本发明专利技术涉及一种碱性含水涂料组合物用于涂覆镀锌的钢基体或镀锌合金的钢基体的用途，所述组合物包含一种或多种碱式硫酸盐以及一种或多种碱式碳酸盐，其中该组合物的pH在9‑12范围内。本发明专利技术还涉及一种通过使用所述组合物用于非反应性涂覆镀锌的钢基体或镀锌合金的钢基体的方法，并且进一步涉及所述方法在工业应用中作为镀锌的钢基体或镀锌合金的钢基体的预磷酸盐化的替代的应用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种包含碱性硫酸盐和碱性碳酸盐的含水涂料组合物用于涂覆镀锌的钢薄板(steelsheets)或镀锌合金的钢薄板的用途，也涉及使用此类组合物的方法。通常在工业中，尤其在汽车领域中，由于展现出优异的耐腐蚀性，镀锌的钢薄板或镀锌合金的钢薄板被广泛使用。通常，在工业制造过程中，对这些钢表面施用磷酸盐化和预磷酸盐化以进一步改善耐腐蚀性以及促进润滑性和油漆粘附性。特别优选的是用于热浸镀锌(HDG)钢，但是由于这类钢上的预磷酸盐化涂层既不可以被去除又不可焊，目前汽车工业正在取消标准预磷酸盐化的镀锌钢，并且对更创新的技术的需求盛行。作为预磷酸盐化的替代工艺，US2008/0308192公开了用包含硫酸盐尤其是硫酸锌的含水组合物进行镀锌钢的处理，以形成特定的羟基硫酸锌涂层，其给予镀锌钢临时的耐腐蚀性和润滑性能。本专利技术的目的在于建立一种锌的涂层，其提供优异的临时腐蚀保护和显著的润滑性能，同时随后的磷酸盐化步骤不会受到不利影响。本专利技术的另一目的为所述涂层能够在几个工艺步骤中完成，没有中间的漂洗步骤，并且成功地可应用于所有类型的镀锌的钢或镀锌合金的钢，包括热浸镀锌钢。本专利技术达到了这一目的并提供了一种用于涂覆锌表面的原位干燥方法以替代目前应用的预磷酸盐化循环。本专利技术的原位干燥方法提供了能够在随后的工艺步骤中直接被磷酸盐化的涂层。因此，本专利技术的涂层提供了降低的工艺复杂性，帮助减少了工艺成本，不含重金属，允许对于成型必要的润滑剂吸附，提供了良好的耐腐蚀性，不会对随后的磷酸盐化工艺产生负面影响，并且可应用于所有类型的锌合金，包括热浸镀锌钢，对表面腐蚀很小或无腐蚀。在第一方面，本专利技术因此涉及一种含水涂料组合物用于涂覆镀锌的钢基体和镀锌合金的钢基体的用途，其中所述组合物包含：(i)一种或多种碱式硫酸盐，和(ii)一种或多种碱式碳酸盐，其中所述组合物的pH在9到12范围内，优选在10.2到11.5范围。在另一方面，本专利技术还涉及一种用于涂覆镀锌的钢基体或镀锌合金的钢基体的方法，其中所述方法包括：(a)以含水涂料组合物的湿膜涂覆镀锌的钢基体或镀锌合金的钢基体，该含水涂料组合物具有在9到12范围内，优选在10.2到11.5范围内的pH，并且包含：(i)一种或多种碱式硫酸盐，(ii)一种或多种碱式碳酸盐，(b)在40-100℃范围的温度下干燥所述镀锌的钢基体或镀锌合金的钢基体上涂覆的湿膜。关于在涂覆步骤中在基体上应用本专利技术的涂料溶液，合适的应用技术包括，不限于，将钢薄板、钢板(steelpanels)或钢卷(steelcoils)浸入所述溶液中，向钢薄板、钢板或钢卷表面上喷涂所述溶液，以及利用橡胶滚子或化学涂覆技术将所述溶液机械应用到钢薄板、钢板或钢卷表面上。本专利技术中所述的涂料组合物为非反应性的涂料组合物。非反应性的涂料组合物在金属或金属合金基体上形成涂层，它们通过物理沉积而不是化学转化施加。因此，引起金属或金属合金基体较少腐蚀甚至无腐蚀，使得这种方法相比基于转化的涂层更加缓和。因此，在本专利技术的优选实施方案中，仅仅包含这种涂料组合物的用途，当纯锌板(＞99原子％Zn)在25℃被浸入未搅拌的涂料组合物时，其显示出就元素Zn而言低于每小时0.01g/m2的刻蚀速率。在用去离子水(κ＜1μScm-1)从锌板上漂洗掉粘附的湿膜并用18重量％的盐酸水溶液酸化所述涂料组合物之后，通过使用ICP-OES测量涂料组合物中锌的溶解量。本专利技术的溶液与钢薄板、钢板或钢卷表面的接触时间在不足一秒至几秒的范围内，这依赖于应用的方式，并且不会影响涂层的重量或其性能。用本专利技术的溶液在钢薄板、钢板或钢卷表面上形成的涂层的涂层重量依赖于所述溶液的干燥物质浓度和应用方式。用于汽车工业的典型的涂层重量为0.05-1.0g/m2，并优选在0.1g/m2至0.4g/m2范围内。本专利技术的上下文中所述的“涂层重量”等同于以下的质量差：根据本专利技术的方法涂覆的镀锌钢基体样品(在这个方法中在80℃、1atm下进行干燥900秒)，和该相同样品在50℃下暴露于去离子水(κ＜1μScm-1)中120秒，在20℃下用去离子水(κ＜1μScm-1)漂洗10秒，用氮气吹干之后随后在80℃、1atm下干燥900秒后。本专利技术的所述涂料组合物为含水、碱性体系，更特别地是用软化水作为溶剂，从固体原材料或预溶解的材料制备的溶液。这些含水涂料组合物包含碱性盐，并可进一步包含少量螯合剂和表面活性剂从而控制少量污染物和改善溶液的均匀性以获得最理想的涂覆条件，以及少量硅酸盐，所述硅酸盐支撑干燥的涂层对镀锌钢的粘附性。工艺温度可在10℃到50℃的范围内，但是优选在15℃到35℃的范围内。所述涂料组合物的pH在9到12的范围内，并优选在10.2到11.5的范围内。适中的工艺温度和适中范围的pH值两者使腐蚀最小化并阻止锌从基体溶解。根据本专利技术所述的“pH值”涉及在25℃的温度下，本专利技术的涂料组合物中水合氢离子活度的底数为10的负对数值。合适的盐为在碱性pH范围内水溶性的，并且包括，但是不限于，水溶性金属盐，优选碱金属盐和非金属盐例如铵盐。在各种实施方式中，所述含水涂料组合物的总干燥盐浓度在14-200g/l的范围内，优选在14-100g/l，并且更优选在25-70g/l范围内。本专利技术的上下文中的术语“水溶性(或水可溶的)”是指化合物在25℃下，在去离子水(κ＜1μScm-1)中具有至少50g/l的溶解度。本专利技术的上下文中的术语“总干燥盐浓度”是指以1mm的湿膜厚度用涂料组合物的湿膜加载1m2的基体表面，以及随后在80℃、1atm下干燥所述湿膜900秒后保持在基体上的盐的量。在所述含水涂料组合物中包含的一种或多种碱式硫酸盐可选自由金属硫酸盐和非金属硫酸盐组成的组，其中所述金属硫酸盐优选为碱金属硫酸盐，并且更优选为硫酸钠或硫酸钾，并且其中所述非金属硫酸盐优选为硫酸铵。在各种实施方式中，所述含水涂料组合物中的总碱式硫酸盐的浓度在7-100g/l的范围内，优选在7-55g/l并且更优选20-30g/l范围内。所述含水涂料组合物中的一种或多种碱式碳酸盐可选自由金属碳酸盐和非金属碳酸盐组成的组。所述金属碳酸盐优选为碱金属碳酸盐，更优选为碳酸钠，并且其中所述非金属碳酸盐优选为碳酸铵。在各种实施方式中，所述含水涂料组合物中的总碱式碳酸盐的浓度在0.5-40g/l的范围内，优选在1.7-23g/l，更优选3.0g/l到23g/l范围内。根据本专利技术的用途，可优选将少量硅酸盐加入到涂料组合物中。可以使用的硅酸盐没有特别限制，所用的优选的硅酸盐为硅酸钠。在本专利技术的优选的用途中，硅酸盐在涂料组合物中包含的量为使得就元素Si而言的元素含量为低于2.0mg/m2，优选低于1.0mg/m2，更优选低于0.8mg/m2，以阻止对镀锌钢基体的随后的磷酸盐化工艺的负面影响。在优选的实施方式中，所述涂料组合物中包含的硅酸盐的量为使得就元素Si而言的元素含量为至少0.1mg/m2。本专利技术的上下文中的术语“元素含量”是指根据本专利技术的用途应用的镀锌钢基体的顶部上各种元素的绝对量，并且可以通过任何技术人员已知的合适的方法，例如X-射线荧光分析(XRF)，确定。在一些优选的实施方式中，所述涂料组合物可进一步包含螯合剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含水涂料组合物用于涂覆镀锌的钢基体或镀锌合金的钢基体的用途，该组合物包含：(i)一种或多种碱式硫酸盐，和(ii)一种或多种碱式碳酸盐，其中该组合物的pH在9‑12范围内，优选在10.2‑11.5范围内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.27 DE 102014212464.61.一种含水涂料组合物用于涂覆镀锌的钢基体或镀锌合金的钢基体的用途，该组合物包含：(i)一种或多种碱式硫酸盐，和(ii)一种或多种碱式碳酸盐，其中该组合物的pH在9-12范围内，优选在10.2-11.5范围内。2.如权利要求1所述的含水涂料组合物的用途，其中该含水涂料组合物的总干燥盐浓度在14-200g/l范围内，优选在14-100g/l范围内，并且更优选在25-70g/l范围内。3.如权利要求1或2中任一项所述的含水涂料组合物的用途，其中包含在该含水涂料组合物中的一种或多种碱式硫酸盐选自由金属硫酸盐和非金属硫酸盐组成的组，其中所述金属硫酸盐优选为碱金属硫酸盐，并且更优选硫酸钠或硫酸钾，并且其中所述非金属硫酸盐优选为硫酸铵。4.如权利要求1-3中任一项所述的含水涂料组合物的用途，其中该含水涂料组合物的总碱式硫酸盐的浓度在7-100g/l范围内，优选在7-55g/l范围内，并且更优选在20-30g/l范围内。5.如权利要求1-4中任一项所述的含水涂料组合物的用途，其中该含水涂料组合物中的一种或多种碱式碳酸盐选自由金属碳酸盐和非金属碳酸盐组成的组，其中所述金属碳酸盐优选为碱金属碳酸盐，更优选碳酸钠，并且其中所述非金属碳酸盐优选为碳酸铵。6.如权利要求1-5中任一项所述的含水涂料组合物的用途，其中该含水涂料组合物的总碱式碳酸盐浓度在0.5-40g/l范围内，优选在1.7...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·焦尔达尼，M·里加蒙蒂，R·塞德尔，R·加利，L·D·马多尼尼，H·克洛斯特，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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