耐指纹涂层技术的分类及发展现状

    耐指纹技术的发展按照涂层的化学性质，经历了两个阶段:无机系列涂层和有机系列涂层，其中有机系列涂层又可分为传统型有机系列涂层和环保型有机系列涂层。

    所谓环保型有机系列涂层，即要求涂料的施工阶段为低能耗，低排放(或者是零排放)的环境友好形式，同时性能要求满足使用的需要，因此最新的环保型有机系列涂层实际上是建立于水性低温固化低排放环境友好基板要求的新型涂层。

    1、无机系列膜

    日本神户钢铁公司最早使用“K处理”的方法对电镀锌钢板进行耐指纹处理并实现了商品化。“K处理”是指采用电解涂覆方式，以镀锌板作阴极，在其表面形成铬酸盐膜。通过调整电解池中六价铬的质量浓度和三价铬离子的质量浓度，控制溶液pH值和温度，以形成具有优异的抗蚀性和耐指纹性的复合涂层。处理液中一般同时添加二氧化硅，形成无机盐膜系列。这样的处理可使钢板上的指纹印迹不明显。这种无机系列钢板曾一度被许多家电生产厂家用于录像机、音箱底座、电磁灶的底板及电脑外壳等。

    无机系列耐指纹膜在比较温和的条件下，具有短期的防锈性，但是在长期或者恶劣的条件下耐蚀性不佳，而且其导电性较差。

    2、传统有机系列膜

    随着产品的多元化，无机系列耐指纹膜已经无法满足用户对板材的要求。因此人们继续研究，开发了在镀锌钢板铬酸盐膜上形成薄膜型有机复合膜的涂层板。传统的有机耐指纹膜处理工艺主要分为两类:两步法和一步法。

    两步法是指在镀锌板经钝化处理后，采用辊涂的方式在钝化膜上涂覆有机耐指纹处理液(耐指纹膜)。传统型有机耐指纹处理液一般由基础树脂和胶态二氧化硅等组成。基础树脂主要包括，聚乙烯类、丙烯酸类、环氧类、聚氨脂类等，树脂中的轻基会与胶态二氧化硅表面的硅经基发生交联反应，形成网状结构的大分子聚合物，覆盖于钝化膜表面。胶态二氧化硅同时还与钝化膜表面通过氢键、轻基缩合以及配位作用进行交联。日本多家钢铁公司都相继开发出自己的技术，川崎钢铁公司的“RiverZincF”工艺、神户钢铁公司的KZ处理、新日铁的UC系列产品以及NKK的UZ产品等等都是以此为目标开发的。

    一步法是指在钝化液中加入液态二氧化硅或有机树脂，在钝化的过程中，直接在表面形成耐蚀和耐指纹的复合涂层，其涂覆方式主要采用电解喷淋挤干法涂覆和三辊式辊涂。其与两步法相比虽然工艺较简单，但是其产品的耐蚀性与耐指纹性都较差。传统的有机系列耐指纹膜虽然各方面性能都能满足用户的要求，但是其处理方法中需要用到六价铬，依据前文提到的背景，这种方法已经被淘汰，人们需要开发出更加环保、无毒的耐指纹膜。

    3、环保型有机系列膜

    近年来出于环保考虑，钢板生产已停止使用含铬的钝化剂。开发集耐指纹性、导电性、自润性、涂装性等多种性能于一体的环保型有机系列膜成为了当前主流的研究方向。

    日本在此方面占有领先地位。在此方面申请了大量的专利，72278410号公报中提出了含有特定结构的酚醛树脂系聚合物和酸性化合物的金属表面处理剂及处理方法。

   在特公平8273775号公报中提出了含有两种互不相同且可以互相反应的硅烷偶联剂组成的金属表面处理剂及处理方法。在特公平92241576号公报中提出了含有特定结构的硅烷偶联剂和特定结构的酚醛树脂系聚合物的表面处理剂及处理方法。在特公平1021789号公报中提出了含有至少具有一个氮原子的环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酷树脂等有机高分子和特定的多价阴离子的金属表面处理剂及处理方法。在特公平10260233号公报中提出了一种含有特定结构的双酚A环氧系树脂的处理剂和一种含有特定比例酚醛系树脂的处理剂。日本专利EP1426466AI公开了一种金属表面处理剂，其特征是将阳离子型或非离子型的聚氨酷树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚醋树脂及聚酞胺树脂及特定结构的树脂和Zr、Ti、V、MO、W、Mn及Ce的化合物与水配合而构成。该发明不含铬，可以赋予金属材料优良的耐蚀性、耐碱性及耐指纹性。

    日本神户钢铁公司于1998年首次实现了无铬有机耐指纹镀锌钢板的工业化生产，产品代号为ZinkobenaGreencoatGX一KZ。NKK公司开发的无铬有机涂层不仅具有良好的耐指纹性、导电性与涂装性，其耐蚀性能与传统含铬有机涂层相比也毫不逊色。

    国内外耐指纹处理发展现状

    我国家电生产规模庞大，家电用钢的年需求量高达300万吨。面对如此巨大的市场，国产家电用钢板却缺乏市场竞争力。据统计，国产家电用钢板的市场占有率仅有50%左右，_目_高档家电产品和专用产品的钢板绝大多数依赖进口，这对我国工业发展极为不利。国内一些大型企业也意识到此问题，并纷纷投入到开发高品质的耐指纹处理工艺的研究中。

    上世纪90年代，上海宝钢最早开始研发耐指纹钢板，在1992年试制出了第一代镀锌耐指纹钢板，首次改变了国内电子行业长期依赖进口的局面。经过不懈地努力，与技术的不断成熟，他们所开发的产品已经在录音机机芯生产、电脑机箱和VCD及电控柜等生产行业占有一席之地。最近宝钢也响应国际绿色环保潮流，开始了无铬耐指纹处理技术的研究，并取得了初步成果。

    此外，鞍钢、武钢、马钢、攀钢等大型钢铁企业，以及江阴长发、华达长润耐指纹板厂等相继投入耐指纹板材的研究开发或从国外引进核心设备和材料，取得了一定的成果。

    耐指纹处理技术的研究迄今为止己经开展了二十多年，发展十分迅速。环保耐指纹处理技术作为当前以及将来很长一段时间研究的热点和难点，还存在许多问题需要解决，目前这类技术的耐蚀性不强，且伤痕部分、加工部分无法自修复，在性能上与传统的六价铬钝化方法还有一定差距。所以，该课题仍需要科研力量的投入。