電鍍鋅板無(wú)鉻耐指紋水性涂料的研制.pdf

1、耐指紋涂料作為一種有機(jī)—無(wú)機(jī)雜化材料，在鍍鋅板表面涂覆后，賦予其耐蝕性、耐指紋性、耐堿洗等許多優(yōu)異的性能，當(dāng)前國(guó)內(nèi)各大鋼廠一直依賴進(jìn)口，為了改變這種局面，我們應(yīng)無(wú)錫新大中薄板有限公司的要求對(duì)這種涂料進(jìn)行了自主研發(fā)。
　　依據(jù)對(duì)耐指紋涂料的性能要求，本文從成膜物質(zhì)、鈍化劑和助劑三個(gè)部分對(duì)耐指紋涂料進(jìn)行配方設(shè)計(jì)。通過(guò)不同乳液的性能測(cè)試，選定了丙烯酸改性聚氨酯乳液作為成膜物質(zhì)；通過(guò)對(duì)電位-pH圖研究，選定了以Ti-Zr復(fù)合鈍化體系為鈍化

2、劑，并通過(guò)單因素試驗(yàn)確定了鋯鹽為0.3mass％、鈦鹽為0.3mass%、絡(luò)合劑為0.5mass%的鈍化劑溶液；助劑部分主要研究了封孔劑、自潤(rùn)滑劑和交聯(lián)劑，研究表明選用納米二氧化硅作為封孔劑，膜層致密性和耐蝕性最高，并使用硅烷偶聯(lián)劑水解液對(duì)其進(jìn)行改性，成功制備了顆粒細(xì)小的10mass%納米二氧化硅改性分散液。為了提升涂層耐擦性和交聯(lián)密度，分別加入了水性蠟和鋯鹽，通過(guò)正交試驗(yàn)確定了納米二氧化硅2mass%、水性蠟1mass%、鋯鹽0.2m

3、ass%的助劑加入量。最終獲得了耐指紋涂料的優(yōu)化配方，命名為 HIT-1＃。與市場(chǎng)商品化的涂料進(jìn)行性能對(duì)比測(cè)試，表明 HIT-1#各項(xiàng)性能達(dá)到了同類(lèi)產(chǎn)品的水平，且在耐黑變性能上優(yōu)于個(gè)別產(chǎn)品。
　　在完成HIT-1#的自主設(shè)計(jì)后，在無(wú)錫新大中薄板有限公司的重力垂落式電鍍鋅生產(chǎn)線上進(jìn)行了中試試驗(yàn)。中試期間通過(guò)在特定條件下泡沫高度曲線的模擬來(lái)篩選體系消泡劑，加入0.02mass%消泡劑BYK012，解決了泡沫問(wèn)題；通過(guò)遮蓋力紙進(jìn)行流平實(shí)

4、驗(yàn)?zāi)M，加入0.1mass%流平劑L1，解決了涂料流平問(wèn)題；通過(guò)采用特定條件下的揮發(fā)速率模擬，加入2mass%助溶劑QW903，使得涂料的前期揮發(fā)速率和后期揮發(fā)速率保持在合理的水平；采用X射線熒光光譜儀（XRF）進(jìn)行涂層干膜量測(cè)定，通過(guò)選用Si作為內(nèi)含元素，選定合適的脈沖高度調(diào)整值(PHA)和出峰角度，做出標(biāo)準(zhǔn)曲線，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線對(duì)涂層干膜量的有效控制。
　　對(duì)HIT-1#涂層進(jìn)行了破壞機(jī)制研究，X射線熒光光譜（XPS）結(jié)果表明：膜層

5、表層主要由樹(shù)脂和納米二氧化硅組成，越靠近基體，金屬含量增大。其中鈦主要以二氧化鈦形式存在，但XPS檢測(cè)出了三價(jià)鈦的氧化物，說(shuō)明了鈦在一定程度上起到了鈍化作用，而鋯元素主要以二氧化鋯形式存在，此外也有一部分以磷酸氫鹽或者含碳化合物形式存在，但只有四價(jià)，未發(fā)現(xiàn)鋯鹽的鈍化作用。硅以二氧化硅形式存在。最后分析了涂層在3.5mass%NaCl溶液中浸泡腐蝕情況，通過(guò)在不同浸泡時(shí)間下的腐蝕形貌觀察和bode圖分析，提出了HIT-1#涂層的破壞機(jī)制假