涂覆基材的金属表面的方法和根据所述方法涂覆的物体技术

本发明专利技术涉及涂覆表面的方法、相应的涂层和根据该方法涂覆的物体的用途。根据本发明专利技术，通过用于涂覆基材的金属表面的方法解决了所述问题，所述方法包括如下步骤或由如下步骤组成：I.提供具有清洁过的金属表面的基材，II.使金属表面与分散体形式或/和悬浮体形式的含水组合物接触和进行涂覆，IX.任选地冲洗所述有机涂层和X.干燥或/和烘焙所述有机涂层或XI.任选地干燥所述有机涂层并在干燥或/和烘焙之前用类似的或另外的涂料组合物进行涂覆，其特征在于：在步骤II中，用分散体或/和悬浮体形式的含水组合物进行涂覆，其中将至少一种阴离子聚电解质以基于所得混合物的总质量计0.01-5.0重量%的量加入到成膜聚合物分散体和/或成膜无机颗粒悬浮体中，其中所述分散体或悬浮体的固体含量为2-40重量%和平均粒度为10-1000nm，其中所述含水组合物具有4-11范围的pH值和形成基于潜离子化凝胶的涂层，该凝胶结合由金属表面溶解出的阳离子并且所述阳离子源自预处理阶段或/和源自步骤II中的接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及表面涂覆方法、相应的涂层和通过该方法涂覆的物体的用途。存在许多种特别是通过浸涂法用于在金属表面上产生均匀的涂层的方法。本文优选使用下面的技术用于产生抗腐蚀涂层，所述抗腐蚀涂层特别是主要由有机基质或/和有机或/和无机添加剂组分组成。传统的方法是基于利用所用配制剂的流变性质，以取得接合的工件的完全涂覆。虽然在浸涂方法之后，临界位置中涂覆材料的累积可以通过相关工件的连续旋转而减少，但是用此方法不可能实现完全均匀的涂层。另外，在干燥或/和湿润操作过程中其中存在较大量涂覆材料的位置可能发生缺陷如鼓泡和点蚀（Kocher），它们对整个涂层的质量具有负面影响。电泳法使用电力通过浸渍沉积均匀的涂层而避免了这些问题。使用此方法可以在金属工件上产生均匀的涂层。所述沉积的涂层在润湿状态下对金属基材具有极其良好的粘附性，这使得工件可以在下游的冲洗步骤中进行处理而不会导致任何涂层分离。因此，上述在工件上难以进入的位置可以不含任何剩余的涂覆溶液并因此在干燥工艺过程中不会形成缺陷。该技术具有以下缺点：除了导致成本进一步增加的所需量的电力和需要合适的浸渍槽之外，还发生所谓的边缘流动，因为电场在宏观边缘上不均匀地构成，边缘被不规则地和可能甚至不完全地涂覆。另外，在工件的构造中必须避免腔洞，因为在这些位置会发生与法拉第笼现象相当的效应。因为沉积要求的电场强度减小，所以由于此方法(卷绕问题)而在该区域施加到工件上的涂层可能大大减少或不存在，这对涂层的质量产生负面影响。另外，这一技术在电浸涂覆(ETL)如阴极浸涂(KTL)中具有下面的缺点：建造相应的浸渍浴连同所有电气设备和机械设备，从温度调节、动力供应和电绝缘、循环设备和添加设备到电解涂覆法中形成的阳极电解液酸的处置，包括用于涂料再循环的超滤以及控制设备，都非常昂贵。此外因为高电流强度和能量以及在基于浴容积均化电气参数、精确调整所有工艺参数以及维护和清洁装置方面，所以工艺操作需要非常高的技术复杂性。已知的自动电泳法是基于由所用的基材表面的酸洗侵蚀构成的无电流概念，其中金属离子由所述表面溶解出，且由于金属离子的浓度所以乳液凝结在所得界面上。虽然这些方法对于电解质法在法拉第笼效应方面没有上面提到的限制，但是在此方法中形成的涂层在第一活化步骤之后在复杂的多级浸涂工艺中必须是固定的。另外，酸洗侵蚀导致所述活性区域不可避免地被必须从该区域除去的金属离子污染。此外，此方法是基于一种化学沉积方法，它不是自调节性的且不能根据需要进行中断，例如在电解质方法中通过关闭电流中断。因此不可避免地在所述活性区域中在金属基材较长的停留时间时将产生过厚的层厚度。长期追求的一个目的是在浸渍法中有效且便宜地产生均匀的涂层以便产生基本上平整的且尽可能封闭的较厚涂层。因此本专利技术的目的是提出一种方法，通过该方法使用液体体系使漆配制剂可以容易且均匀地、具有良好覆盖度地沉积在金属表面上，如果需要的话，所述漆配制剂也是耐冲洗的。因此，所述目的也提出了用于完成这一目的的尽可能简单的方法。此目的通过用于涂覆基材的金属表面的方法得以实现，所述方法包括如下步骤或由如下步骤组成：I. 提供具有清洁过的金属表面的基材，II. 使金属表面与分散体形式或/和悬浮体形式的含水组合物接触和进行涂覆，III. 任选地冲洗所述有机涂层和IV. 干燥或/和烘焙所述有机涂层或V. 任选地干燥所述有机涂层并在干燥或/和烘焙之前用类似的或另外的涂料组合物进行涂覆，其中在步骤II中，用分散体或/和悬浮体形式的含水组合物进行涂覆，其中将至少一种阴离子聚电解质以基于所得混合物的总质量计0.01-5.0重量%的量加入到成膜聚合物分散体和/或成膜无机颗粒悬浮体中，其中所述分散体或悬浮体的固体含量为2-40重量%和平均粒度为10-1000nm，其中所述含水组合物具有4-11范围的pH值和形成基于潜离子化（ionogen）凝胶的涂层，该凝胶结合由金属表面溶解出的阳离子，其中这些阳离子源自预处理阶段或/和源自步骤II中的接触。根据本专利技术的所述涂层具有单层结构，其中形成或可以存在几乎均匀的涂层或其中在金属表面附近富集更多颗粒的涂层。根据本专利技术，具有金属表面的待涂覆基材是指金属、具有金属涂层的表面或已经用底漆预处理但是金属阳离子依然可以从其溶解出的金属表面。特别地，在本专利申请的意义上，术语“待涂覆的表面”也包括金属物体或/和金属颗粒的表面，其可以任选地预涂覆，例如用金属涂层如基于锌或锌合金的涂料，或/和用如基于铬酸盐、Cr3+、Ti化合物、Zr化合物、硅烷/硅烷醇/硅氧烷/聚硅氧烷或/和有机聚合物的预处理或处理组合物的至少一种涂料。基本上，所述金属材料可以包括所有类型的金属材料，特别是由如下制备的那些：铝、铁、铜、钛、锌、锡或/和含有铝、铁、钢、铜、镁、镍、钛、锌或/和锡的合金，其中它们也可以相邻地使用或/和接连地使用。这些材料表面也可以任选地例如用锌或用含铝或/和锌的合金预涂覆。待涂覆的物体主要可以包括由金属材料制成的或者带有至少一个金属涂层的所有类型的物体。特别优选的物体特别包括条带(卷材)、片材和板材、零件例如小零件、接合组件、复杂形状的组件、型材、棒材或/和金属丝。在本专利申请的意义中术语“无电流涂覆”意思是与用于产生随后的涂层的已知电解质方法相反，当用含有所述溶液或/和分散体的组合物(=悬浮体或/和乳液)进行涂覆的时候由外部施加小于100V的电压。本专利技术优选涉及一种方法，其中所述阴离子聚电解质含有如下或由如下组成：a)至少一种多糖，其基于：糖原、直链淀粉、支链淀粉、胼胝质、琼脂、藻胶（Alginen）、藻酸盐、果胶、角叉菜胶、纤维素、壳质、壳聚糖、凝胶多糖、葡聚糖、果聚糖、胶原、结兰胶、阿拉伯树胶、淀粉、黄原胶、黄蓍胶、Karayanen、Tarakernmehlen和葡甘露聚糖；b)至少一种天然来源的阴离子聚电解质，其基于：聚氨基酸、胶原、多肽、木质素和/或c)至少一种合成的阴离子聚电解质，其基于：聚氨基酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物、丙烯酰胺共聚物、木质素、聚乙烯基磺酸、多元羧酸、多磷酸或聚苯乙烯。根据本专利技术的方法优选是这样的一种方法，其中所述含水组合物或/和由其制备的所述有机涂层含有至少一种类型的阳离子，所述阳离子选自基于具有阳离子作用的盐的那些：所述盐选自三聚氰胺盐、亚硝基盐、氧鎓盐、铵盐、具有季氮阳离子的盐、铵衍生物的盐和Al、B、Ba、Ca、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、K、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Nb、Ni、Pb、Sn、Ta、Ti、V、W、Zn或/和Zr的金属盐。在本专利申请的意义中，术语“共聚物”描述了由两种或更多种不同类型的单体单元构成的聚合物。这里共聚物可以分为五类，如借助由两种不同的共存单体A和B构成的二元共聚物进行说明：1. 无规共聚物，其中两种单体在链中的分布是无规的(AABABBBABAABBBABBABAB…)；2. 梯度共聚物，所述共聚物原则上类似于无规共聚物，但是在链的形成中含有可变本文档来自技高网...

【技术保护点】
涂覆基材的金属表面的方法，包括以下步骤或由以下步骤组成：I. 提供具有清洁过的金属表面的基材，II. 使金属表面与分散体形式或/和悬浮体形式的含水组合物接触和进行涂覆，VI. 任选地冲洗所述有机涂层，和VII. 干燥或/和烘焙所述有机涂层，或VIII. 任选地干燥所述有机涂层并在干燥或/和烘焙之前用类似的或另外的涂料组合物进行涂覆，其特征在于：在步骤II中用分散体或/和悬浮体形式的含水组合物进行涂覆，其中将至少一种阴离子聚电解质以基于所得混合物的总质量计0.01‑5.0重量%的量加入到成膜聚合物分散体和/或成膜无机颗粒悬浮体中，其中所述分散体或悬浮体的固体含量为2‑40重量%和平均粒度为10‑1000nm，其中所述含水组合物具有4‑11范围的pH值和形成基于潜离子化凝胶的涂层，该凝胶结合由金属表面溶解出的阳离子和这些阳离子源自预处理阶段或/和源自步骤II中的接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.07 DE 102012201804.2;2012.11.26 DE 10201221.涂覆基材的金属表面的方法，包括以下步骤或由以下步骤组成：
I. 提供具有清洁过的金属表面的基材，
II. 使金属表面与分散体形式或/和悬浮体形式的含水组合物接触和进行涂覆，
VI. 任选地冲洗所述有机涂层，和
VII. 干燥或/和烘焙所述有机涂层，或
VIII. 任选地干燥所述有机涂层并在干燥或/和烘焙之前用类似的或另外的涂料组合物进行涂覆，
其特征在于：在步骤II中用分散体或/和悬浮体形式的含水组合物进行涂覆，其中将至少一种阴离子聚电解质以基于所得混合物的总质量计0.01-5.0重量%的量加入到成膜聚合物分散体和/或成膜无机颗粒悬浮体中，其中所述分散体或悬浮体的固体含量为2-40重量%和平均粒度为10-1000nm，其中所述含水组合物具有4-11范围的pH值和形成基于潜离子化凝胶的涂层，该凝胶结合由金属表面溶解出的阳离子和这些阳离子源自预处理阶段或/和源自步骤II中的接触。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述阴离子聚电解质含有如下或由如下组成：a)至少一种多糖，其基于：糖原、直链淀粉、支链淀粉、胼胝质、琼脂、藻胶、藻酸盐、果胶、角叉菜胶、纤维素、壳质、壳聚糖、凝胶多糖、葡聚糖、果聚糖、胶原、结兰胶、阿拉伯树胶、淀粉、黄原胶、黄蓍胶、Karayanen、Tarakernmehlen和葡甘露聚糖；b)至少一种天然来源的阴离子聚电解质，其基于：聚氨基酸、胶原、多肽、木质素和/或c)至少一种合成的阴离子聚电解质，其基于：聚氨基酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物、丙烯酰胺共聚物、木质素、聚乙烯基磺酸、多元羧酸、多磷酸或聚苯乙烯。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：所述阴离子聚电解质含有或由至少一种基于果胶或结兰胶的多糖组成。
4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：所述含水组合物或/和由其制备的所述有机涂层含有至少两种不同的阴离子聚电解质的混合物。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于：所述含水组合物或/和由其制备的所述有机涂层含有两种果胶的混合物。
6.根据前述权利要求一项或多项的方法，其特征在于：所述含水组合物或/和由其制备的所述有机涂层含有至少一种阴离子多糖，该阴离子多糖选自基于醇基团和羧基的总数计具有5-75%的羧基官能酯化度的那些。
7.根据前述权利要求一项或多项的方法，其特征在于：所述含水组合物或/和由其制备的所述有机涂层含有至少一种阴离子多糖或/和至少一种阴离子聚电解质，该阴离子多糖或/和阴离子聚电解质选自具有500-1,000,000 g/mol-1的分子量的那些。
8.根据前述权利要求一项或多项的方法，其特征在于：所述含水组合物或/和由其制备的所述有机涂层含有至少一种阴离子多糖或/和至少一种阴离子聚电解质，该阴离子多糖或/和阴离子聚电解质选自具有1-50%的羧基官能酰胺化度、最高达80%的羧基官能环氧化度的那些。
9.根据前述权利要求一项或多项的方法，其特征在于：所述阴离子聚电解质用赋予粘附性的粘附基团改性或已经改性，该粘附基团选自下组的化学基团：多官能环氧化物、异氰酸酯、伯胺、仲胺、叔胺、季胺、酰胺、酰亚胺、咪唑、甲酰胺、Michael反应产物、碳二亚胺、碳烯、环碳烯、环碳酸酯、多官能羧酸、氨基酸、核酸、甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸衍生物、聚乙烯醇、多酚、具有至...

【专利技术属性】
技术研发人员：D瓦泽法伦，M施瓦姆布，A弗伦克尔，V佐特克，W布雷姆泽，M德罗尔，O泽瓦尔德，R艾林霍夫，S格罗尔德，E尼森，L沙赫特西克，M特劳特，
申请(专利权)人：凯密特尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE