薄膜前处理材料技术条件DB13／T 5137-2019.pdf

ICS 25.220.01 A 29 DB13 河北省地方标准 DB 13/T 5137 2019 薄膜前处 理材料技 术条件 2019-12-27 发布 2020-01-28 实施 河 北 省 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB13/T 5137 2019 I 前 言 本标准 按照GB/T 1.1 2009 给出 的规 则起 草。本标准 由保 定市 市场 监督 管理局 提出。本标准 由河 北省 市场 监督 管理局 归口。本标准 起草 单位：长 城汽 车股份 有限 公司。本标准 主要 起草 人：史金 重、杨 磊、吴少 华、张秀 格、李 军勇。DB13/T 5137 2019 1 薄 膜前处 理材料技 术条件 1 范围 本标准 规定 了以 硅烷 处理 工艺和 锆系 处理 工艺 为主 的适用 于电 沉积 工艺 的环 保型无 磷薄 膜前 处 理产品的 基本 原理、试 验 板 材、技 术要 求、检验 规则、标识、包 装、运输 和 储 存。本标准 适用 于车 身用 薄膜 前处理 产品 的新 产品 认可、进货 检验 等，对于 现场 槽液的 质量 监控，因线体工 艺、设备 各异，具 体质量 控制 需制 定具 体的 控制 计划 或 其他 质量 控制文 件。2 规范性 引用 文件 下列文 件对 于本 文件 的应 用是必 不可 少的。凡 是注 日期的 引用 文件，仅 注日 期的版 本适 用于 本 文件。凡 是不 注日 期的 引用 文件，其最 新版 本（包括 所 有的 修改 单）适用 于本 文件。GB/T 708 冷轧 钢板 和钢 带的尺 寸、外形、重 量及 允许偏 差 GB 1720 漆膜 附着 力测 定 法 GB/T 1731 漆 膜柔 韧性 测 定法 GB/T 1732 漆 膜耐 冲击 性 测定法 GB/T 1733 漆 膜耐 水性 测 定法 GB 1739 绝缘 漆漆 膜耐 油性测 定法 GB/T 1740 漆 膜耐 湿热 测 定法 GB/T 2518 连 续热 浸镀 锌 钢板及 钢带 GB/T 2828.1 计数 检验 抽 样程序 第1部 分：按接 收 质量限（AQL）检索 的逐 批 检验抽 样计 划 GB/T 3880.1 一般 工业 用 铝及铝 合金 板、带材 第1 部分：一般 要求 GB/T 6739 色 漆和 清漆 铅笔法 测定 漆膜 硬度 GB/T 9750 涂 料产 品包 装 标志 GB/T 9753 色 漆和 清漆 杯突试 验 GB/T 10125 人造 气 氛腐 蚀试验 盐雾 试验 3 术语 和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文 件。3.1 薄膜前 处理 thin film pretreatment 通过形 成超 薄有 机涂 层以 取代传 统磷 化工 艺的 环保 型涂装 前处 理工 艺，主要 包括硅 烷处 理工 艺、锆系处 理工 艺等。3.2 硅烷处 理工 艺 silane treatment process DB13/T 51372019 2 以硅烷 偶联 剂等 有机 硅烷 为主要 原料，通 过水 解、凝 聚、脱水 缩合 等化 学反 应在钢 材表 面形 成 超薄化学 保护 层的 涂装 前处 理工艺。3.3 锆系处 理工 艺 zirconium-based process 以锆系 转化 液为 主体 材料，在钢 材表 面形 成超 薄化 学保护 层的 涂装 前处 理工 艺。注：锆系薄膜非常致密，且 涂层膜厚很薄，为纳米级，因此通常被称为“陶瓷涂层”或“纳米陶瓷涂层”。4 基本原 理 4.1 硅烷处 理工 艺机 理 4.1.1 硅烷是 一类 硅基 的有 机/无 机杂化 物，其 基本 分子 式 为：R(CH2)nSi(OR)3。其 中OR 是可 水解 的基团，R 是 有机 官能 团。硅烷含 有两 种不 同的 化学 官能团，一 端能 与无 机材 料（如 玻璃 纤维、硅酸 盐、金属及 其氧 化物）表 面的 羟基反 应生 成共 价键；另 一端能 与树 脂生 成共 价键，从而 使两 种性 质差 别 很大的材 料结 合起 来，起到 提高复 合材 料性 能的 作用。4.1.2 硅烷成 膜过 程 水解反 应，主要 水解 产物 为硅醇，当 溶液 中形 成足 量的活 性硅 羟基 基团-Si-OH，该 溶液 便可 用于金属表 面处 理，如图1所示。图1 硅烷水 解反 应 凝聚反 应，硅羟 基基 团间 可脱水 所合 成低 聚硅 醇，低聚物 中的 硅羟 基与 金属 表面的 羟基-OH 形成 氢键，如 图2 所示。图2 凝聚反 应 DB13/T 5137 2019 3 成膜反 应，氢键 进一 步脱 水聚合，在 界面 上生 成Si-O-Me共 价键，在 金属 表面 形成硅 烷膜，提 高与界面的 附着 力，如图3所示。注：Me 为基材表面金属。图3 成膜反 应 4.2 锆系处 理工 艺机 理 锆系处 理液 一般 由锆 盐及 添加剂 构成。反 应机 理主 要是利 用氟 锆酸 盐，氟钛 酸盐的 水解 反应 在 金属基材 表面 形成 一种 化学 性质稳 定的 无定 型氧 化物，通过 加入 氧化 剂和 螯合 剂，促 进此 水解 反应 的 进行，从 而获 得性 能良 好的 金属表 面皮 膜，如图4所示。2 3233 H FeF HF Fe(1)HF ZrO O H ZrF H 6 22 2 6 2(2)说明：通过反应方程式（1）所 表示的腐蚀反应，HF被消耗，使方程式（2）的平衡向右移动，于是，形成ZrO2，也就是成膜的主体物质。被处理金属基材在锆盐处理液体系中溶解，其表面附近PH 升高，ZrO2 在高PH 值环境下沉积在金属基材表面上。图4 锆系处 理工 艺原 理示 意图 DB13/T 51372019 4 4.3 薄膜前 处理 技术 一般 工艺 流程 薄膜前 处理 技术 一般 工艺 流程如 图5 所示（与 传统 磷化 工艺 对比）。图5 传统磷 化工 艺和 薄膜 前处 理工艺 流程 对比 5 试验板 材 5.1 板材材质 试验板 材一 般选 用冷 轧板、热镀 锌板、铝 板等，详 见表1。表 1 验证 用板 材参 考标 准 板材种类 参考标准 冷轧板 GB/T 708 热镀锌板 GB/T 2518 铝板AA6016 GB/T 3880.1 铝板AA6014 GB/T 3880.1 5.2 板材厚度 冷轧板、热 镀锌 板的 厚度 为0.6 mm 0.8 mm；铝板 的厚度 为0.6 mm 0.9 mm。6 技术要 求 6.1 技术要 求 薄膜 前 处理 技术 要求 详见 表2。DB13/T 5137 2019 5 表 2 薄膜 前处 理技 术要 求 序号 类别 项目 技术要求 试验方法 1 前处理膜 外观 均匀、致密、连续，颜色一致，表面无锈蚀、花斑、条纹，无大的反应渣附着等。目视 2 膜重 0.4 g/m2 X 荧光衍射法 3 前处理膜 与电泳涂层配套性 附着力 0 级 GB 1720 耐冲击性 不小于50 kg cm，反面无爆 裂 GB/T 1732 杯突 不小于 6 mm，漆膜无开裂、脱 落现象 GB/T 9753 耐挥发油性 24 h，(23 2)，目视褶皱、起泡、剥落、变色等，自然晾干24 h 后，附着 力 0 级或 1 级 GB 1739 耐水性 500 h，(40 1)，目视起泡、生锈、变色、脱落等，在温度(23 2)，相对湿 度（505）%的条件调节24 h 后，附着 力 0 级或 1 级 GB/T 1733 耐湿热性 480 h，漆膜无起 泡、生锈、变 色、脱落等现象，附着力 0 级或1 级 GB/T 1740 耐盐雾性（基材冷轧板）1 000 h，单边扩蚀不小 于 2 mm GB/T 10125 锐边腐蚀（刀片法）168 h，锈蚀点不大 于 30 个 6.2.1 耐石击性 不小于 6 级 SAE J400 循环腐蚀（镀锌板、铝板）60 个循环 镀锌板：除划线区域外，试板表面无起泡、无锈蚀，单边腐蚀宽度2.5 mm 铝板：除划线区域外，试板表面无起泡、无锈蚀，最大腐蚀宽度4.0 mm，平均 腐蚀宽度2.5 mm，腐蚀等级R4 6.2.2 注：根据供货产品不同，不同厂家处理膜的外观颜色可能存在一定差别。同时，存在一定的渐变 色也是可能存在的。6.2 试验方法 6.2.1 锐边腐蚀 6.2.1.1 采用大 号得 力刀 片,依据 标 准条件 进行 前处 理及 电泳,其中电 泳时 孔朝 上,刀刃 正 对阳极.试验前在 温度 为(23 2),相对湿 度（505）%条件 下至少 调 节 16 h。6.2.1.2 依据GB/T 10125 进 行试 验，要求 刀刃 垂直 朝上，试 验时 间168 h。试验 后用 流动水 冲洗 试样并用 压缩 空气 吹干。6.2.1.3 用30 倍放 大镜 观察 刀刃 锈 蚀点数 量，其中 多个 锈蚀 点连在 一起 时按 照一 个计 算，一 个刀 片中不允 许出 现超 过一 处 的 锈蚀点 堆积。6.2.2 循环腐蚀 6.2.2.1 采用150 mm 70 mm 试 板，基材为 镀锌 板、铝板，试 验前在 温度 为(23 2),相对湿 度（505）%条件 下至 少调 节4 h。DB13/T 51372019 6 6.2.2.2 划线应 穿透 涂层 到达 金属 基材。镀 锌板 选 择 X 型 划 线或单 划线；铝板 选 择 T 型划线，且其 中一个划 线必 须平 行轧 制方 向。6.2.2.3 单个循 环试 验条 件详 见 表3，铝 板腐 蚀等 级划 分详 见 表4。表 3 单个 循环 试验 条件 试验类别 条件 样板放置 备注 盐雾试验 GB/T 10125-2012，4 h 0、45、135、225、315 第 一 个 循 环 0 放 置，第 二 个45放置，第三 个135，以此类推 标准气候试验(232)，相对湿度（505）%,4 h 水平放置 开始计时前预留 15 min 缓冲时间 湿热试验(40 3)，相对湿度接近100%,15.25 h 注：非工作日试验中断，可将样板放置标准气候中。表 4 铝板 腐蚀 等级 划分 腐蚀等级 最大腐蚀宽度Rm（mm）平均腐蚀宽度Rm（mm）表面腐蚀 起泡程度 R0 Rm1.5 Rm0.5 无 无 R1 Rm1.5 0.5Rm1.5 无 无 R2 1.5Rm3.0 0.5Rm1.5 无 无 R3 1.5Rm3.0 1.5Rm2.5 无 无 R4 3.0Rm4.0 1.5Rm2.5 无 无 R5 3.0Rm4.0 Rm2.5 无 无 R6 Rm4.0 无 无 R7 0 Rm 4.0 有 有 R8 Rm4.0 有 有 7 检验规则 7.1 出厂检验 7.1.1 每批产 品出 厂前 均应 进行 出厂检 验，由质 检人 员按 规定的 技术 要求 进行 检查 和验收，检 验合 格后签发 合格 证，随货 提供 质量证 明。7.1.2 出厂检 验项 目参 考该 产品 的进 货检 验控 制计 划。7.1.3 检验结 果如 有一 项不 合格，应 在该 批产 品中 加倍 取 样对不 合格 项目 进行 复检，如 仍不 合格，则该批产 品视 为不 合格 产品。7.1.4 供需双 方对 产品 质量 发生 争议时，按 本标 准由 双方 认可的 第三 方检 测机 构进 行仲裁。7.2 型式检 验 7.2.1 型式检 验项 目为 技术 要求 规定的 全部 性能 要求。7.2.2 凡有下 列情 况之 一时，应 进行型 式检 验：a)改型试 制时；b)结构、材料、工 艺有 较大 改变，可能 影响 产品 性能 时；DB13/T 5137 2019 7 c)停产三 个月 以上 恢复 生产 时；d)用户提 出要 求时。7.2.3 对于进 行型 式检 验的 后续 产品，应从 出厂 检验 合格 的同一 批产 品中 抽样，抽 样方案 按 GB/T 2828.1 规 定的 一般 检查 水 平。8 标识、包装、运 输和 储存 8.1 标识 8.1.1 包装 桶 粘贴 安全 标签 及合 格证。要 求标 签完 整、字 体 清楚，并 标有 品名、型号、重量、保 质期、生产日 期及 批号、生 产单 位及地 址、注意 事项 等。8.1.2 标识内 容应 符合 GB/T 9750 的规 定。8.2 包装、运输 和储 存 8.2.1 产品应 储存 于清 洁、干燥、密封 的容 器汇 总，装 量 不大于 容积 的 95%。产品 在存放 时，应保 持通风、干燥、防 止日 光直 接照射，并 应隔 绝火 源、远离热 源，夏季 温度 过高 时应设 法降 温。8.2.2 产品在 运输 时，应防 止雨 淋，日 光暴 晒。8.2.3 产品在 规定 的储 存条 件下，自生 产之 日起，有 效储 存期不 低 于3 个月。_