表面处理钢材制造技术

本发明专利技术在不使用六价铬的情况下提供具备与铬酸盐处理同等以上的端部耐腐蚀性的表面处理钢材。该表面处理钢材是在钢材的表面经由镀覆层形成了涂膜的表面处理钢材，镀覆层能够通过将钢材浸渍在含有Mg的铝锌合金镀层(Galvalume)浴中而得到。涂膜使用含有涂膜形成性树脂、交联剂、预定的钒化合物以及磷酸镁的涂料组合物而形成，钒化合物是满足预定的电导率的化合物，且钒化合物的含量相对于涂膜形成性树脂的固体成分和交联剂的固体成分的合计100质量％被限定为预定量，钒化合物满足预定的pH，磷酸镁的含量相对于涂膜形成性树脂的固体成分和交联剂的固体成分的合计100质量％为预定量。

Surface treated steel

The invention provides a surface treated steel having the same corrosion resistance as the chromate treatment without the use of six valence chromium. The surface treated steel is coated on the surface of the steel by coating the coating on the surface of the steel. The coating can be obtained by impregnating the steel in the aluminum zinc alloy coating (Galvalume) bath containing Mg. The coating is formed by using a coating consisting of a film forming resin, a crosslinker, a predetermined vanadium compound, and a magnesium phosphate compound. The vanadium compound is a compound that satisfies the predetermined conductivity, and the content of the vanadium compound is limited to the 100 mass% of the solid component of the coating formative resin and the solid component of the crosslinker. As a predetermined amount, the vanadium compound satisfies the predetermined pH, and the content of magnesium phosphate is 100% relative to the solid component of the film forming resin and the solid component of the crosslinker.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表面处理钢材
本专利技术是关于熔融镀覆钢板的无铬酸盐的技术。
技术介绍
一直以来，建材、汽车用的材料、家电产品用的材料等的用途中广泛利用了熔融Zn-Al系镀覆钢材。其中，尤其是55％铝-锌合金镀覆钢板所代表的高铝(25～75质量％)-锌合金镀覆钢板比通常的熔融锌镀覆钢板耐腐蚀性优良，因此需求持续扩大。另外，近年，尤其是，受到对建材的进一步耐腐蚀性提高、加工性提高的要求，希望通过向镀覆层中添加Mg等来提高熔融Zn-Al系镀覆钢材的耐腐蚀性等(例如，参照专利文献1)。但是，在含有Mg的高铝-锌合金镀覆钢板中，镀覆层的表面容易发生褶皱，因此表面外观的恶化成为问题。并且，由于该褶皱镀覆层的表面会产生急剧的隆起，因此在对镀覆层实施化学转化处理来形成化学转化处理层，或实施涂覆等来形成被覆层的情况下，所述化学转化处理层或被覆层的厚度容易变得不均匀。因此，存在不能充分发挥通过涂覆等提高镀覆钢板的耐腐蚀性的问题。为了解决上述问题，专利文献2公开了一种熔融镀覆钢材，是一种在钢材的表面上镀覆铝-锌合金镀覆层而成的熔融镀覆钢材，所述铝-锌合金镀覆层作为构成元素含有Al、Zn、Si和Mg，且Mg含量为0.1～10质量％，所述铝-锌合金镀覆层含有0.2～15体积％的Si-Mg相，所述Si-Mg相中的Mg相对于Mg总量的质量比率为3％以上，所述铝-锌合金镀覆层作为构成元素还含有0.02～1.0质量％的Cr。镀覆钢板在长期使用时，由于表面氧化生锈美观性变差，因此镀覆钢板的表面通常实施防锈处理。一直以来，防锈处理一般使用作为优良的防腐剂的铬酸盐进行铬酸盐处理。但是，担心铬酸盐处理液中含有的六价铬会对环境产生不良影响，其使用正在受到限制。因此，目前提议了各种含有钒酸金属盐等钒化合物的涂料。例如，专利文献3和4公开了作为防锈颜料使用组合了放出磷酸根离子的化合物和放出钒酸根离子的化合物的防锈颜料。但是，使用不含有该六价铬的防锈颜料而形成的涂膜存在对于应用至室外机等的屋外用途而言耐腐蚀性不充分等问题。另外，专利文献5和6中公开了作为防锈颜料含有由(1)钒化合物、(2)金属珪酸盐等、和(3)磷酸系金属盐构成的防锈颜料的防锈涂料组成物。但是，关于这些防锈涂料组成物，与专利文献1和2中公开的防锈涂料同样地，对于应用至屋外用途耐腐蚀性不充分，存在改善的余地。作为用于提高防锈涂料组成物的耐腐蚀性的手段，增加作为防锈颜料的钒化合物的含量是有效的。但是，钒化合物、尤其是钒酸的1价或2价的阳离子盐水溶性高，因此当大量含有时，涂膜容易吸湿。其结果，存在涂膜的耐湿性降低，涂膜上产生膨胀的问题。这样的涂膜的膨胀也是耐腐蚀性降低的原因。因此，例如，专利文献7中公开了涂料组成物，所述涂料组成物含有涂料形成树脂(a)、交联剂(b)和钒酸钙(c)，且钒酸钙(c)的1质量％水溶液的电导率为200～2，000μS/cm，钒酸钙(c)的含量相对于所述涂料形成树脂(a)和交联剂(b)的总计固体成分100质量％为50～150质量％，提议了兼顾耐腐蚀性和耐湿性的不含有六价铬的防锈涂料组成物。另外，例如专利文献8中公开了涂料组成物，所述涂料组成物是含有涂膜形成性树脂(a)、交联剂(b)、选自由五氧化二钒和钒酸碱土金属盐组成的组的至少一种钒化合物(c)以及防锈促进剂(d)的涂料组成物，所述钒化合物(c)是1质量％水溶液的温度25℃中的电导率为200μS/cm～2，000μS/cm的化合物，且所述钒化合物(c)的总计含量相对于所述涂膜形成性树脂(a)的固体成分和所述交联剂(b)的固体成分的总计100质量％为5～150质量％，所述防锈促进剂(d)为选自由水溶性化合物(d-1)和形成螯合物的化合物(d-2)构成的组的至少一种以上的化合物，所述防锈促进剂(d)的总计含量相对于所述涂膜形成性树脂(a)的固体成分和交联剂(b)的固体成分的总计100质量％为1～150质量％，所述水溶性化合物(d-1)为1质量％水溶液的温度25℃中的电导率超过2，000μS/cm且15，000μS/cm以下的化合物，且所述水溶性化合物(d-1)为选自由碱土类金属的氢氧化物、钒酸化合物、以及铈化合物构成的组的至少一种以上的化合物，所述形成螯合物的化合物(d-2)是具有多个配位点，这些配位点与一个金属离子配位的化合物，另外，提议了具有长期优异的耐腐蚀性、以及耐湿性且短期耐腐蚀性试验示出良好的结果的上述涂料组成物。另外，例如，专利文献9中公开了如下涂料组成物，所述涂料组成物是含有(A)含有羟基的涂膜形成性树脂、(B)交联剂和(C)防锈颜料混合物的涂料组成物，该防锈颜料混合物(C)由(1)选自由五氧化二钒、钒酸钙、钒酸镁以及偏钒酸铵构成的组的至少一种钒化合物、(2)选自至少含有镁的、选自磷酸、亚磷酸和三聚磷酸的组的至少一种酸的盐的磷酸系金属盐、(3)镁离子交换二氧化硅构成，相对于该树脂(A)和该交联剂(B)的固体成分总量，该钒化合物(1)的量为3～50质量％、该磷酸系金属盐(2)的量为1～50质量％、以及该镁离子交换二氧化硅(3)的量为1～150质量％，且该防锈颜料混合物(C)的量为10～150质量％。专利文献10中公开了如下熔融镀覆钢材，其特征在于，所述熔融镀覆钢材是在钢材的表面上镀覆有铝-锌合金镀覆层而成的熔融镀覆钢材，所述铝-锌合金镀覆层作为构成元素含有Al、Zn、Si和Mg，且Mg含量为0.1～10质量％，所述铝-锌合金镀覆层含有0.2～15体积％的Si-Mg相，所述Si-Mg相中的Mg相对于Mg总量的质量比率为3％以上，所述铝-锌合金镀覆层作为构成元素还含有0.02～1.0质量％的Cr。近年，由于“酸雨”，认识到涂覆钢板的涂膜产生腐蚀的现象。这里，“酸雨”是指起源于二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)等引起酸雨的物质溶解到雨、雪、雾等中从而空气相比通常变成酸性的现象或者环境相比通常变成酸性的现象。另外，从引起酸雨的物质被放出至作为酸雨降下为止，有可能越过国境被运送数百到数千公里，预想涂覆钢板的腐蚀损坏遍及广大范围的地域，今后也会增加。另外，存在引起酸雨的物质通过在具有凝露和潮湿的环境下被水膜吸收，环境酸化，腐蚀进展的情况。尤其是，近年来，镀覆钢板上预先实施涂覆处理的预涂钢板增加，从切断时形成的切断端部腐蚀的端部腐蚀(即，端部耐腐蚀性)的问题变大。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-279735号公报专利文献2：日本专利第5118782号专利文献3：日本特公平5-50444号公报专利文献4：日本专利第3461741号公报专利文献5：日本专利第4323530号公报专利文献6：日本特开2009-227748号公报专利文献7：日本特开2011-184624号公报专利文献8：日本特开2013-067699号公报专利文献9：日本国际公开第2012/086494号专利文献10：日本专利第5857156号
技术实现思路
专利技术要解决的问题现有的无铬酸盐的开发中，虽然尝试了使耐腐蚀性接近铬酸盐处理，但是不能获得与铬酸盐处理同等的耐腐蚀性。尤其是，关于上述的端部耐腐蚀性，比铬酸盐处理更差，需要改善。因此，本专利技术的目的在于不使用六价铬而提供具备与铬酸盐处理同等以上的端部耐腐蚀性的表面处理钢材。用于解决问题的手段为了解决上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面处理钢材，其特征在于，所述表面处理钢材在钢材的表面经由至少含有铝‑锌合金镀覆层的底层来形成涂膜，所述铝‑锌合金镀覆层含有Al、Zn、Si、Cr及Mg作为构成元素，且Mg含量为0.1～10质量％，Cr的含量为0.02～1.0质量％，所述铝‑锌合金镀覆层包含0.2～15体积％的Si‑Mg相，所述Si‑Mg相中的Mg相对于Mg总量的质量比率为3％以上，所述涂膜含有涂膜形成性树脂(a)、交联剂(b)、选自由钒酸碱土金属盐和钒酸镁构成的组中的至少一种钒化合物(c)、以及磷酸镁(d)，所述钒化合物(c)为1质量％水溶液的温度25℃下的电导率为200μS/cm～2，000μS/cm的化合物，且所述钒化合物(c)的含量相对于所述涂膜形成性树脂(a)和所述交联剂(b)的总计100质量％为超过50质量％且150质量％以下，所述钒化合物(c)的1质量％水溶液的pH为6.5～11，所述磷酸镁(d)的含量相对于所述涂膜形成性树脂(a)和所述交联剂(b)的总计100质量％为3～150质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.26 JP 2016-0880711.一种表面处理钢材，其特征在于，所述表面处理钢材在钢材的表面经由至少含有铝-锌合金镀覆层的底层来形成涂膜，所述铝-锌合金镀覆层含有Al、Zn、Si、Cr及Mg作为构成元素，且Mg含量为0.1～10质量％，Cr的含量为0.02～1.0质量％，所述铝-锌合金镀覆层包含0.2～15体积％的Si-Mg相，所述Si-Mg相中的Mg相对于Mg总量的质量比率为3％以上，所述涂膜含有涂膜形成性树脂(a)、交联剂(b)、选自由钒酸碱土金属盐和钒酸镁构成的组中的至少一种钒化合物(c)、以及磷酸镁(d)，所述钒化合物(c)为1质量％水溶液的温度25℃下的电导率为200μS/cm～2，000μS/cm的化合物，且所述钒化合物(c)的含量相对于所述涂膜形成性树脂(a)和所述交联剂(b)的总计100质量％为超过50质量％且150质量％以下，所述钒化合物(c)的1质量％水溶液的pH为6.5～11，所述磷酸镁(d)的含量相对于所述涂膜形成性树脂(a)和所述交联剂(b)的总计100质量％为3～150质量％。2.根据权利要求1所述的表面处理钢材，其中，所述涂膜还含有选自由碳酸钙、硫酸钡、粘土、滑石、云母、二氧化硅、钒土和膨润土构成的组中的至少一种体质颜料(e)，所述体质颜料(e)的含量相对于所述涂膜形成性树脂(a)和所述交联剂(b)的总计100质量％为1～40质量％。3.根据权利要求1或2所述的表面处理钢材，其中，所述涂膜形成性树脂(a)含有选自由数均分子量为2，000～10，000、玻璃化转变温度为60～120℃的含羟基的环氧树脂、以及数均分子量为2，000～30，000、玻璃化转变温度为0～80℃的含羟基的聚酯树脂构成的组中的至少一种。4.根据权利要求1～3中任一项所述的表面处理钢材，其中，所述交联剂(b)含有选自由将多异氰酸酯化合物的异氰酸酯基用含活性氢的化合物封闭的封闭型多异氰酸酯化合物(f)、以及一个分子中平均具有一个以上的羟甲基或亚氨基的氨基树脂(g)构成的组中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本聪明，户崎洋一，野村广正，滨村知成，那须秀明，
申请(专利权)人：日涂工业涂料有限公司，日铁住金钢板株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP