一种彩涂基板用环保型水基表面处理剂及其使用方法
阅读说明：本技术 一种彩涂基板用环保型水基表面处理剂及其使用方法 (Environment-friendly water-based surface treating agent for color-coated substrate and using method thereof ) 是由 马源 戴毅刚 房文祺 魏星 于 2020-04-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种彩涂基板用环保型水基表面处理剂,其有效成分包括：基体树脂：55-70重量份数；交联剂：1-6重量份数；复配型抗电子束辐照剂：20-35重量份数；含有至少3个羟基的多元醇：0.2-3重量份数；锆化合物：2-6重量份数；水溶性金属盐类化合物,其以金属元素计的重量份数为：0.1-1份。此外本发明还公开了上述表面处理剂的使用方法,包括步骤：将所述彩涂基板用环保型水基表面处理剂涂敷至基板表面。采用本发明所述的表面处理剂处理过的彩涂基板表面除具有优异的耐磨损性及防锈性能外,还能在后续彩涂涂层的辐射固化过程中抵抗电子束辐射能量的破坏,有效提升涂层附着力及耐蚀性能。(The invention discloses an environment-friendly water-based surface treating agent for a color-coated substrate, which comprises the following effective components: matrix resin: 55-70 parts by weight; a crosslinking agent: 1-6 parts by weight; compound electron beam irradiation resistant agent: 20-35 parts by weight; polyol containing at least 3 hydroxyl groups: 0.2-3 parts by weight; zirconium compound: 2-6 parts by weight; the water-soluble metal salt compound comprises the following components in parts by weight based on metal elements: 0.1-1 part. In addition, the invention also discloses a using method of the surface treating agent, which comprises the following steps: and coating the color-coated substrate on the surface of the substrate by using the environment-friendly water-based surface treatment agent. The color-coated substrate surface treated by the surface treating agent has excellent wear resistance and rust resistance, and can resist the damage of electron beam radiation energy in the radiation curing process of a subsequent color-coated coating, thereby effectively improving the adhesive force and the corrosion resistance of the coating.)
技术领域
本发明涉及一种表面处理剂及其使用方法，尤其涉及一种涂覆于基板的表面处理剂及其使用方法。
背景技术
彩涂钢板是一种以冷轧板、热镀锌板、热镀铝锌板、电镀锌板、锌铝镁板等为基板，在其表面涂敷一层或几层有机涂料，随后经过固化而成的产品，由于其具有优异的耐久及耐蚀性能、美丽的外观、不同的颜色组合、加工成型方便，以及具有钢板原有的强度等优点，已被广泛应用于建筑、家电、交通运输等各个领域。
传统彩涂板的生产多采用加热固化的方式将溶剂型涂料固化成膜，由于此种固化方式的工艺成熟度高，已被业内延用了近70余年；但受热固化涂层固化速率(最短固化时间一般为20-30s)的制约和装备占用空间的影响，导致生产效率无法进一步提高。此外，溶剂挥发的不环保、热风固化能耗高等缺点也阻碍了热固化型彩涂工艺的进一步发展。因此，近年来，具有高效、环保、节能等特点的辐射固化工艺技术进入了彩涂行业的视野，该技术采用紫外光(UV)或电子束(EB)为能源，激发无溶剂型的涂料，在常温下实现瞬间固化，如果将辐射固化技术成功应用于彩板涂层的固化生产，将实现彩板生产的零排放、低能耗和超高速生产。
目前，在传统的热固化型彩涂板生产工艺条件下，为保证基板与热固化涂层间的具有良好的附着力和耐腐蚀性能，在涂敷涂层之前，需要对基板表面进行化学预处理，通常使用Co、Ni或Fe、Mo等的复合氧化再配合铬酸盐钝化，并在基板表面形成一层致密的化学转化层，该化学转化层能够很好地实现基板与涂层的结合，进而大幅提升涂层附着力和耐蚀性能。但是，对于辐射固化型彩涂板，尤其是采用电子束固化的辐射固化型彩涂钢板生产工艺来说，涂层固化过程中的高能电子束辐照，会对基板上的传统预处理化学转化层形成严重破坏，从而造成涂层附着力和耐蚀性的丧失；并且传统预处理工艺中的处理剂含有铬酸盐，不符合环保趋势；但如若不对基板进行表面处理，而直接进行涂层的涂敷和固化，又无法保证各种基板表面与涂层间形成良好的附着力和耐蚀性。因此，如何采用环保型的处理工艺，有效提升基板与涂层间的附着力及耐蚀性能，将是决定辐射固化型彩板能否成功商业化的关键。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种彩涂基板用环保型水基表面处理剂，经过该彩涂基板用环保型水基表面处理剂处理的彩涂基板表面除具有优异的耐磨损性及防锈性能外，还能在后续彩涂涂层的辐射固化过程中抵抗电子束辐射能量的破坏，有效提升涂层附着力及耐蚀性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种彩涂基板用环保型水基表面处理剂，其有效成分包括：
基体树脂：55-70重量份数；
交联剂：1-6重量份数；
复配型抗电子束辐照剂：20-35重量份数；
含有至少3个羟基的多元醇：0.2-3重量份数；
锆化合物：2-6重量份数；
水溶性金属盐类化合物，其以金属元素计的重量份数为：0.1-1份。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，其有效成分由下列各项组成：
基体树脂：55-70重量份数；
交联剂：1-6重量份数；
复配型抗电子束辐照剂：20-35重量份数；
含有至少3个羟基的多元醇：0.2-3重量份数；
锆化合物：2-6重量份数；
水溶性金属盐类化合物，其以金属元素计的重量份数为：0.1-1份。
在上述方案中，发明人创造性地设计了一种彩涂基板用环保型水基表面处理剂，采用该表面处理剂处理过的彩涂基板，其表面会形成一层复合处理皮膜。该复合处理皮膜除保证彩涂基板具有优异的工序间抗表面损伤性及防锈性能外，还能够在后续的底漆或面漆涂层的辐射固化过程抵抗电子束辐射能量的破坏，有效提升基板与涂层间的附着力及耐蚀性能。
本发明技术方案中所采用的基体树脂，为一种高分子量的基于芳香族异氰酸酯的阴离子型水性聚氨酯树脂，其可以构成处理皮膜的基本骨架，其采用了基于芳香族异氰酸酯的聚氨酯树脂，相比与基于脂肪族异氰酸酯的聚氨酯树脂，具有更高的苯环密度，能够使得形成的处理皮膜具有更佳的力学抗性，提高了皮膜在产品包装、运输、仓储、开卷等环节的耐磨损性能。同时聚氨酯树脂本身的柔韧性又防止了皮膜脆性过大。此外，基体树脂中存在的羟基和羧基具有较高的反应活性，能够与交联剂反应，提高皮膜的交联密度，提高耐蚀性能。在上述技术方案中，将基体树脂的重量份数控制为55-70份是因为：当重量份数低于55份时，会导致皮膜耐磨性降低；当重量份数高于70份时，将影响皮膜的致密性，降低皮膜的耐蚀性能。
在上述方案中，本发明技术方案所采用的交联剂，是可以与基体树脂中的羧基及羟基具有反应活性的化合物。交联剂主要是可以与基体树脂发生交联反应，旨在处理剂固化过程中进一步增加皮膜的交联密度，提高其致密程度，使固化后的皮膜具有更佳的耐蚀性能。在上述技术方案中，将交联剂的重量份数控制为1-6份是因为：当重量份数低于1份时，其与基体树脂的交联作用不明显，生成的皮膜固化度不够，会导致皮膜耐磨损性和耐蚀性的降低；当重量份数高于6份时，处理剂溶液中交联剂与基体树脂的反应将过于强烈，容易产生凝胶现象，会导致处理剂溶液稳定性的下降。
本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂所表现出的抗电子束辐照性能，以及皮膜经过后续底漆或面漆固化过程中的电子束照射后，仍能够与基板及底漆保持优异的附着性能和耐蚀性能，与其中的复配型抗电子束辐照剂的作用密不可分。在本发明上述的技术方案中，将复配型抗电子束辐照剂的重量份数控制为20-35份是因为：重量份数低于20份，会使经电子束辐照后的皮膜交联度的修补不够，进而造成基板与底漆涂层间附着力和耐蚀性的下降；而重量份数高于35份，则会导致基体树脂比例降低，皮膜耐磨性得不到保证。
在本发明技术方案中，所采用的含有至少3个羟基的多元醇可以在本发明所述的表面处理剂体系中形成大量的氢键，可以使表面处理剂体系更稳定存在，并且能进一步促进表面处理皮膜的交联密度，提高皮膜综合抗性。在本发明的技术方案中，将含有至少3个羟基的多元醇的重量份数控制为0.2-3份是因为：当重量份数低于0.2份时，处理剂体系的稳定性会变差；而当重量份数高于3份时，皮膜的延展性会变差。
在本发明技术方案中，所采用的锆化合物可以在处理剂固化后性能的皮膜中可以起到缓蚀的功效，并且其还能够与基体树脂中的羧基进一步交联聚合，增加皮膜的附着性能。在上述技术方案中，将锆化合物的重量份数控制为2-6份是因为：当重量份数低于2份时，皮膜的耐蚀性及附着力会变差，而当重量份数高于6份时，则会导致表面处理剂的稳定性变差。
在本发明技术方案中，所采用的水溶性金属盐类化合物主要作用是提供膜下缓蚀功能。在上述技术方案中，该水溶性金属盐类化合物的重量份数控制为0.1-1份是因为：当重量份数低于0.1份时，皮膜的耐蚀性能会下降，当重量份数大于1份时，则会导致皮膜的附着性变差。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述复配型抗电子束辐照剂由经过改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物与水溶性丙烯酸酯单体复配而成。
上述方案中，复配型抗电子束辐照剂由经过改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物与水溶性丙烯酸酯单体复配而成，是因为表面处理剂固化成皮膜并经电子束辐照后，皮膜中经固化交联的基体树脂，会有部分结构被高能电子所破坏。主要体现在对基体树脂链段中C-C、C-O等结构的破坏，进而造成皮膜整体交联度的降低并形成辐射降解。而复配型抗电子束辐照剂中的经改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物与水溶性丙烯酸酯单体，被电子束辐照后不但不会被破坏，反而高能电子会使其丙烯酸结构中的不饱和双键产生自由基，并引发自由基聚合，从而可以有效提高整体处理皮膜的交联密度，修复由于基体树脂被电子束辐照破坏而导致的皮膜完整性的不足。经自由基聚合修补过的处理皮膜并配合较高的交联密度，保证了基板表面与底漆涂层的附着力及耐蚀性。
为了达到上述方案目的，在配置复配型抗电子束辐照剂的过程中，将水性环氧丙烯酸酯预聚物与水溶性丙烯酸酯单体先进行预混，混合温度可以控制为10-50℃，混合时间可以为5-30min。其中，温度过高或者混合时间过长，可能对复配体系中的丙烯酸结构造成破坏，进而影响体系的抗电子束辐照性能。而温度过低，混合时间过短，则水性环氧丙烯酸酯预聚物与水溶性丙烯酸酯单体的反应不够完全，性能达不到最优。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述水性环氧丙烯酸酯预聚物与所述水溶性丙烯酸酯单体的重量比为4.0-8.0。
在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，水性环氧丙烯酸酯预聚物与水溶性丙烯酸酯单体的重量比控制为4.0-8.0，如果水性环氧丙烯酸酯预聚物与水溶性丙烯酸酯单体的重量比低于4.0，经电子束辐照后皮膜脆性过大，变形后易脱落，导致变形后与涂层的附着性变差；如果水性环氧丙烯酸酯预聚物与水溶性丙烯酸酯单体的重量比超过8.0，则可能造成经电子束辐照后皮膜交联度的修补不够，与涂层结合后的膜下扩蚀性能不足。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述经过改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物选自：二元酸改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物、马来酸酐改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物、醚改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物、酯改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物、双羟基改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物、多元醇改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物中的任意一种。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述水溶性丙烯酸酯单体选自：丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯中的任意一种。
进一步地，在本发明所述的所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述复配型抗电子束辐照剂是由经过改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物与水溶性丙烯酸酯单体在30-50℃的温度下，混合5-15min后复配得到的。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述基体树脂包括分子量为5000-8000的基于芳香族异氰酸酯的阴离子型水性聚氨酯树脂。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述阴离子型水性聚氨酯树脂的酸值为15-30KOH/g，羟值为70-110KOH/g。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述交联剂选自下述各项的至少其中之一：甲醇醚化的脲醛树脂、环氧改性氨基树脂、碳化二亚胺、聚氮丙啶和水性异氰酸酯。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述含有至少3个羟基的多元醇的沸点为230-310℃。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述锆化合物包括碳酸锆钾和碳酸锆铵锌的至少其中之一。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中，所述水溶性金属盐类化合物包括钒盐类化合物或钛盐类化合物的至少其中之一。
上述水溶性金属盐类化合物包括钒盐类化合物或钛盐类化合物的至少其中之一。其中钒的化合物中钒的价态可以是+2价到+5价范围内的任意一种，钒的化合物的来源可以是氧化物，如氧化钒(V)、氧化钒(Ⅲ)等，也可以是氟化物盐，如氟化钒(IV)、氟化钒(V)，或偏钒酸铵等；钛的化合物中钛元素可以由含氟的钛化合物所提供。
相应地，本发明的另一目的在于提供一种彩涂基板用环保型水基表面处理剂的使用方法，采用该使用方法可以将彩涂基板用环保型水基表面处理剂涂覆于彩涂基板上，使其表面会形成一层复合处理皮膜，经过该彩涂基板用环保型水基表面处理剂处理的彩涂基板表面除具有优异的耐磨损性及防锈性能外，还能在后续彩涂涂层的辐射固化过程中抵抗电子束辐射能量的破坏，有效提升涂层附着力及耐蚀性能。
为了实现上述目的，本发明提出了上述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂的使用方法，包括步骤：将所述彩涂基板用环保型水基表面处理剂涂敷至基板表面。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂的使用方法中，采用一次逆式辊涂的方式将所述彩涂基板用环保型水基表面处理剂涂敷至基板表面；并且/或者将基板表面加热至90-160℃，以使所述彩涂基板用环保型水基表面处理剂固化干燥，以在基板表面形成皮膜。
在本发明所述的技术方案中，上述的逆式辊涂方法，具体是指涂敷辊旋转方向与带钢前进方向相反，采用逆涂方式可以保证处理剂干燥后的皮膜重量能达到要求。此外，将基板表面加热至90-160℃，是指峰值金属温度(即PMT)控制在90-160℃之间。本发明所述的处理剂的最佳固化PMT在90-160℃之间，如果PMT低于90℃，则皮膜交联不够充分，可能导致皮膜在工序间的抗表面损伤性及防锈性能降低，如果PMT高于160℃，则处理剂中部分组分性能改变，会影响成膜效果。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂的使用方法中，在逆式辊涂方式中，辊涂所采用的涂敷辊的表面材质为聚氨酯类材质。
上述方案中，辊涂所采用的涂敷辊的表面材质为聚氨酯类材质，主要为保证处理剂干燥后的皮膜在彩涂基板表面具有良好的均匀性。
进一步地，在本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂的使用方法中，在环保型表面处理剂的处理方法中，采用热风加热、感应加热、红外加热的至少其中一种方式对基板表面进行加热。
本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂及其使用方法相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果：
本发明提供了一种具有抗电子束辐照性能的彩涂基板用环保型水基表面处理剂及使用方法，采用该表面处理剂处理过的彩涂基板，其表面会形成一层复合处理皮膜，该复合处理皮膜除具有良好的工序间抗表面损伤性及防锈性能外，还能够在后续的以辐射固化工艺方式，特别是电子束固化工艺进行的彩涂板生产过程中，抵抗底漆或面漆固化过程中电子束能量对皮膜整体结构的破坏，完整的皮膜结构配合较高的交联密度，可有效提升基板与涂层间的附着力及涂层的膜下扩蚀性能。
由此可见，本发明的所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂及其使用方法不仅可以使被处理的彩涂基板表面除具有优异的耐磨损性及防锈性能，还能在后续彩涂涂层的辐射固化过程中抵抗电子束辐射能量的破坏，有效提升涂层附着力及耐蚀性能。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例对本发明所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂及其使用方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
实施例1-8和对比例1-10
在本发明中，实施例1-8和对比例1-10的彩涂基板均采用热镀铝锌钢板。
实施例1-8和对比例1-8采用表1所述的彩涂基板用环保型水基表面处理剂对彩涂基板进行表面处理涂覆，步骤如下：
(1)选择彩涂基板：彩涂基板可以选自冷轧钢板、热镀锌钢板、热镀铝锌钢板、电镀锌钢板、锌铝镁钢板的任意一种。本实施例1-8和对比例1-8中的彩涂基板虽然均采用了热镀铝锌钢板，但是需要说明的是，其他基板也是可行的。
(2)表面处理剂的涂敷：本实施例1-8和对比例1-8均采用一次逆式辊涂的方式将所述彩涂基板用环保型水基表面处理剂涂敷至基板表面。在镀锌机组的后处理工序段，采用聚氨酯材质的涂敷辊，通过一次逆式辊涂的方法，连续涂敷至热镀铝锌带钢表面。本领域内的技术人员知晓，其他辊涂方式也是可行的。
(3)表面处理剂的固化干燥：采用感应+热风的固化方式，将基板表面加热至90-160℃的固化温度PMT，以使彩涂基板用环保型水基表面处理剂固化干燥，以在基板表面形成皮膜，最终皮膜重量和具体工艺参数如表2所示。
此外，在本发明中，对比例9中的彩涂基板(热镀铝锌基板)未经过任何表面处理。
另外，对比例10中的彩涂基板(热镀铝锌基板)只经过目前业内常规彩涂预处理过。其中，常规彩涂预处理指，采用Co和Ni为成膜元素的复合成膜剂对镀层基板表面进行喷淋处理后，再用铬酸盐钝化剂进行喷淋封闭而获得预处理层，预处理层中Co和Cr元素的含量为Co：3-7mg/m2；Cr：15-25mg/m2。
表1列出了实施例1-8和对比例1-8的彩涂基板用环保型水基表面处理剂中的各固体份的质量份数。
表1.
*注：基体树脂是分子量为5000-8000的基于芳香族异氰酸酯的阴离子型水性聚氨酯树脂，其酸值15-30KOH/g，羟值70-110KOH/g；交联剂采用甲醇醚化的脲醛树脂、环氧改性氨基树脂、碳化二亚胺、聚氮丙啶、水性异氰酸酯中的其中一种，最优地，采用碳化二亚胺；复配型抗电子束辐照剂是由C1与C2在45℃温度下，混合10min后复配得到，其中，C1为二元酸改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物、马来酸酐改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物、醚改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物、酯改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物、双羟基改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物、多元醇改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物中的任意一种，例如马来酸酐改性的水性环氧丙烯酸酯预聚物，C2为丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯中的任意一种，例如N-羟甲基丙烯酰胺；含有至少3个羟基的多元醇可以为2-羟基甲烷-2-甲基-1，3丙二醇、季戊四醇、丙三醇或者三羟甲基丙烷的任意一种；锆化合物为碳酸锆钾或碳酸锆铵锌中的其中一种，优选采用碳酸锆钾；水溶性金属盐类化合物为钒盐类化合物或钛盐类化合物的至少其中之一，例如偏钒酸铵、偏钒酸钠、草酸氧钒、氟钛酸铵的一种或几种。
表2列出了实施例1-8和对比例1-8的彩涂基板用环保型水基表面处理剂固化干燥处理具体工艺参数。
表2.
将经过上述实施例1-8和对比例1-8中的彩涂基板用环保型水基表面处理剂进行表面处理过的彩涂基板，以及对比例9中未经过任何表面处理的彩涂基板和对比例10的经过目前业内常规彩涂预处理过的彩涂基板，取样裁切成标准大小样板并进行如下测试，并将上述实施例1-8和对比例1-8的彩涂基板用环保型水基表面处理剂溶液进行储存稳定性测试，从而分别获得评价其各项性能的试验数据，具体测试项目和测试方法如下：
1)抗磨损性：
1.使用钢球法，采用Φ10mm不锈钢对表面进行反复摩擦、负荷100g、摩擦速度150mm/min、摩擦距离10mm、往复摩擦50次，评价标准：
◎：往复摩擦50次后，表面摩擦系数小于等于0.15
○：往复摩擦50次后，表面摩擦系数大于0.15，小于等于0.3
Δ：往复摩擦50次后，表面摩擦系数大于0.3，小于等于0.4
×：往复摩擦50次后，表面摩擦系数大于0.4
2.使用橡皮法，采用Φ10mm的橡皮平面对表面进行反复摩擦、负荷500g、摩擦速度300m/min，摩擦距离20mm、往复摩擦50次，评价标准：
◎：表面皮膜无变化
○：皮膜少量擦伤
Δ：皮膜多处擦伤
×：皮膜完全脱落
2)耐蚀性：
1.耐盐雾性能：平板中性盐雾试验，按ASTM B117进行，时间120h，评价标准：
◎：白锈面积率小于等于5％
○：白锈面积率大于5％，小于等于10％
Δ：白锈面积率大于10％，小于等于50％
×：白锈面积率大于50％
2.耐湿热性能：采用叠片湿热的方法，将两块试样层叠放置，并施加30N·m的力矩，放入温度为49℃，湿度为98％的湿热箱中，时间240h，评价标准：
◎：白锈面积率小于等于1％
○：白锈面积率大于1％，小于等于5％
Δ：白锈面积率大于5％，小于等于30％
×：白锈面积率大于30％
3)抗电子束辐照性：
对经过表面处理剂处理过的彩涂基板表面，再进行辐射固化型彩涂涂层的底漆和面漆的涂装和固化。其中底漆采用紫外光(UV)固化型涂料，膜厚5μm，固化条件UV dose＝500mJ/m2；面漆采用电子束(EB)固化型涂料，膜厚15μm，固化条件EB dose最大达100KGy、电压最大达200KV。对全涂装后的样板再进行如下T弯、百格、冲击、水煮等附着性能测试，以及平板盐雾、膜下扩蚀等耐蚀性能测试。其附着性和耐蚀性的测试结果可直接反应表面处理剂经干燥后形成皮膜的抗电子束辐照性能。
1.T弯：按GB/T 13448中7.弯曲试验标准进行，评价标准：
◎：≤3T
○：4T
Δ：5T
×：≥6T
2.百格：按GB/T 13448中13.划格试验标准进行，评价标准：
◎：划格试验评级为GB/T 13448表1中规定的0级
○：划格试验评级为GB/T 13448表1中规定的1-2级
Δ：划格试验评级为GB/T 13448表1中规定的3-4级
×：划格试验评级为GB/T 13448表1中规定的5级
3.冲击：按GB/T 13448中8.反向冲击试验标准进行，评价标准：
◎：致使涂层无开裂和脱落的最大冲击功≥9J
○：致使涂层无开裂和脱落的最大冲击功为7-8J
Δ：致使涂层无开裂和脱落的最大冲击功为6-7J
×：致使涂层无开裂和脱落的最大冲击功为≤6J
4.耐水煮：将样板浸入沸水中煮2h，取出后首先评价涂层外观起泡或脱落情况，再按GB/T 13448中13.划格试验标准进行百格测试，评价标准：
◎：涂层无起泡、无脱落，划格试验评级为GB/T 13448表1中规定的0级
○：涂层少量起泡、无脱落，划格试验评级为GB/T 13448表1中规定的1-2级
Δ：涂层大量起泡、无脱落，划格试验评级为GB/T 13448表1中规定的3-4级
×：涂层大量脱落，划格试验评级为GB/T 13448表1中规定的5级
5.平面盐雾：按ASTM B117进行，时间1000h，评价标准：
◎：气泡密度等级和气泡大小应不大于GB/T 1766中表21所规定的2级
○：气泡密度等级和气泡大小应不大于GB/T 1766中表21所规定的3级
Δ：气泡密度等级和气泡大小应不大于GB/T 1766中表21所规定的4级
×：气泡密度等级和气泡大小应不大于GB/T 1766中表21所规定的5级
6.膜下扩蚀性能：试验前再试样中立部位用小刀划一条与试样长边平行的单一直线，长度不小于50mm，划线应划透涂层，划线距边部不小于30mm，再按ASTM B117进行盐雾试验，时间1000h，评价标准：
◎：划线部位单边平均扩蚀宽度小于等于5mm
○：划线部位单边平均扩蚀宽度大于5mm，小于等于10mm
Δ：划线部位单边平均扩蚀宽度大于10mm，小于等于15mm
×：划线部位单边平均扩蚀宽度大于15mm
4)储存稳定性：
将处理液置40℃烘箱中，15天后观察溶液变化情况，评价方法：
◎：无变化
○：轻微变稠(可正常使用)
Δ：严重变稠
×：凝胶
表3列出了实施例1-8和对比例1-10中彩涂基板的取样经测试后的各项性能参数以及实施例1-8和对比例1-8中使用的处理剂储存稳定性参数。
表3.
从表3可以看出，采用实施例1-8中的经彩涂基板用环保型水基表面处理剂涂覆后彩涂基板的取样经过上述各项测试后，其评价结果均为“◎”和“Ο”，实施例1-8中的处理剂储存稳定性评价结果均为“◎”，说明了涂覆有该彩涂基板用环保型水基表面处理剂的彩涂基板都具备有优良或良好的耐腐蚀性、抗磨损性以及抗电子束辐照性等综合性能。
结合表1、表2和表3可以看出，相比于实施例1-8，对比例1中由于基体树脂添加过量，其含量多于交联剂可配合固化的基体树脂量，影响了皮膜的致密性，导致皮膜耐蚀性的降低。又由于复配型抗电子束辐照剂的添加不足，皮膜的抗电子束辐照性能降低，在经EB面漆固化过程中的电子束辐照后，处理皮膜交联度的修补不够，进而造成涂装后基板与涂层间附着力和耐蚀性的下降。另外，在对比例2中，由于基体树脂添加不足，导致处理皮膜耐磨损性降低。在对比例3中，交联剂的添加量明显不足，交联剂与基体树脂的交联作用不明显，皮膜的固化度不够，从而导致处理皮膜耐磨性和耐蚀性的降低。在对比例4中，C1与C2比例过低，经电子束辐照后处理皮膜脆性过大，变形后易脱落，故而导致涂装后的样板经变形后基板与涂层的附着性变差。对比例5中C1与C2比例过高，造成经电子束辐照后皮膜交联度的修补不够，在与涂层结合后的膜下扩蚀性能不足。对比例6中固化剂的添加过量，且未添加含有至少3个羟基的多元醇，导致处理剂溶液的储存稳定性变差。在对比例7中，锆化合物添加严重过量，导致所得的处理剂溶液储存稳定性急剧下降。在对比例8中，未添加水溶性金属盐类化合物，导致了皮膜耐蚀性能的降低。对比例9中，由于基板未进行任何表面处理，基板的耐蚀性明显不足，并且经辐射固化型涂料涂装后，基板与涂层间的附着力和耐蚀性也得不到保证。对比例10中，经过传统彩涂预处理过的基板，在经后续的EB面漆涂层固化过程中的电子束辐照后，高能电子会对基板上的传统预处理化学转化层形成严重破坏，从而造成涂装后基板与涂层间附着力和耐蚀性的丧失。
需要注意的是，以上所列举实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。
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