無鉻鈍化液以及制備無鉻鈍化液的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無鉻鈍化液，包括改性水性環(huán)氧樹脂15~60%、硅溶膠2~5%和助劑。無鉻鈍化液具有以下有益效果：1、可以在常溫下直接輥涂在壓花鋁板，即可生產(chǎn)出高耐蝕、耐酸、耐堿、達到硬度要求的壓花鋁板。2、穩(wěn)定性強，并且具有良好的自交聯(lián)特性，可以獲得綜合性能極佳的涂層。3、由于本發(fā)明中改性水性環(huán)氧樹脂，接枝單體中引入多種官能團，這些官能團不僅可以實現(xiàn)環(huán)氧的水性化，而且具有良好的自交聯(lián)性質(zhì)，提高耐蝕性；可以提高耐鹽霧100小時以上。4、本發(fā)明提供的替代陽極氧化的無鉻鈍化液是以氨基改性硅烷擴鏈接枝型環(huán)氧樹脂，引入硅氧烷基團，極大提高涂層與壓花鋁板的附著力；5、配方中硅溶膠的添加，極大的提高了膜層的硬度，涂覆后的煙花鋁板硬度可達6H以上。
【專利說明】無鉻鈍化液以及制備無鉻鈍化液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料表面處理領(lǐng)域，具體涉及一種用于生成冰箱、冷柜的壓花鋁板表面的防護性金屬處理膜層的無鉻鈍化液。本發(fā)明還涉及上述無鉻鈍化液的制備方法。
技術(shù)背景
[0002]冰箱或冷柜內(nèi)采用的壓花鋁板是其常用的熱交換和防護設(shè)備，在冰箱和冷柜運行中起著至關(guān)重要作用，壓花鋁板直接與冷藏物接觸，其必須具備高耐蝕性，一定硬度的耐摩擦性能，及耐酸、耐堿性。
[0003]傳統(tǒng)的冰箱、冷柜用壓花鋁板一般采用油性清漆涂層，通過輥涂涂覆并固化，其缺點是為了不影響熱交換效果，油性清漆控制在1-2以下，其固化后的硬度及耐酸堿性能難以滿足需求。傳統(tǒng)的含鉻鈍化在冰箱、冷柜的壓花鋁板上，能部分滿足性能，但冰箱、冷柜的壓花鋁板與儲存物品能直接接觸，會產(chǎn)生污染，同時不符合歐盟RoHS指令，所以含鉻鈍化難以在冰箱、冷柜的壓花鋁板上實施。
[0004]故現(xiàn)在的冰箱、冷柜用壓花鋁板大多改為陽極氧化工藝替代，陽極氧化工藝的使用很好的克服了表面硬度及耐酸堿性能差等缺點，同時符合歐盟RoHS指令。
[0005]陽極氧化工藝的使用，涉及包括使用硫酸或鉻酸等化學(xué)品，造成環(huán)境污染和污水處理成本的增加，同時陽極氧化消耗電能也較大，造成制作成本的增加，其成本是油性清漆的3倍以上。
[0006]所以本發(fā)明研究的一種替代陽極氧化的無鉻鈍化液，是一種水性環(huán)保型產(chǎn)品，是無機鹽與水性樹脂相互結(jié)合的產(chǎn)物，是兩個不同領(lǐng)域中的技術(shù)有機融合的新成果。使該無鉻鈍化液可在常溫下可直接輥涂在壓花鋁板表面、熱固化，形成高品質(zhì)的防護性金屬處理膜層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無鉻鈍化液，該無鉻鈍化液能夠替代陽極氧化的無鉻鈍化液，在涂覆后就可在壓花鋁板的表面形成致密膜層，滿足鋁板表面的硬度及耐酸、耐堿、耐鹽霧性能。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還包括提供一種制備上述無鉻鈍化液的方法。
[0008]為此，本發(fā)明提供的無鉻鈍化液，包括改性水性環(huán)氧樹脂15飛0%、硅溶膠2~5%和助劑。
[0009]上述無鉻鈍化液包括水性聚氨酯樹脂0~l0%。
[0010]上述無鉻鈍化液包括硅烷偶聯(lián)劑0-5%。
[0011 ] 上述無鉻鈍化液中的改性水性環(huán)氧樹脂為水性環(huán)氧樹脂AQUA FEff-11。
[0012]上述無鉻鈍化液中的硅溶膠為硅溶膠WV33。
[0013]上述無鉻鈍化液中的水性聚氨酯樹脂為水性陰離子聚氨酯樹脂或非離子聚氨酯樹脂，包括水性聚氨酯樹脂Bayhydrol PR340和水性聚氨酯樹脂Bayhydrol XP 2593，水性聚氨酯樹脂采用多種混合使用或單獨使用。
[0014]上述無絡(luò)純化液中的硅烷偶聯(lián)劑包括氣基改性硅烷和環(huán)氧基硅烷。
[0015]上述無鉻鈍化液包括氨基樹脂0-ιο%，氨基樹脂為高亞氨基型混合醚化氨基樹脂。
[0016]上述無鉻鈍化液中的助劑為催化劑、流平劑、分散潤濕劑、消泡劑、導(dǎo)電劑、附著力促進劑，其中稀釋劑為水、甲醇、乙醇、正丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯中的至少一種。
[0017]為此，本發(fā)明還提供了一種制備上述無鉻鈍化液的方法，按配比將改性水性環(huán)氧樹脂15飛0%、水性聚氨酯樹脂0-10%、助劑和硅溶膠2~5% —起混合，混合后物料在砂磨機中進行均勻分散得到無鉻鈍化液。
[0018]本發(fā)明提供的無鉻鈍化液具有以下有益效果:1、本發(fā)明制備的替代陽極氧化的無鉻鈍化液，可以在常溫下直接輥涂在壓花鋁板，即可生產(chǎn)出高耐蝕、耐酸、耐堿、達到硬度要求的壓花鋁板。2、本發(fā)明制備的替代陽極氧化的無鉻鈍化液的穩(wěn)定性強，可以穩(wěn)定存放一年；并且具有良好的自交聯(lián)特性，可以獲得綜合性能極佳的涂層。3、由于本發(fā)明中改性水性環(huán)氧樹脂，接枝單體中引入多種官能團，這些官能團不僅可以實現(xiàn)環(huán)氧的水性化，而且具有良好的自交聯(lián)性質(zhì)，提高耐蝕性；本發(fā)明制備的替代陽極氧化的無鉻鈍化液與以往的陽極氧化相比，可以提高耐鹽霧100小時以上。4、本發(fā)明提供的替代陽極氧化的無鉻鈍化液是以氨基改性硅烷擴鏈接枝型環(huán)氧樹脂，引入硅氧烷基團，極大提高涂層與壓花鋁板的附著力；另外，擴鏈之后的高分子量環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的耐堿、耐酸性能。5、本發(fā)明的配方中硅溶膠的添加，極大的提高了膜層的硬度，涂覆后的煙花鋁板硬度可達6Η以上。
[0019]【具體實施方式】:
本發(fā)明提供的無鉻鈍化液技術(shù)方案如下:
一種替代陽極氧化的無鉻鈍化液，由下述原料按質(zhì)量百分比制備而成:改性水性環(huán)氧樹脂15~60%，水性聚氨酯樹脂0~10%，氨基樹脂0~10%，硅溶膠2~5%，硅烷偶聯(lián)劑0~5%，助劑0-2%，余量為稀釋劑；
所述改性水性環(huán)氧樹脂是由環(huán)氧樹脂涵蓋從低分子量到高分子量所有可能的環(huán)氧樹月旨。在具體實施例中優(yōu)選用水性環(huán)氧樹脂PJ318和/或PJ320 (合肥市普慶新材料科技有限公司產(chǎn)品)；水性環(huán)氧樹脂AQUA FEff-1l (美國CCP公司產(chǎn)品)。
[0020]進一步方案，所述水性聚氨酯樹脂為水性陰離子或非離子聚氨酯樹脂；水性聚氨酯樹脂是一種粒徑極細的脂肪族聚氨酯分散液，主要用于增進涂飾的接著性，具有超細致并且延伸的薄膜，優(yōu)異的耐寒性，本發(fā)明優(yōu)選為水性陰離子或者非離子聚氨酯樹脂。在具體實施例中優(yōu)選用陰離子型水性聚氨酯樹脂PC200、PC303 (合肥市普慶新材料科技有限公司產(chǎn)品)與拜耳公司的Bayhydrol PR340、Bayhydrol XP 2593 —種或者多種組合物。
[0021]所述氨基樹脂為高亞氨基型混合醚化氨基樹脂；
硅溶膠為中性硅溶膠，堿性硅溶膠，優(yōu)選市售上海海逸公司產(chǎn)品的WV33 ；
本發(fā)明中硅烷偶聯(lián)劑為:氣基改性硅烷，不限定為單氣基硅烷或者雙氣基硅烷，也不限定為甲氧基或乙氧基或者兩者的混合物；環(huán)氧基硅烷，不限定為甲氧基或乙氧基或者兩者的混合物； 優(yōu)選方案是氨基改性硅烷為Y_氨丙基甲基二乙氧基硅烷、Y-氨丙基二乙氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-Y -氨丙基甲基二甲氧基硅烷，環(huán)氧基硅烷為3-(3、4環(huán)氣環(huán)己某)-乙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基娃院。
[0022]本發(fā)明的所述助劑為催化劑、流平劑、分散潤濕劑、消泡劑、導(dǎo)電劑、附著力促進劑；
所述稀釋劑為水、甲醇、乙醇、正丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯中的至少一種。
[0023]本發(fā)明提供的制備無鉻鈍化液的方法如下:
按配比將改性水性環(huán)氧樹脂與水性聚氨酯樹脂、硅溶膠、硅烷偶聯(lián)劑、助劑、稀釋劑一起混合，混合后物料用砂磨機中進行均勻分散得替代陽極氧化的無鉻鈍化液，具體施工條件為噴涂、輥涂或者浸涂，然后在12(T250°C下烘烤f 10分鐘，亦可以常溫干燥。
[0024]改性水性環(huán)氧樹脂是由環(huán)氧樹脂涵蓋從低分子量到高分子量所有可能的環(huán)氧樹月旨。在具體實施例中優(yōu)選用水性環(huán)氧樹脂PJ318和/或PJ320 (合肥市普慶新材料科技有限公司產(chǎn)品)；水性環(huán)氧樹脂AQUA FEff-1l (美國CCP公司產(chǎn)品)。
[0025]水性聚氨酯樹脂選為選用陰離子型水性聚氨酯樹脂PC200、PC303 (合肥市普慶新材料科技有限公司產(chǎn)品)與拜耳公司的Bayhydrol PR340、BayhydroI XP 2593 —種或者多種組合物；
硅溶膠為中性硅溶膠，堿性硅溶膠，優(yōu)選市售上海海逸公司產(chǎn)品的WV33 ；
本發(fā)明中硅烷偶聯(lián)劑為:氣基改性硅烷，不限定為單氣基硅烷或者雙氣基硅烷，也不限定為甲氧基或乙氧基或者兩者的混合物；環(huán)氧基硅烷，不限定為甲氧基或乙氧基或者兩者的混合物； 優(yōu)選方案是氨基改性硅烷為Y_氨丙基甲基二乙氧基硅烷、Y-氨丙基二乙氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-Y -氨丙基甲基二甲氧基硅烷，環(huán)氧基硅烷為3-(3、4環(huán)氣環(huán)己某)-乙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基娃院。
[0026]稀釋劑選用水、乙醇、正丁醇、乙二醇丁醚按質(zhì)量比為7:1:1:1組成的混合物；
助劑選用消泡劑 BYK-025 , BYK-022 (BYK Chem.產(chǎn)品)，潤濕劑 BYK-331、BYK-333、BYK-345、BYK-348 (BYK Chem.產(chǎn)品)。
[0027]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。
[0028]實施例1:
制備替代陽極氧化的無鉻鈍化液:
按配比將
改性水性環(huán)氧樹脂PJ318 45%
水性聚氨酯PC200 10%
氨基樹脂32510% (美國氰特公司產(chǎn)品)
WV33硅溶膠2%
Y -縮水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅院4%
消泡劑 BYK-0250.2%
潤濕劑 BYK-331 0.8%
余量為稀釋劑一起混合，混合后物料 在砂磨機中進行均勻分散得替代陽極氧化的無鉻鈍化液。
[0029]將制得的替代陽極氧化的無鉻鈍化液采用輥涂工藝施工于清潔的壓花鋁板表面，固化條件為180°C下烘烤3分鐘。
[0030]
實施例2:
制備替代陽極氧化的無鉻鈍化液:
按配比30%改性水性環(huán)氧樹脂PJ320與10%水性聚氨酯樹脂Bayhydrol XP 2593、消泡劑BYK022為0.2%，WV33硅溶膠5%，硅烷偶聯(lián)劑β~ (3、4環(huán)氣環(huán)己某)-乙某三乙氣某硅遺 3%
潤濕劑ΒΥΚ-333為0.8%、余量為稀釋劑一起混合，混合后物料用砂磨機中進行均勻分散得替代陽極氧化的無鉻鈍化液。
[0031]將制得的替代陽極氧化的無鉻鈍化液采用輥涂工藝施工于清潔的壓花鋁板表面，180°C下烘烤3分鐘，得壓花鋁板制品。
[0032]
實施例3:
制備替代陽極氧化的無鉻鈍化液:
按配比將15%改性水性環(huán)氧樹脂PJ320與10%水性聚氨酯樹脂Bayhydrol PR340、消泡劑BYK025為0.8%，WV33硅溶膠2%，硅烷偶聯(lián)劑Y -氨丙基三乙氧基硅烷4%，
潤濕劑BYK-345為1.2%、余量為稀釋劑一起混合，混合后物料用砂磨機中進行均勻分散得替代陽極氧化的無鉻鈍化液。
[0033]將制得的替代陽極氧化的無鉻鈍化液采用輥涂的工藝施工于清潔的壓花鋁板表面，固化條件為150°C下烘烤10分鐘得壓花鋁板制品。
[0034]
實施例4:
制備替代陽極氧化的無鉻鈍化液:
按配比將60%改性水性環(huán)氧樹脂PJ318與10%水性聚氨酯樹脂Bayhydrol PR340.WV33硅溶膠3%，硅烷偶聯(lián)劑Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷為2%，余量為稀釋劑一起混合，混合后物料用砂磨機中進行均勻分散得替代陽極氧化的無鉻鈍化液。
[0035]將制得的替代陽極氧化的無鉻鈍化液采用滾涂的工藝施工于清潔的壓花鋁板表面，固化條件為190°C下烘烤2分鐘得壓花鋁板制品。
[0036]
實施例5:
制備替代陽極氧化的無鉻鈍化液:
按配比將60%改性水性環(huán)氧樹脂PJ318與10%水性聚氨酯樹脂Bayhydrol PR340.WV33硅溶膠2%，硅烷偶聯(lián)劑Y -縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷為1.5%，余量為水一起混合。
[0037]混合后物料用砂磨機中進行均勻分散得替代陽極氧化的無鉻鈍化液。
[0038]將制得的替代陽極氧化的無鉻鈍化液采用滾涂的工藝施工于清潔的壓花鋁板表面，固化條件為180°C下烘烤3分鐘得壓花鋁板制品。
[0039]將上述實施例制備的涂層涂于壓花鋁板表面固化后得壓花鋁板制品，對壓花鋁板制品的涂層的耐堿性、耐酸性、耐鹽霧試驗與硬度等性能進行比較，具體如下表1所示:
【權(quán)利要求】
1.一種無鉻鈍化液，包括改性水性環(huán)氧樹脂15飛0%、硅溶膠2~5%和助劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉻鈍化液，其特征是:還包括水性聚氨酯樹脂(TlO%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鉻鈍化液，其特征是:還包括硅烷偶聯(lián)劑0-5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無鉻鈍化液，其特征是:所述改性水性環(huán)氧樹脂為水性環(huán)氧樹脂 AQUA FEW-1I。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鉻鈍化液，其特征是:所述硅溶膠為硅溶膠WV33。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無鉻鈍化液，其特征是:所述水性聚氨酯樹脂為水性陰離子聚氨酯樹脂或非離子聚氨酯樹脂，包括水性聚氨酯樹脂Bayhydrol PR340和水性聚氨酯樹脂Bayhydrol XP 2593，水性聚氨酯樹脂采用多種混合使用或單獨使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無鉻鈍化液，其特征是:所述硅烷偶聯(lián)劑包括氨基改性硅烷和環(huán)氧基硅烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鉻鈍化液，其特征是:還包括氨基樹脂0-10%，氨基樹脂為高亞氨基型混合醚化氨基樹脂。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鉻鈍化液，其特征是:助劑為催化劑、流平劑、分散潤濕劑、消泡劑、導(dǎo)電劑、附著力促進劑，其中稀釋劑為水、甲醇、乙醇、正丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯中的至少一種。
10.一種制備無鉻鈍化液的方法，其特征是:按配比將改性水性環(huán)氧樹脂15飛0%、水性聚氨酯樹脂0-10%、助劑和硅溶膠2~5% —起混合，混合后物料在砂磨機中進行均勻分散得到無鉻鈍化液。`
【文檔編號】C23C22/05GK103866304SQ201310267568
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】易成會 申請人:溫州萬眾表面處理技術(shù)有限公司