专利名称：应用于防腐木材的碳钢螺丝表面处理方法及结构，烤漆涂料配方的利记博彩app
技术领域：
本发明是关于一种碳钢螺丝表面处理方法及结构，特别是关于一种用以形成均匀，致密覆盖保护层，膜厚降低，耐蚀性提升的碳钢螺丝表面处理方法及结构，烤漆涂料配方。
背景技术：
木材为了能抵抗户外风吹日晒蠹蛀虫咬，需经过防腐处理，早期最常见的就是使用铬化砷酸铜(chromated copper arsenate，CCA)来作木材的防腐处理。但欧美国家已发现CCA对人类健康及环境潜藏的危害，尤其是儿童在使用这些游乐设施后，容易经由手、口途径食入铬化砷酸铜而造成潜藏的伤害。因此各国开始在某些地方如公共游乐场等禁止使用铬化砷酸铜处理过的木材。取而代之的防腐木材是一种含有高成份的铜离子处理液(ACQ)经高压将之渗透入木材纤维中，此种处理液较过去所谓CCA木材有高出近四倍的铜离子，对直接接触的五金螺丝扣件腐蚀性也较过去严重，往往造成建筑物崩塌及人员伤害。螺丝扣件应用于ACQ防腐木材，减少腐蚀的方法有如下多种1、采用耐蚀性的合金材质螺丝扣件(Corrosion-resistant alloys)；2、螺丝上披覆一致密的涂装层(Impermeable covering)；3、热浸锌(非机械镀锌)(Hot-Dip Galvanic coating)。
一般应用于木材建筑物上的螺丝材质包括铁及非铁或合金螺丝系列。其中，非铁或合金螺丝的价格不仅成本高昂、机械强度不足等，使应用层面受限。而铁材经渗碳热处理后形成的合金碳钢材质，能达到一定机械强度等性能，因此以碳钢为主的螺丝扣件，克服上述问题，可以说是业界的最佳选择。使用于防腐木材的碳钢螺丝扣件，其表面处理通常经过电解镀锌后经铬酸的表面钝化再以有机涂装方式作最后的保护，除美观外，亦可减少攻入木材时对螺丝表层的破坏，唯对防腐木材的耐蚀程度无法令人达到满意的程度。另外，铬酸的钝化处理造成六价铬皮膜对环境的影响亦不可忽视。
发明内容
本发明的主要目的为了克服上述的缺点提供一种具光滑度高，用以形成均匀，致密覆盖保护层，膜厚降低，耐蚀性提升的碳钢螺丝表面处理方法及结构，烤漆涂料配方为达到上述目的的碳钢螺丝表面处理方法及结构，烤漆涂料配方，该烤漆涂料配方包括锌金属、镍金属、铝金属、分子量2000至10000的聚乙二醇(Polyethylene Glycol，PEG)为黏着剂、硅氧烷化合物、含氟的界面活性剂、数种腐蚀抑制剂以及混合型添加剂；其中该数种腐蚀抑制剂为丁二酸酐(succinic anhydride)、正丁基胺(n-Butylamine)、正辛基胺(n-Octylamine)、正癸基胺(n-Decylamine)、正十二基胺(n-Dodecylamine)等的混合物；而该硅氧烷化合物为CxHyOz·mSiO2·nH2O；锌金属、镍金属、铝金属、分子量2000至10000的聚乙二醇(Polyethylene Glycol，PEG)为黏着剂按比例形成的强化耐蚀程度处理剂。
本发明碳钢螺丝表面处理方法，包括下列步骤1)去除该碳钢螺丝表面的杂质；2)电解电镀7～8微米的锌金属层于该碳钢螺丝表面；3)于60℃～80℃处理该碳钢螺丝与数种腐蚀抑制剂4)加入硅氧烷化合物与含氟的界面活性剂混合物，经120℃～150℃烘烤，形成硅氧化合物薄膜于该碳钢螺丝表层；及5)浸入烤漆涂料配方，经170～180℃烘烤，该烤漆涂料配方如上所述。
本发明碳钢螺丝表面处理后的结构，包括有一碳钢螺丝；及经一烤漆涂料配方处理该碳钢螺丝表层，使该碳钢螺丝表层产生一保护层，其中该烤漆涂料配方如上所述。
图1为以AWPA E-1294进行90天测试图；图2为进行90天测试另一实验例图；图3为传统技术以AWPA E-12 94进行90天测试图。
具体实施例方式
较佳实施例本发明碳钢螺丝处理用的烤漆涂料配方包括有a、锌金属浓度为5至10克/升，颗粒为25～75微米；b、镍金属浓度为0.2至0.5克/升，颗粒为100～200微米；c、铝金属颗粒的浓度为10至20克/升，颗粒为15～25微米；d、相对于聚乙二醇的含氟的界面活性剂浓度为0.2％e、数种腐蚀抑制剂为丁二酸酐(succinic anhydride)、正丁基胺(n-Butylamine)、正辛基胺(n-Octylamine)、正癸基胺(n-Decylamine)、正十二基胺(n-Dodecylamine)等混合物；f、分子量2000～10000的聚乙二醇浓度为30至50克/升；以及g、混合型添加剂浓度为10ppm至60ppm。
其中该含氟的界面活性剂为3M(Minnesota Mining and Manufacturing Co.)公司所生产的产品，其编号为FC-4430。
其中该混合型添加剂为苯并三唑衍生物(Benzotriazole Derivative)。该苯并三唑衍生物的结构式为 其中R1、R2、R3与R4是选自氢与碳数1至4的烷基所组的族群。
该苯并三唑衍生物包括苯并三唑(Benzotriazole)、4-甲基-苯并三(4-methyl-benzotriazole)、5-甲基-苯并三唑(5-methyl-benzotriazole)、4，7-二甲基-苯并三唑(4，7-dimethyl-benzotriazole)、5，6-二甲基-苯并三唑(5，6-dimethyl-benzotriazole)等。
本发明碳钢螺丝表面处理方法，包括下列步骤1)将该碳钢螺丝表面清洗干燥后去除杂质；2)于60℃～80℃处理该碳钢螺丝与数种腐蚀抑制剂；3)加入硅氧烷化合物与含氟的界面活性剂混合物，经120℃～150℃烘烤，形成硅氧化合物薄膜于该碳钢螺丝表层；及4)浸入一烤漆涂料配方，经170～180℃烘烤，该烤漆涂料配方如前所述。
其中该分子量2000至10000的聚乙二醇作黏着剂。
其中该锌金属、镍金属、铝金属的颗粒表面经硅氧烷(Silane)改质，使其容易均匀分散于该聚乙二醇中。
其中该含氟的界面活性剂能有效降低硅氧烷的表面张力并具平整的功效。
其中该数种腐蚀抑制剂的使用是于碳钢螺丝去除表面杂质后或经镀锌处理后，该数种腐蚀抑制剂的混合物与该碳钢螺丝高温共浴后离心烘干，形成无六价铬处理的碳钢螺丝或碳钢镀锌螺丝。
其中该混合型添加剂有抑制混合性黏着剂被破坏，并保持一定物性的功能。
其中该步骤1)后可于该碳钢螺丝表面电解电镀7～8微米的锌金属层。
较佳地，该烤漆涂料配方包括a、锌金属浓度为5克/升；b、镍金属浓度为0.2克/升；c、铝金属颗粒的浓度为10克/升；d、相对于聚乙二醇的含氟的界面活性剂浓度为0.2％；e、数种腐蚀抑制剂为丁二酸酐(succinic anhydride)、正丁基胺(n-Butylamine)、正辛基胺(n-Octylamine)、正癸基胺(n-Decylamine)、正十二基胺(n-Dodecylamine)等混合物；f、分子量2000～10000的聚乙二醇浓度为30克/升；以及g、混合型添加剂浓度为50ppm。
本发明碳钢螺丝表面处理结构，包括有一碳钢螺丝；及经一烤漆涂料配方处理该碳钢螺丝表层，使该碳钢螺丝表层产生一保护层，其中该烤漆涂料配方如前所述。
本发明举出应用于防腐木材的碳钢螺丝的表面处理的实施例，并且和传统碳钢螺丝表面处理作比较例。
实验例一步骤一首先将该碳钢螺丝表面先经机械法去除锈斑或杂质，该机械法包括以机器清洗与干燥。
步骤二将该碳钢螺丝与该数种腐蚀抑制剂高温共浴，形成无六价铬处理的碳钢螺丝。该高温共浴的温度是在60℃～80℃。
步骤三加入该硅氧烷化合物与该含氟的界面活性剂混合物，经120～150℃烘烤，形成一种光滑度高的硅氧化合物薄膜于该碳钢螺丝表层。
步骤四将该碳钢螺丝以前述的烤漆涂料配方，经170～180℃烘烤，使该碳钢螺丝的表层形成一保护层。该烤漆涂料配方包括有锌金属颗粒的浓度为5克/升、镍金属颗粒的浓度为0.2克/升、铝金属颗粒的浓度为10克/升、相对于该聚乙二醇的含氟的界面活性剂浓度为0.2％、分子量2000～10000的聚乙二醇浓度为30克/升、混合型添加剂浓度为50ppm。检验该碳钢螺丝以AWPAE-1294进行90天测试，结果如图1。该碳钢螺丝实验前后重量损失低于0.2％。
实验例二步骤一首先将该碳钢螺丝表面先经机械法去除锈斑或杂质，该机械法包括以机器清洗与干燥。
步骤二于该碳钢螺丝表面电解电镀7～8微米的锌金属层。
步骤三将该碳钢螺丝与该数种腐蚀抑制剂高温共浴，形成无六价铬处理的镀锌碳钢螺丝。该高温共浴的温度是在60℃～80℃。
步骤四加入该硅氧烷化合物与该含氟的界面活性剂混合物，经120～150℃烘烤，形成一种光滑度高的硅氧化合物薄膜于该碳钢螺丝表层。
步骤五将该碳钢螺丝以前述的烤漆涂料配方，经170～180℃烘烤，使该碳钢螺丝的表层形成一保护层。该烤漆涂料配方包括有锌金属颗粒的浓度为5克/升、镍金属颗粒的浓度为0.2克/升、铝金属颗粒的浓度为10克/升、相对于该聚乙二醇的含氟的界面活性剂浓度为0.2％、分子量2000～10000的聚乙二醇浓度为30克/升、混合型添加剂浓度为50ppm。检验该碳钢螺丝以AWPA E-1294进行90天测试，结果如图二。该碳钢螺丝实验前后重量损失低于0.1％。
实验比较例(传统技术)步骤一碳钢螺丝表面先经机械法，除去锈斑或杂质，以电解电镀7～8微米的锌金属。
步骤二以六价铬处理的镀锌碳钢螺丝。
步骤三以下述配方，经170～180℃烘烤后形成表面钝化的保护层。该配方为锌金属颗粒的浓度为5克/升、铝金属颗粒的浓度为10克/升、聚乙二醇(PEG 2000～10000)浓度为30克/升。检验该螺丝以AWPA E-12 94进行90天测试，结果如图3。该螺丝实验前后重量损失高于1％。
由上可知，本发明应用于防腐木材的碳钢螺丝表面处理方法及结构，是以本发明的烤漆涂料配方来达成，本发明以AWPA E-12 94进行测试，重量损失于0.1％～0.2％间。而实验比较例的结果发现重量损失高于1％。因此本发明显较传统有功效上的增进。
本发明因而可达到如下功效1、无孔洞(Void)或缝隙(Seam)，亦即光滑度高的硅氧化合物薄膜形成于该碳钢螺丝电镀锌金属表层上，即可达到超越传统六价铬为膜层的耐蚀性。
2、本发明的碳钢螺丝经本发明的烤漆涂料配方处理，可减少环保公害问题，也可适用于一般的螺丝应用。
3、本发明的螺丝表面处理方法，使形成光滑度高，致密的保护层，有效紧密的与基材结合，防止保护层遭受螺丝于使用阶段被破坏、磨耗等问题产生，而使螺丝底材或基材直接或间接遭受防腐木材中腐蚀因子侵蚀。
权利要求
1.一种碳钢螺丝的烤漆涂料配方，其特征在于包括a、锌金属浓度为5至10克/升，颗粒为25～75微米；b、镍金属浓度为0.2至0.5克/升，颗粒为100～200微米；c、铝金属颗粒的浓度为10至20克/升，颗粒为15～25微米；d、相对于聚乙二醇的含氟的界面活性剂浓度为0.2％；e、数种腐蚀抑制剂为丁二酸酐(succinic anhydride)、正丁基胺(n-Butylamine)、正辛基胺(n-Octylamine)、正癸基胺(n-Decylamine)、正十二基胺(n-Dodecylamine)等混合物；f、分子量2000～10000的聚乙二醇浓度为30至50克/升；以及g、混合型添加剂浓度为10ppm至60ppm。
2.如权利要求1所述的碳钢螺丝的烤漆涂料配方，其特征在于该混合型添加剂为苯并三唑衍生物，该苯并三唑衍生物的结构式为 其中R1、R2、R3与R4是选自氢与碳数1至4的烷基所组的族群。
3.如权利要求2所述的碳钢螺丝的烤漆涂料配方，其特征在于该苯并三唑衍生物选择自苯并三唑(Benzotriazole)、4-甲基-苯并三唑(4-methyl-benzotriazole)、5-甲基-苯并三唑(5-methyl-benzotriazole)、4，7-二甲基-苯并三唑(4，7-dimethyl-benzotriazole)、5，6-二甲基-苯并三唑(5，6-dimethyl-benzotriazole)中之一。
4.如权利要求1所述的碳钢螺丝的烤漆涂料配方，其特征在于该含氟的界面活性剂为3M(Minnesota Mining and Manufacturing Co.)公司生产的产品，编号为FC-4430。
5.如权利要求1所述的碳钢螺丝的烤漆涂料配方，其特征在于该数种腐蚀抑制剂为丁二酸酐(succinic anhydride)、正丁基胺(n-Butylamine)、正辛基胺(n-Octylamine)、正癸基胺(n-Decylamine)、正十二基胺(n-Dodecylamine)的混合物。
6.一种碳钢螺丝表面处理方法，该方法是使用于如权利要求1所述的烤漆涂料配方，其特征在于，该方法包括下列步骤1)去除该碳钢螺丝表面的杂质；2)于60℃～80℃处理该碳钢螺丝与数种腐蚀抑制剂；3)加入硅氧烷化合物与含氟的界面活性剂混合物，经120℃～150℃烘烤，形成硅氧化合物薄膜于该碳钢螺丝表层；及4)浸入烤漆涂料配方，经170～180℃烘烤，该烤漆涂料配方包括a、锌金属浓度为5至10克/升，颗粒为25～75微米；b、镍金属浓度为0.2至0.5克/升，颗粒为100～200微米；c、铝金属颗粒的浓度为10至20克/升，颗粒为15～25微米；d、相对于聚乙二醇的含氟的界面活性剂浓度为0.2％；e、数种腐蚀抑制剂为丁二酸酐(succinic anhydride)、正丁基胺(n-Butylamine)、正辛基胺(n-Octylamine)、正癸基胺(n-Decylamine)、正十二基胺(n-Dodecylamine)等混合物；f、分子量2000～10000的聚乙二醇浓度为30至50克/升；以及g、混合型添加剂浓度为10ppm至60ppm。
7.如权利要求6所述的碳钢螺丝表面处理方法，其特征在于该碳钢螺丝表面经清洗干燥去除杂质。
8.如权利要求7所述的碳钢螺丝表面处理方法，其特征在于该烤漆涂料配方包括a、锌金属浓度为5克/升；b、镍金属浓度为0.2克/升；c、铝金属颗粒的浓度为10克/升；d、相对于聚乙二醇的含氟的界面活性剂浓度为0.2％；e、数种腐蚀抑制剂为丁二酸酐(succinic anhydride)、正丁基胺(n-Butylamine)、正辛基胺(n-Octylamine)、正癸基胺(n-Decylamine)、正十二基胺(n-Dodecylamine)等混合物；f、分子量2000～10000的聚乙二醇浓度为30克/升；以及g、混合型添加剂浓度为50ppm。
9.如权利要求6所述的碳钢螺丝表面处理方法，其特征在于该步骤1后电解电镀7～8微米的锌金属层于该碳钢螺丝表面。
10.一种碳钢螺丝表面处理结构，是使用于如权利要求1所述的烤漆涂料配方，其特征在于，所述结构包括一碳钢螺丝；及经一烤漆涂料配方处理该碳钢螺丝表层，使该碳钢螺丝表层产生一保护层，其特征在于该烤漆涂料配方包括a、锌金属浓度为5至10克/升，颗粒为25～75微米；b、镍金属浓度为0.2至0.5克/升，颗粒为100～200微米；c、铝金属颗粒的浓度为10至20克/升，颗粒为15～25微米；d、相对于聚乙二醇的含氟的界面活性剂浓度为0.2％；e、数种腐蚀抑制剂为丁二酸酐(succinic anhydride)、正丁基胺(n-Butylamine)、正辛基胺(n-Octylamine)、正癸基胺(n-Decylamine)、正十二基胺(n-Dodecylamine)等混合物；f、分子量2000～10000的聚乙二醇浓度为30至50克/升；以及g、混合型添加剂浓度为10ppm至60ppm。
11.如权利要求10所述的碳钢螺丝表面处理结构，其特征在于，该烤漆涂料配方包括a、锌金属浓度为5克/升；b、镍金属浓度为0.2克/升；c、铝金属颗粒的浓度为10克/升；d、相对于聚乙二醇的含氟的界面活性剂浓度为0.2％；e、数种腐蚀抑制剂为丁二酸酐(succinic anhydride)、正丁基胺(n-Butylamine)、正辛基胺(n-Octylamine)、正癸基胺(n-Decylamine)、正十二基胺(n-Dodecylamine)等混合物；f、分子量2000～10000的聚乙二醇浓度为30克/升；以及g、混合型添加剂浓度为50ppm。
全文摘要
一种应用于防腐木材的碳钢螺丝的表面处理方法及结构，烤漆涂料配方，是在碳钢螺丝表面进行耐腐蚀与均匀、致密性的处理，并形成一层耐腐蚀结构。该耐腐蚀结构是由一烤漆涂料配方来达到，该烤漆涂料配方具有锌金属、镍金属、铝金属、聚乙二醇、硅氧烷化合物、含氟的界面活性剂、数种腐蚀抑制剂及混合型添加剂等。
文档编号B05D3/02GK1876741SQ20051007511
公开日2006年12月13日 申请日期2005年6月8日 优先权日2005年6月8日
发明者苏宝暖 申请人:苏宝暖