質量%、前述含環氧基化合物(E)為0.2~10質量%、前述矽酸鋰(C)的質量相對於前述有機鈦化合物(D)中含有的鈦元素的質量之比為0.2~200。
[2]根據上述[1]所述的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,其中,前述矽烷偶聯劑(A-1)的總量的質量相對於前述有機鈦化合物(D)中含有的鈦元素的質量與矽酸鋰(C)的質量的和之比為0.01~13。
[3]根據上述[1]或[2]所述的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,其中,相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,包含0.1~10質量%的鈮化合物(F)。
[4]根據上述[1]~[3]中任一項所述的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,其中,相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,含有以磷元素換算計為0.1~10質量%的磷酸化合物(G)。
[5]根據上述[1]~[4]中任一項所述的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,其中,有機樹脂顆粒(A)是通過相對於前述基體樹脂的固成分質量以1~20質量%的比率配混矽烷偶聯劑(A-1)並使其進行反應而得到的。
[6]根據上述[1]~[5]中任一項所述的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,其中,有機樹脂顆粒(A)是通過相對於前述基體樹脂的固成分質量以1~20質量%的比率配混含多官能環氧基化合物(A-2)並使其進行反應而得到的。
[7]根據上述[1]~[6]中任一項所述的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,其中,前述氧化矽顆粒(B)及前述矽酸鋰(C)中含有的矽元素的總量的SiO2換算摩爾數相對於前述矽酸鋰(C)中含有的鋰元素的Li2O換算摩爾數為50~65倍。
[8]一種鍍鋅鋼材的被覆方法,其特徵在於,將上述[1]~[7]中任一項所述的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑塗布於鍍鋅鋼材表面形成覆膜。
[9]一種被覆鋼材,其為通過上述[8]所述的鍍鋅鋼材的被覆方法得到的。
發明的效果
根據本發明,能夠提供改善了耐壓力機油性、基材密合性、耐膠帶剝離性、塗裝密合性、加工部耐腐蝕性、耐鹼性及耐磨損性的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑、使用了該金屬表面處理劑的被覆方法及被覆鋼材。
具體實施方式
以下,詳細地說明本發明,本發明不限定於下述實施方式。
[鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑]
本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑包含有機樹脂顆粒(A)、氧化矽顆粒(B)、矽酸鋰(C)、有機鈦化合物(D)及含環氧基化合物(E),前述有機樹脂顆粒(A)為通過矽烷偶聯劑(A-1)和含多官能環氧基化合物(A-2)而改性的樹脂顆粒,且為具有矽烷醇基及/或烷氧基甲矽烷基的樹脂顆粒,前述氧化矽顆粒(B)及前述矽酸鋰(C)中含有的矽元素的總量的SiO2換算摩爾數相對於前述矽酸鋰(C)中含有的鋰元素的Li2O換算摩爾數為40~70倍;相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,前述有機樹脂顆粒(A)的固成分質量為20~70質量%、前述氧化矽顆粒(B)為10~50質量%、前述矽酸鋰(C)為1~10質量%,前述有機鈦化合物(D)以鈦元素換算計為0.05~5質量%、前述含環氧基化合物(E)為0.2~10質量%、前述矽酸鋰(C)的質量相對於前述有機鈦化合物(D)中含有的鈦元素的質量之比為0.2~200。
由此,本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑具有耐壓力機油性、基材密合性、耐膠帶剝離性、塗裝密合性、加工部耐腐蝕性、耐鹼性及耐磨損性均優異的性能。
本發明使用的有機樹脂顆粒(A)為通過矽烷偶聯劑(A-1)和含多官能環氧基化合物(A-2)使基體樹脂改性而得到的樹脂顆粒,且為具有矽烷醇基及/或烷氧基甲矽烷基的樹脂顆粒。
作為前述基體樹脂,沒有特別限定,例如可列舉出:使乙烯與丙烯酸、甲基丙烯酸或馬來酸酐等不飽和羧酸的共聚樹脂(例如,乙烯-甲基丙烯酸共聚物)分散在以氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬的氫氧化物、氨水、有機胺類中和的水中而成的水分散丙烯酸類樹脂;含異氰酸酯基的化合物與多元醇、低分子量多元醇及含有活性氫基與親水性基的化合物反應製造聚氨酯預聚物,接著將上述親水性基通過中和劑進行中和而成的水分散聚氨酯樹脂等。
作為有機樹脂顆粒(A),可列舉出這些分散樹脂液中具有使後述的矽烷偶聯劑(A-1)與含多官能環氧基化合物(A-2)作用而得到的矽烷醇基及/或烷氧基甲矽烷基的丙烯酸類樹脂顆粒、或具有矽烷醇基及/或烷氧基甲矽烷基的聚氨酯樹脂顆粒等。其中,以鹼中和的乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂的水分散樹脂液中,後述的矽烷偶聯劑(A-1)與含多官能環氧基化合物(A-2)等作用而得到的丙烯酸類樹脂顆粒可以微顆粒化、且能形成高性能覆膜,從該觀點來看而優選。
例如,作為基體樹脂,使用上述乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂的情況下,優選以乙烯含量為90~70質量%、甲基丙烯酸的含量為10~30質量%的比例包含。
另外,根據需要,也可以含有其它單體,其使用量優選為10質量%以下。使用上述乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂的情況下,例如能夠用高壓法低密度聚乙烯的製造裝置通過聚合等公知的方法製造。
作為配混量,優選以基體樹脂相對於前述有機樹脂顆粒(A)的固成分質量為80質量%以上進行反應。更優選為90質量%以上的範圍。
前述有機樹脂顆粒(A)具有矽烷醇基及/或烷氧基甲矽烷基。通過具有上述官能基,能夠產生與氧化矽顆粒(B)、有機鈦化合物(D)的反應而形成覆膜,能夠改善基材密合性、耐壓力機油性等。上述烷氧基甲矽烷基中的烷氧基甲矽烷基沒有特別限定,例如可列舉出:三甲氧基甲矽烷基、二甲氧基甲矽烷基、甲氧基甲矽烷基、三乙氧基甲矽烷基、二乙氧基甲矽烷基、乙氧基甲矽烷基等。上述官能基可以通過使後述的矽烷偶聯劑(A-1)等與上述基體樹脂的水分散液反應得到。
(矽烷偶聯劑(A-1))
前述有機樹脂顆粒(A)中使用的矽烷偶聯劑(A-1),例如可列舉出:3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷等含環氧基的矽烷化合物,γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基矽烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基矽烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、γ-氨基丙基三乙氧基矽烷、γ-氨基丙基乙氧基矽烷、N-[2-(乙烯基苄基氨基)乙基]-3-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基矽烷等含氨基的矽烷化合物,γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、γ-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-巰基丙基三乙氧基矽烷、γ-巰基丙基甲基二乙氧基矽烷等含巰基的矽烷化合物,乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等,優選為含環氧基的矽烷化合物。它們可以單獨使用,也可以並用2種以上。
作為配混量,優選相對於前述基體樹脂的固成分100質量%以1~20質量%的比率配混將矽烷偶聯劑(A-1)並使其進行反應。更優選為1~10質量%的範圍。該配混量為1質量%以上的情況下,鋼材表面形成的覆膜的耐鹼性、耐溶劑性、塗裝密合性等良好,為20質量%以下時,有時覆膜的親水性變得適宜、耐腐蝕性變得良好,以及覆膜的形成時使用的前述金屬表面處理劑的液穩定性變得良好。
(含多官能環氧基化合物(A-2))
作為前述有機樹脂顆粒(A)中使用的含多官能環氧基化合物(A-2),可列舉出:山梨糖醇多縮水甘油醚、季戊四醇多縮水甘油醚、甘油多縮水甘油醚、二甘油多縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、三縮水甘油基三(2-羥基乙基)異氰脲酸酯、雙酚A縮水甘油醚、氫化雙酚A二縮水甘油醚等。它們可以單獨使用,也可以並用2種以上。使用含多官能環氧基化合物(A-2)時,提高與有機樹脂的親和性,因此有時上述覆膜塗布面塗塗料時,對於塗膜密合性的提高是有利的。
此處,含多官能環氧基化合物(A-2)不包括含環氧基的矽烷化合物。
作為配混量,優選相對於前述基體樹脂的固成分100質量%以1~20質量%含多官能環氧基化合物(A-2)並使其進行反應。更優選為1~10質量%的範圍。該配混量為1質量%以上的情況下,鋼材表面形成的覆膜的耐鹼性、耐溶劑性、塗裝密合性等是良好的,為20質量%以下時,有時覆膜的親水性變得適宜、耐腐蝕性變得良好,以及覆膜的形成時使用的前述金屬表面處理劑的液穩定性變得良好。
前述有機樹脂顆粒(A)的樹脂顆粒的平均粒徑優選為20~100nm。此處,平均粒徑利用動態光散射法的粒徑測定裝置,例如,能夠通過FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定。前述平均粒徑的值是指,將樹脂顆粒(A)的水分散液以離子交換水稀釋成通過上述裝置測定所適宜的濃度,以液溫25℃測定得到的累積平均粒徑。利用前述方法的平均粒徑為20nm以上時,粘度、親水性變得適宜,操作性、耐腐蝕性等變得良好。平均粒徑為100nm以下時,覆膜性能方面,基材密合性、耐壓力機油性等變得良好。
前述有機樹脂顆粒(A)相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計含有20~70質量%。不足20質量%時,不能得到充分的塗膜性能、尤其是加工部耐腐蝕性。另外,從調節與其它成分的含量的平衡而良好地發揮本發明的效果的觀點出發,為70質量%以內。從同樣的觀點出發,前述有機樹脂顆粒(A)的含量相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,優選為30~65質量%、更優選為40~60質量%。
需要說明的是,前述有機樹脂顆粒(A)的含量能從配混各原料時的配混量算出。
本發明使用的氧化矽顆粒(B)的一次顆粒的數均粒徑優選為5~50nm、更優選為5~20nm,能從膠態二氧化矽、氣相二氧化矽等適宜選擇使用。氧化矽顆粒(B)的一次顆粒的數均粒徑能通過電子顯微鏡觀察求出。作為氧化矽顆粒(B)的具體例,可列舉出SNOWTEX N、SNOWTEX C(日產化學工業株式會社制)、ADELITE AT-20N、AT-20A(ADEKA Corporation制)、Cataloid S-20L、Cataloid SA(日揮觸媒化成株式會社制)等。它們可以單獨使用,也可以並用2種以上。
氧化矽顆粒(B)相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計含有10~50質量%。不足10質量%時,不能得到充分的塗膜性能、尤其是基材密合性、耐膠帶剝離性。另外,從調節與其它成分的含量的平衡而良好地發揮本發明的效果的觀點出發,為50質量%以下。從同樣的觀點出發,該氧化矽顆粒(B)的含量相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計優選為15~45質量%、更優選為20~40質量%。
需要說明的是,氧化矽顆粒(B)的含量能從配混各原料時的配混量算出。
本發明使用的矽酸鋰(C)為由鋰氧化物與二氧化矽組成的鹽,以通式Li2O·nSiO2表示。根據表示鋰氧化物與二氧化矽的摩爾比的n的值,可列舉出原矽酸鋰(Li4SiO4(Li2O·0.5SiO2:n=0.5))、偏矽酸鋰(Li2SiO3(Li2O·SiO2:n=1))、原二矽酸六鋰(Li6Si2O7(Li2O·2/3SiO2:n=2/3))、Li4Si7O16(Li2O·3.5SiO2:n=3.5)、Li4Si9O20(Li2O·4.5SiO2:n=4.5)、Li4Si15O32(Li2O·7.5SiO2:n=7.5)等。另外,矽酸鋰(C)例如可以為其水合物。
進而,矽酸鋰(C)例如能以矽酸鋰水溶液的形式使用,在這樣的情況下,水溶液的固成分濃度例如為1~50質量%、優選為2~40質量%。需要說明的是,矽酸鋰(C)因鋰氧化物與二氧化矽的摩爾比n的值而其的水溶性不同,例如,n為2~5的矽酸鋰在水中可溶、n為6~10的矽酸鋰在水中不溶。
另外,作為這樣的矽酸鋰(C),例如可列舉出矽酸鋰35(矽酸鋰水溶液、SiO2/Li2O(摩爾比)=3.5)、矽酸鋰45(矽酸鋰水溶液、SiO2/Li2O(摩爾比)=4.5)、矽酸鋰75(矽酸鋰水溶液、SiO2/Li2O(摩爾比)=7.5)(均為日產化學工業株式會社制)等。它們可以單獨使用,也可以並用2種以上。
可以認為矽酸鋰(C)通過與前述氧化矽顆粒(B)離子交聯,形成擬交聯,由此形成耐膠帶密合性優異的覆膜。
矽酸鋰(C)相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,以1~10質量%含有。不足1質量%時,耐膠帶剝離性變得不良。另外,調節與其它成分的含量的平衡而良好地發揮本發明的效果的觀點出發為10質量%以下。從同樣的觀點出發,該矽酸鋰(C)的含量相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,優選為1~7質量%、更優選為1~5質量%。
需要說明的是,矽酸鋰(C)的含量能從配混各原料時的配混量算出。
前述氧化矽顆粒(B)及前述矽酸鋰(C)中含有的矽元素的總量的SiO2換算摩爾數相對於前述矽酸鋰(C)中含有的鋰元素的Li2O換算摩爾數為40~70倍(以下,僅稱為SiO2相對於Li2O的摩爾比為40~70)。SiO2相對於該Li2O的摩爾比不足40時,不能得到充分的塗膜性能、尤其是耐鹼性降低,另一方面,超過70時,耐膠帶剝離性差。從同樣的觀點出發,SiO2相對於該Li2O摩爾比優選為50~65、更優選為50~60。
如上所述,對於本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,前述矽酸鋰(C)的質量相對於前述有機鈦化合物(D)中含有的鈦元素的質量之比為0.2~200。上述質量比不足0.2時,耐壓力機油性、耐膠帶剝離性劣化,上述質量比超過200時,鹼脫脂性劣化。從同樣的觀點出發,前述矽酸鋰(C)的質量相對於前述有機鈦化合物(D)中含有的鈦元素的質量之比優選為0.5~17、更優選為1.5~17。
另外,對於本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,前述矽烷偶聯劑(A-1)的質量相對於前述有機鈦化合物(D)中含有的鈦元素的質量與矽酸鋰(C)的質量的和之比優選為0.01~13。通過上述質量比為0.01~13的範圍內,耐膠帶剝離性、耐鹼性得以改善,且耐壓力機油性、加工部耐腐蝕性也得以改善。從同樣的觀點出發,前述矽烷偶聯劑(A-1)的質量相對於前述有機鈦化合物(D)中含有的鈦元素的質量與矽酸鋰(C)的質量的和之比更優選為0.1~13、進一步優選為0.35~0.65。
作為本發明使用的以有機鈦化合物(D)的形式使用的具體例,可列舉出:二丙氧基雙(三乙醇胺酸根)鈦、二丙氧基雙(二乙醇胺酸根)鈦、二丁氧基雙(三乙醇胺酸根)鈦、二丁氧基雙(二乙醇胺酸根)鈦、二丙氧基雙(乙醯基丙酸根合)鈦、二丁氧基雙(乙醯基丙酸根合)鈦、二羥基雙(乳酸根)鈦單銨鹽、二羥基雙(乳酸根)鈦二銨鹽、丙烷二氧基鈦雙(乙基乙醯乙酸根)、氧代鈦雙(單銨草酸根)、異丙基三(N-醯胺乙基·氨基乙基)鈦酸鹽等。它們可以單獨使用,也可以並用2種以上。
有機鈦化合物(D)以鈦元素換算計,相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計以0.05~5質量%含有。不足0.05質量%時,不能得到充分的塗膜性能。另外,從調節與其它成分的含量的平衡而良好地發揮本發明的效果的觀點出發為5質量%以內。從同樣的觀點出發,該有機鈦化合物(D)的含量以鈦元素換算計,相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計更優選為0.1~2質量%、進一步優選為0.3~1質量%。
需要說明的是,有機鈦化合物(D)的含量能從配混各原料時的配混量算出。
本發明使用的含環氧基化合物(E)沒有特別限定,為多官能環氧基樹脂,從能夠降低原料使用量的觀點出發越多官能越優選,優選3官能以上、進一步優選為4官能以上。另外,從與有機樹脂顆粒(A)的反應來調節粘度變化的觀點、所得金屬處理劑的處理性的觀點出發,例如優選為3~5官能。作為具體例,例如可以將前述的含多官能環氧基化合物(A-2)用作含環氧基化合物。
對於含環氧基化合物(E),覆膜形成時與前述有機樹脂顆粒(A)發生交聯反應形成高交聯覆膜,由此尤其提高耐壓力機油性。
含環氧基化合物(E)相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,以0.2~10質量%含有。不足0.2質量%時,不能得到充分的塗膜性能、尤其是充分的耐壓力機油性。另外,從調節與其它成分的含量的平衡而良好地發揮本發明的效果的觀點出發為10質量%以下。從同樣的觀點出發,該含環氧基化合物(E)的含量相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,優選為1~8質量%、更優選為2~7質量%。
需要說明的是,含環氧基化合物(E)的含量能從配混各原料時的配混量算出。
本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑除了前述(A)~(E),優選還進一步含有鈮化合物(F)。
鈮化合物(F)相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,優選以0.1~10質量%含有。為0.1~10質量%的範圍內時,加工部耐腐蝕性優異。從同樣的觀點出發,該鈮化合物(F)的含量相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,更優選為0.2~5質量%、進一步優選為0.5~2質量%。
作為前述鈮化合物(F),沒有特別限定,可以使用以往公知的含鈮的化合物,例如可列舉出:氧化鈮、鈮酸及其鹽、氟鈮酸鹽、氟氧鈮酸鹽等。其中,從耐腐蝕性的提高的觀點出發,優選為氧化鈮。
前述氧化鈮優選為氧化鈮顆粒。由此,能使氧化鈮顆粒複合化形成覆膜、能夠更加提高耐腐蝕性。
前述氧化鈮顆粒是指鈮的氧化物在水中以微顆粒狀態分散的物質,例如,可以為不嚴格地形成氧化鈮、而是以氫氧化鈮與氧化鈮的中間狀態變為無定形狀態。
作為覆膜的形成時使用的前述金屬表面處理劑中添加的氧化鈮顆粒,可以使用通過公知的方法製造的氧化鈮顆粒。作為上述氧化鈮顆粒,沒有特別限定,例如可列舉出:日本特開平6-321543號公報、日本特開平8-143314號公報、日本特開平8-325018號公報等中記載的公知的方法製造的顆粒等。另外,可以使用多木化學株式會社出售的氧化鈮溶膠、氧化鈮漿料。
前述氧化鈮顆粒的平均粒徑優選為2nm~10μm、更優選為2nm~1μm。前述平均粒徑小時,更穩定地形成包含緻密的氧化鈮而成的覆膜,因此能夠對被處理物穩定地賦予防鏽性,更為優選。前述氧化鈮顆粒的平均粒徑能使用雷射衍射·散射式Microtrac HRA粒度分布計(HONEYWELL公司制)等,以體積的累積為50%的粒徑作為體積平均粒徑來求出。
本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑除了前述(A)~(E)或前述(A)~(F)之外,優選還含有磷酸化合物(G)。作為磷酸化合物(G),可列舉出正磷酸、偏磷酸、焦磷酸、三磷酸、四磷酸等磷酸類、磷酸三銨、磷酸氫二銨、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉等磷酸鹽類等。它們可以單獨使用,也可以並用2種以上。
使用磷酸化合物(G)時,磷酸根離子在金屬質地表面形成磷酸鹽層而鈍化,能夠提高防鏽性。
磷酸化合物(G)以磷元素換算計,相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計優選以0.1~10質量%含有。通過為0.1~10質量%的範圍內,加工部耐腐蝕性優異。從同樣的觀點出發,該磷酸化合物(G)的含量以磷元素換算計,相對於前述金屬表面處理劑的固成分質量的總計,更優選為0.2~5質量%、進一步優選為0.5~2質量%。
需要說明的是,磷酸化合物(G)的含量能從配混各原料時的配混量算出。
通過並用前述磷酸化合物(G)和鈮化合物(F),能夠形成尤其是加工部耐腐蝕性優異的覆膜。磷酸化合物(G)的磷元素換算質量相對於鈮化合物(F)的質量之比優選為0.01~100、更優選為0.03~10、進一步優選為0.03~4。
對於本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑,除了前述(A)~(E)、前述(A)~(F)或前述(A)~(G),還可以含有水。
本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑中,除了上述(A)~(G)及水以外還可以含有其它的成分。例如,可以配混蠟、潤滑劑、顏料。作為前述蠟,例如可以使用石蠟、微晶蠟、聚烯烴等烴系蠟、它們的衍生物等以往公知的蠟。作為上述衍生物,可列舉出羧基化聚烯烴、氯化聚烯烴等。作為前述潤滑劑,例如可以使用氟系、烴系、脂肪酸醯胺系、酯系、醇系、金屬皂系及無機系等以往公知的潤滑劑。作為上述顏料,例如可以使用氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、碳酸鈣(CaCO3)、硫酸鋇(BaSO4)、氧化鋁(Al2O3)、高嶺土、炭黑、氧化鐵(Fe2O3、Fe3O4)等無機顏料、有機顏料等各種著色顏料等。另外,作為防鏽劑,例如可以使用日本特許第492295號記載的硫羰基化合物、胍化合物。
(鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑的製造方法)
本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑能夠向分散有前述有機樹脂顆粒(A)的樹脂顆粒的水分散液配混前述氧化矽顆粒(B)、前述矽酸鋰(C)、前述有機鈦化合物(D)及前述含環氧基化合物(E)製備前述金屬表面處理劑,進而根據需要配混選自前述鈮化合物(F)、前述磷酸化合物(G)、水、其它成分中的1種以上,由此製造。
[鍍鋅鋼材的被覆方法]
本發明的鍍鋅鋼材的被覆方法的特徵在於將本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑塗覆於鍍鋅鋼材表面形成覆膜。由此,本發明的鍍鋅鋼材的被覆方法具有耐壓力機油性、基材密合性、耐膠帶剝離性、塗裝密合性、加工部耐腐蝕性、耐鹼性及耐磨損性中任一項均優異的性能。
前述覆膜為前述有機樹脂顆粒(A)、氧化矽顆粒(B)、有機鈦化合物(D)、含環氧基化合物(E)相互鍵合的狀態。即,有機樹脂顆粒(A)的官能基、氧化矽顆粒(B)表面的官能基、有機鈦化合物(D)、含環氧基化合物(E)的官能基形成鍵合、複合化後的狀態。
進而,可以認為前述覆膜中氧化矽顆粒(B)與矽酸鋰(C)通過離子交聯形成擬交聯。
前述鍵合,可以認為主要為前述有機樹脂顆粒(A)的Si-OR基及/或Si-OH基、氧化矽顆粒(B)表面的Si-OH基、有機鈦化合物(D)的Ti-OR′基及/或Ti-OH基反應形成的鍵合,即為Si-O-Si鍵合、Si-O-Ti-O-Si鍵合等。通過這些鍵合可以得到有機樹脂顆粒與無機顆粒形成化學上牢固的鍵合這樣的有利的效果。另外,可以認為前述有機樹脂顆粒(A)的羧酸基與含環氧基化合物(E)的環氧基交聯,由此形成更牢固的覆膜、提高耐壓力機油性等。此處,上述R為源自前述的矽烷偶聯劑(A-1)的取代基,上述R′為源自前述的有機鈦化合物(D)的取代基。
進而,可以認為如上所述,氧化矽顆粒(B)與矽酸鋰(C)通過離子交聯形成擬交聯,由此形成耐膠帶密合性優異的覆膜。
並且,有機樹脂顆粒(A)的粒徑為特定的範圍內的物質,因此上述覆膜中,上述的顆粒間鍵合以高密度形成,因此為化學上穩定、微觀上均質性高的覆膜。因此,推測本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑可以得到特別顯著的效果。
製造用於覆蓋鍍鋅鋼材的金屬表面處理劑時,作為上述各成分的添加順序,沒有特別限定,例如可以使用前述的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑的製造方法。
鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑中,為了形成更均勻平滑的覆膜,可以使用溶劑、流平劑。作為溶劑、流平劑,塗料中一般使用的物質即可,沒有特別限定,例如可列舉出醇系、酮系、酯系、醚系的親水性溶劑,有機矽系等的流平劑。
前述金屬表面處理劑的覆膜的形成可以通過將前述金屬表面處理劑塗布在鋼材表面來進行。例如,對鋅被覆鋼或無被覆鋼進行被覆時,根據需要對脫脂處理的被塗物適用前述金屬表面處理劑。塗覆方法沒有特別限定,可以適宜採用一般使用的輥塗、空氣噴塗、無空氣噴塗、浸漬等。為了提高覆膜的固化性,優選預先加熱被塗物、或塗覆後使被塗物熱乾燥。為被塗物的加熱溫度的指標的鋼板到達溫度(PMT)優選為20~250℃、更優選為50~220℃。加熱溫度為50℃以上時,水分的蒸發速度快、可以得到充分的成膜性,因此提高耐溶劑性、耐鹼性。另一方面,為250℃以下時,難以產生樹脂的熱分解,耐溶劑性、耐鹼性提高,另外能夠抑制由於變黃而外觀變差。
另外,本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑即使在室溫(20℃)附近的低溫條件下、水分蒸發而幹固,由此能形成具有充分優異的性能的覆膜。
塗覆後進行熱乾燥的情況下,乾燥時間優選為1秒~5分鐘。
[被覆鋼材]
本發明的被覆鋼材可以通過本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑對鋼材進行被覆來得到。另外,可以通過鍍鋅鋼材的被覆方法得到,該被覆方法的特徵在於將本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑塗布在鍍鋅鋼材表面形成覆膜。由此,本發明的被覆鋼材具有耐壓力機油性、基材密合性、耐膠帶剝離性、塗裝密合性、加工部耐腐蝕性、耐鹼性及耐磨損性中任一項均優異的性能。
前述被覆鋼材中,前述覆膜的覆膜量優選為0.1~3g/m2、更優選為0.5~1.5g/m2。上述覆膜量為0.1g/m2以上時,耐腐蝕性提高。上述覆膜量為3g/m2以下時,能夠抑制基材密合性的降低。
另外,本發明的被覆鋼材也可以在前述覆膜上塗布面塗塗料形成塗膜來使用。作為面塗塗料,例如可列舉出包含丙烯酸類樹脂、丙烯酸類改性醇酸樹脂、環氧樹脂、聚氨酯樹脂、三聚氰胺樹脂、苯二甲酸樹脂、氨基樹脂、聚酯樹脂、氯乙烯樹脂等的塗料等。
面塗塗料的塗膜的膜厚根據防鏽金屬製品的用途、使用的面塗塗料的種類等適宜決定,沒有特別限定。通常為5~300μm、更優選為10~200μm。面塗塗料的塗膜的形成可以通過在前述鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑形成的覆膜上塗布面塗塗料、使其加熱乾燥、固化來進行。乾燥溫度及時間根據塗布的面塗塗料的種類、塗膜的膜厚等適宜調節,通常而言,作為乾燥溫度優選50~250℃、作為乾燥時間優選5分鐘~1小時。作為面塗塗料的塗布方法,根據塗料形態,可以通過以往公知的方法進行。
作為本發明使用的鋼材,例如,鍍鋅鋼材、鍍鋅-鎳鋼材、鍍鋅-鐵鋼材、鍍鋅-鉻鋼材、鍍鋅-鋁鋼材、鍍鋅-鈦鋼材、鍍鋅-鎂鋼材、鍍鋅-錳鋼材、鍍鋅-鋁-鎂鋼材、鍍鋅-鋁-鎂-矽鋼材等鍍鋅系鋼材,進而,作為它們的鍍層中少量的異種金屬元素或雜質,可以包含:含有鈷、鉬、鎢、鎳、鈦、鉻、鋁、錳、鐵、鎂、鉛、鉍、銻、錫、銅、鎘、砷等的物質,分散有氧化矽、氧化鋁、氧化鈦等無機物的物質。進而,也可以適用於以上的鍍覆與其它種類的鍍覆,例如鍍鐵、鍍鐵-磷、鍍鎳、鍍鈷等組合的複合鍍層。進而,也可以適用於鍍鋁或鍍鋁系合金。鍍覆方法沒有特別限定,為公知的電鍍法、熔融鍍覆法、蒸鍍法、分散鍍覆法、真空鍍覆法等任一方法即可。
實施例
以下,通過實施例將本發明更具體地進行說明,本發明不限定於以下的實施例。需要說明的是,以下的記載中,特別是未記載的情況下,濃度的%均表示質量%。
(樹脂顆粒(a-1)的製造)
向反應容器添加乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(乙烯的含量為80%、甲基丙烯酸的含量為20%)、相對於樹脂為5.6%的氫氧化鈉及去離子水,以95℃攪拌6小時,由此得到固成分23%的水分散樹脂液。向該水分散樹脂液進一步添加氫化雙酚A二縮水甘油醚(製品名:SR-HBA、阪本藥品工業株式會社制)0.69%及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷(製品名:KBM-303、信越化學工業株式會社制)1.15%,以85℃反應2小時,由此得到固成分24%的、具有矽烷醇基及/或甲氧基甲矽烷基的樹脂顆粒(a-1)的水分散液。利用動態光散射法的粒徑測定裝置FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定的樹脂顆粒(a-1)的平均粒徑為70nm。
(樹脂顆粒(a-2)的製造)
向反應容器添加乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(乙烯的含量為80%、甲基丙烯酸的含量為20%)、相對於樹脂為5.6%的氫氧化鈉及去離子水,以95℃攪拌6小時,由此得到固成分23%的水分散樹脂液。向該水分散樹脂液進一步添加氫化雙酚A二縮水甘油醚0.69%及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷0.29%,以85℃反應2小時,由此得到固成分24%的、具有矽烷醇基及/或甲氧基甲矽烷基的樹脂顆粒(a-2)的水分散液。利用動態光散射法的粒徑測定裝置FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定的樹脂顆粒(a-2)的平均粒徑為70nm。
(樹脂顆粒(a-3)的製造)
向反應容器添加乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(乙烯的含量為80%、甲基丙烯酸的含量為20%)、相對於樹脂為5.6%的氫氧化鈉及去離子水,以95℃攪拌6小時,由此得到固成分23%的水分散樹脂液。向該水分散樹脂液進一步添加氫化雙酚A二縮水甘油醚0.69%及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷5.75%,以85℃反應2小時,由此得到固成分24%的、具有矽烷醇基及/或甲氧基甲矽烷基的樹脂顆粒(a-3)的水分散液。利用動態光散射法的粒徑測定裝置FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定的樹脂顆粒(a-3)的平均粒徑為70nm。
(樹脂顆粒(a-4)的製造)
向反應容器添加乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(乙烯的含量為80%、甲基丙烯酸的含量為20%)、相對於樹脂為5.6%的氫氧化鈉及去離子水,以95℃攪拌6小時,由此得到固成分23%的水分散樹脂液。向該水分散樹脂液進一步添加氫化雙酚A二縮水甘油醚0.23%及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷1.15%,以85℃反應2小時,由此得到固成分24%的、具有矽烷醇基及/或甲氧基甲矽烷基的樹脂顆粒(a-4)的水分散液。利用動態光散射法的粒徑測定裝置FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定的樹脂顆粒(a-4)的平均粒徑為70nm。
(樹脂顆粒(a-5)的製造)
向反應容器添加乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(乙烯的含量為80%、甲基丙烯酸的含量為20%)、相對於樹脂為5.6%的氫氧化鈉及去離子水,以95℃攪拌6小時,由此得到固成分23%的水分散樹脂液。向該水分散樹脂液進一步添加氫化雙酚A二縮水甘油醚4.6%及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷1.15%,以85℃反應2小時,由此得到固成分24%的、具有矽烷醇基及/或甲氧基甲矽烷基的樹脂顆粒(a-5)的水分散液。利用動態光散射法的粒徑測定裝置FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定的樹脂顆粒(a-5)的平均粒徑為70nm。
(樹脂顆粒(a-6)的製造)
向反應容器添加水系聚氨酯樹脂(製品名:ADEKA BONTIGHTER HUX-320、ADEKA CORPORATION制)(固成分30%)、氫化雙酚A二縮水甘油醚0.90%及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷1.50%,以85℃反應2小時,由此得到固成分24%的、具有矽烷醇基及/或甲氧基甲矽烷基的樹脂顆粒(a-6)的水分散液。利用動態光散射法的粒徑測定裝置FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定的樹脂顆粒(a-6)的平均粒徑為70nm。
(樹脂顆粒(a-7)的製造)
向反應容器添加乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(乙烯的含量為80%、甲基丙烯酸的含量為20%)、相對於樹脂為5.6%的氫氧化鈉及去離子水,以95℃攪拌6小時,由此得到固成分23%的水分散樹脂液。向該水分散樹脂液進一步添加氫化雙酚A二縮水甘油醚0.69%及γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(製品名:KBM-403、信越化學工業株式會社制)1.15%,以85℃反應2小時,由此得到固成分24%的、具有矽烷醇基及/或甲氧基甲矽烷基的樹脂顆粒(a-7)的水分散液。利用動態光散射法的粒徑測定裝置FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定的樹脂顆粒(a-7)的平均粒徑為70nm。
(樹脂顆粒(a-8)的製造)
向反應容器添加乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(乙烯的含量為80%、甲基丙烯酸的含量為20%)、相對於樹脂為5.6%的氫氧化鈉及去離子水,以95℃攪拌6小時,由此得到固成分23%的水分散樹脂液。向該水分散樹脂液進一步添加山梨糖醇多縮水甘油醚(製品名:Denacol EX-614B、Nagase ChemteX Corporation制)0.69%及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷1.15%,以85℃反應2小時,由此得到固成分24%的、具有矽烷醇基及/或甲氧基甲矽烷基的樹脂顆粒(a-8)的水分散液。利用動態光散射法的粒徑測定裝置FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定的樹脂顆粒(a-8)的平均粒徑為70nm。
(樹脂顆粒(b)的製造)
向反應容器添加乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(乙烯的含量為80%、甲基丙烯酸的含量為20%)、相對於樹脂為4.6%的氫氧化鈉及去離子水,以95℃攪拌6小時,由此得到固成分23%的水分散樹脂液。向該水分散樹脂液進一步添加氫化雙酚A二縮水甘油醚0.69%及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷1.15%,以85℃反應2小時,由此得到固成分24%的、具有矽烷醇基及/或甲氧基甲矽烷基的樹脂顆粒(b)的水分散液。利用動態光散射法的粒徑測定裝置FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定的樹脂顆粒(b)的平均粒徑為100nm。
(樹脂顆粒(c)的製造)
向反應容器添加乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(乙烯的含量為80%、甲基丙烯酸的含量為20%)、相對於樹脂為4.6%的氫氧化鈉及去離子水,以95℃攪拌6小時,由此得到固成分23%的水分散樹脂液。向該水分散樹脂液進一步添加氫化雙酚A二縮水甘油醚0.69%,以85℃反應2小時,由此得到固成分24%的樹脂顆粒(c)的水分散液。製造例10中未添加矽烷偶聯劑。利用動態光散射法的粒徑測定裝置FPAR-1000(大塚電子株式會社制)測定的樹脂顆粒(c)的平均粒徑為110nm。
針對製造例1~10中得到的樹脂顆粒,示於以下的表1。
[表1]
離聚物A(粒徑:70nm):乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(甲基丙烯酸含量20質量%,用NaOH的中和度60%)
離聚物B(粒徑:100nm):乙烯-甲基丙烯酸共聚樹脂(甲基丙烯酸含量20質量%,用NaOH的中和度50%)
聚氨酯:HUX-320
KBM303:2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷
KBM403:γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷
SR-HBA:氫化雙酚A二縮水甘油醚
EX614B:山梨糖醇多縮水甘油醚
後述的實施例1~32及比較例1~23中,使用以下的原料及材料,使用水作為溶劑,製備金屬表面處理劑。
氧化矽顆粒:製品名AT-20A、ADEKA CORPORATION制、平均粒徑12nm
矽酸鋰:製品名矽酸鋰35、日本化學工業株式會社制
有機鈦化合物:製品名T-50、二丙氧基雙(乙醯基丙酸根合)鈦、日本曹達株式會社制
含環氧基化合物:製品名SR-HBA、阪本藥品工業株式會社制
鈮化合物:製品名Biral Nb-G6000、多木化學株式會社社制、平均粒徑15nm
磷酸化合物:原料名磷酸三鈉(無水物)
其它原料:碳二亞胺(製品名Carbodilite SV-02、Nisshinbo Chemical Inc.制)、三聚氰胺樹脂(製品名CYMEL385、Cytec Industries Japan LLC.)、WAX(製品名Hitec E-6000S、東邦化學工業株式會社制、化合物名:聚乙烯彌散膠體polyethylene dispersion)
(鍍鋅鋼板)
使用新日鐵住金株式會社制的電鍍鋅鋼板「NS ZINKOTE(註冊商標)」(以下稱為EG)、新日鐵住金株式會社制的熔融鍍鋅鋼板「NSシルバージンク(註冊商標)」(以下稱為GI)、新日鐵住金株式會社制的鍍鋅-鋁-鎂-矽合金鋼板「SuperDyma(註冊商標)」(以下稱為SD)、日鐵住金鋼板社制的鍍鋅-鋁合金鋼板「ガルバリウム鋼板(註冊商標)」(以下稱為GL)、新日鐵住金株式會社制的鍍鋅-鎳合金鋼板「NSジンクライト(註冊商標)」(以下稱為ZL)、日新制鋼株式會社制的鍍鋅-鋁-鎂合金鋼板「ZAM(註冊商標)」作為原板。原板的板厚使用0.6mm。EG使用單面鍍液附著量為20g/m2的製品。另外,GI、SD、GL、ZAM使用單面鍍液附著量為60g/m2的製品。ZL的鍍液附著量為單面20g/m2、鍍層中的鎳量為12質量%。
(鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑的製備)
向上述樹脂顆粒(a-1)的水分散體將氧化矽顆粒(B)、矽酸鋰(C)、有機鈦化合物(D)、含環氧基化合物(E)、鈮化合物(F)及磷酸化合物(G)按照表2所述的配方進行配混,製備鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑。
(試驗板的製作)
對各鍍鋅鋼板使用鹼脫脂劑(Surf-Cleaner155、NIPPONPAINT Co.,Ltd.制)2%水溶液,以60℃進行2分鐘噴塗處理來進行脫脂,水洗後用溫風乾燥。冷卻後,向該脫脂處理板將上述金屬表面處理劑用棒塗機以乾燥覆膜量成為1g/m2的方式進行塗布,使用氣氛溫度為500℃的熱風乾燥爐以鋼板到達溫度(PMT)成為150℃、使用氣氛溫度為200℃的熱風乾燥爐以鋼板到達溫度(PMT)成為50℃的方式進行焙燒,製作試驗板。
使用表2及表3所述的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑的配混、配混條件、以及試驗板的製作條件,與實施例1同樣地進行鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑的製備及製作試驗板。
[評價方法]
針對如以上所述製作的實施例1~32及比較例1~23的試驗板,進行以下的評價。將評價結果示於表2及表3。
將試驗板在室溫下浸漬在壓力機油(G6318SK、日本工作油株式會社制)中24小時後,對試驗板用己烷清洗,設置於Rubbing Tester後,使用含浸了乙醇的脫脂棉以0.5kgf/cm2的負載來回擦拭10次後的覆膜狀態基於以下的評價基準進行評價。
A:擦拭面完全沒有擦拭痕跡
B:擦拭面有少量擦拭痕跡
C:擦拭面有白色擦拭痕跡
D:擦拭面的一部分剝離
將塗裝後1小時以內的試驗板用ERICHSEN TESTER擠出加工8mm後,擠出部粘貼CELLOTAPE(註冊商標)(Nichiban Co.,Ltd.制),強行剝離。對剝離後的試驗板在甲基紫染色液浸漬30分鐘後的覆膜狀態以下述評價基準評價。
A:基本未剝離
B:剝離面積不足10%
C:剝離面積10%以上且不足25%
D:剝離面積25%以上
對試驗板粘貼Filament Tape(Hitachi Maxell,Ltd.制),以40℃、溼度80%的條件放置2周後,強行剝離膠帶。對覆膜狀態以下述的評價基準評價。
A:基本未剝離
B:基本未剝離,但殘留膠帶痕跡
C:剝離面積不足50%
D:剝離面積50%以上
向試驗板表面將三聚氰胺醇酸塗料(商品名:ORGANEO WHITE、NIPPONPAINT Co.,Ltd.制)用棒塗機以乾燥膜厚成為20μm的方式進行塗布,以130℃焙燒15分鐘製作塗膜板。接著,將塗膜板浸漬在沸水中30分鐘,取出放置24小時後,用ERICHSENTESTER將塗膜板擠出7mm、對該擠出部粘貼CELLOTAPE(註冊商標)(Nichiban Co.,Ltd.制),對強行剝離後的覆膜狀態以下述的評價基準進行評價。
A:基本未剝離
B:剝離面積不足10%
C:剝離面積10%以上且不足25%
D:剝離面積25%以上
將試驗板用ERICHSENTESTER擠出加工7mm,將試驗板的邊緣與裡面進行膠帶密封,進行鹽水噴霧試驗(SST)(JIS-Z-2371)。觀察72小時後的白鏽產生情況,以下述基準評價。
A:未產生白鏽
B:白鏽產生面積不足10%
C:白鏽產生面積10%以上且不足30%
D:白鏽產生面積30%以上
將試驗板在60℃的鹼脫脂劑(Surf-Cleaner155、NIPPONPAINT Co.,Ltd.制)2質量%水溶液(pH12.5)邊攪拌邊浸漬2分鐘後,將試驗板的邊緣與裡面進行膠帶密封,進行鹽水噴霧試驗(JIS-Z-2371)。觀察72小時後的白鏽產生情況,以下述基準評價。
A:未產生白鏽
B:白鏽產生面積不足10%
C:白鏽產生面積10%以上且不足30%
D:白鏽產生面積30%以上
對試驗板介由紙箱紙施加10g/cm2的負載,施加360次/分鐘的橢圓運動,在滑動部產生磨損(摩耗傷)。觀察進行10分鐘試驗後的試驗板表面的狀態,以下述基準評價。
A:基本未黑化
B:滑動部的不足10%的面積產生黑化
C:滑動部的10%以上且不足30%的面積產生黑化
D:滑動部的30%以上的面積產生黑化
[表2]
[表3]
如上述表2及表3所述,從實施例1~26與比較例1~19的對比出發,確認到本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑具有耐壓力機油性、基材密合性、耐膠帶剝離性、塗裝密合性、加工部耐腐蝕性、耐鹼性及耐磨損性的任一者均優異的效果。
確認到通過使用本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑、使用該金屬表面處理劑的被覆方法及被覆鋼材,能表現出耐壓力機油性、基材密合性、耐膠帶剝離性、塗裝密合性、加工部耐腐蝕性、耐鹼性及耐磨損性的任一者均優異的性能。
產業上的可利用性
本發明的鍍鋅鋼材用的金屬表面處理劑、使用該金屬表面處理劑的被覆方法及被覆鋼材可以適宜地用於汽車、家電、建材製品等。