涂覆基材的金属表面的方法和根据所述方法涂覆的物件技术

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件的用途。根据本发明专利技术，所述目的通过涂覆基材的金属表面的方法而实现，该方法包括下面的步骤或由下面的步骤组成：I) 提供具有清洁过的金属表面的基材，II) 用分散体和/或悬浮体形式的含水组合物接触和涂覆金属表面，III) 任选地冲洗所述有机涂层，和IV) 干燥和/或烘烤所述有机涂层或V) 任选地干燥所述有机涂层，并在干燥和/或烘烤之前用类似的或另外的涂料组合物涂覆，其特征在于：步骤II中的涂覆用分散体和/或悬浮体形式的含水组合物进行，所述含水组合物含有配合氟化物，其中将至少一种阴离子聚电解质加入到非离子或阴离子/非离子稳定化的成膜聚合物分散体和/或成膜无机颗粒悬浮体中，并且形成基于包含由金属表面溶解出来的阳离子的离子凝胶的涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂覆基材的金属表面的方法和根据所述方法涂覆的物件本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件的用途。存在很多方法，以通过浸渍法特别是在金属表面上产生均匀的涂层。在这些方法中，优选使用下面描述的技术特别是用于产生防腐蚀涂层，所述防腐蚀涂层主要由有机基质和/或有机和/或无机添加组分组成。传统的方法是基于利用所用配制剂的流变性能，以实现装配的工件的完全涂覆。虽然在浸渍操作之后，关键位置处的涂覆材料累积可以通过所涉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。此外，在干燥和/或交联操作过程中可能在具有较高涂料含量的位置处产生缺陷如鼓泡和凹坑(kocher)，其对整个涂层的品质具有负面影响。电泳法通过使用电流在浸渍过程中沉积均匀的涂层来避免这一问题。通过这些方法能够在金属工件上产生均匀的涂层。沉积的涂层在湿润状态下对金属基底展现出极其良好的粘附性。可以在随后的冲洗步骤中处理所述工件而不使所述涂层剥落。这导致在工件上的上述难以接近的位置免除过量的漆料溶液，并因此在干燥操作过程中不会产生缺陷。此技术具有的缺点在于，除了电能量和所需要的浸渍盆之外，还导致提高的成本，由于在宏观边缘上形成不均匀的电场也出现所谓的边缘变薄(Kantenflucht)，且该边缘被不均匀且可能不完全地涂覆。在工件的构造中，由于在这些位置出现与法拉第笼现象相当的效应，还必须避免空腔。由于用于此沉积需要的电场强度降低，在工件的这样的区域中通过此方法不能施加或仅能施加大大减少的涂层(包覆问题)，这对涂层品质具有负面影响。另外，这一技术在电泳浸渍涂覆(ETL)如阴极电泳浸渍涂覆(KTL)中具有下面的缺点：建造相应的浸渍浴以及所有电气和机械设备，从温度管理、供电和电绝缘、循环设备和加料设备到电解涂覆法中形成的阳极电解液-酸的清除，和用于漆料再循环的超滤以及控制设备是非常复杂昂贵的。此外由于高电流强度和能量以及均衡(Vergleichmäßigung)基于浴容积的电气参数和在精确设定所有工艺参数时以及在维护和清洁设备时，所以工艺管理要求非常高的技术开支。已知的自泳法是基于由在使用的基材表面上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来，且由于在所得界面上的金属离子浓度而使乳液凝结。虽然这些方法不具有电解法在法拉第笼效应方面的上述限制，在此方法中形成的涂层必须在第一活化步骤之后在复杂的多级浸渍工艺中固定。此外，酸洗侵蚀导致所述活性区不可避免地被金属离子污染，这些金属离子必须从该区中除去。另外，此方法是基于一种化学沉积方法，它不是自调节的且不能如例如在电解法中通过关闭电流那样根据需要而中断。因此在金属基材的较长停留时间的情况下，在活性区中无法避免形成过大的层厚度。长期以来所追寻的愿望是，在浸渍工艺中有效且廉价地形成均匀的涂层，以由此制备尽可能封闭且基本上平面的具有较大厚度的涂层。因此，目的是提出一种方法，用该方法可以通过液体体系和如果需要的话甚至耐冲洗地在金属表面上以简单的方式均匀且整面覆盖地沉积漆料配制剂。另一目的是对此提出尽可能简单的方法。此目的通过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.用分散体和/或悬浮体形式的含水组合物接触和涂覆金属表面，III.任选地冲洗所述有机涂层，和IV.干燥和/或烘烤所述有机涂层，或V.任选地干燥所述有机涂层，并在干燥和/或烘烤之前用类似的或另外的涂料组合物涂覆，其中在步骤II中用分散体和/或悬浮体形式的含水组合物进行涂覆，所述含水组合物含有基于阳离子计1.1•10-6mol/l至0.30mol/l的量的选自下组的配合氟化物：元素钛、锆、铪、硅、铝和/或硼的六-或四氟化物，其中将基于所得混合物的总质量计0.01-5.0重量%的量的至少一种聚电解质加入到非离子或阴离子-非离子稳定化的成膜聚合物分散体中和/或具有2-40重量%固含量和10-1000nm平均粒度且在0.5-7.0的pH值范围中稳定的成膜无机颗粒悬浮体中，其中所述含水组合物具有0.5-7.0的pH值并且形成基于离子凝胶的涂层，该离子凝胶结合由金属表面溶解出来的阳离子，其中这些阳离子来自于预处理阶段和/或来自于步骤II中的接触。在本专利技术的意义上，“电空间稳定化的分散体”也同义地用于术语“阴离子-非离子稳定化的分散体”。根据本专利技术的配合氟化物的加入在镀锌钢板上产生具有20μm-100μm干层厚度的基本上均匀的涂层，并在冷轧钢板上或铝上产生>1μm的干层厚度。与基于离子涂层的现有技术已知的涂覆方法相比，对于非离子分散体令人惊讶地发现高达大10倍的防腐蚀性。所述配合氟化物优选以基于阳离子计1.1•10-5mol/l至0.15mol/l，优选1.1•10-4mol/l至0.05mol/l的量使用，其中所述含水组合物具有1.0-6.0，尤其优选1.5-5.0的pH值。根据本专利技术的涂层展现出单层结构，其中形成和/或可能存在或多或少均匀的涂层或颗粒稍微更多地积聚在靠近金属表面处的涂层。所述具有金属表面的待涂覆的基材根据本专利技术理解为：金属、经金属涂覆的表面或用底漆预处理过且金属阳离子仍可以从其中溶解出来的金属表面。在本申请的意义上，术语“（一种或多种）待涂覆的表面”特别包括金属物件或/和金属颗粒的表面，其可以任选地用例如基于锌或锌合金的金属涂层和/或用例如基于铬酸盐、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个涂层预涂覆。所述金属材料基本上可以包括所有类型的金属材料，特别是由铝、铁、铜、钛、锌、镁、锡和/或含有铝、铁、钙、铜、镁、镍、铬、钼、钛、锌和/或锡的合金制成的那些，其中它们也可以相邻使用和/或相继使用。所述材料表面也可以任选地例如用锌或含铝和/或锌的合金预涂覆和/或是经其预涂覆的。作为待涂覆的物件，基本上可以使用由金属材料构成的或带有至少一个金属涂层的所有类型的物件，特别是经金属涂覆的聚合材料或纤维增强的聚合材料。特别优选的物件特别是带材(卷材)、板材、部件例如小部件、装配的组件、复杂成型的组件、型材、棒材和/或线材。在本申请的意义上，术语“无电流涂覆”意思是与用制备后续涂层的已知电解法相反，在用含有溶液和/或分散体(=悬浮体和/乳液)的组合物涂覆时从外部施加小于100V的电压。本专利技术优选涉及一种方法，其中至少一种聚电解质选自下组：a)多糖，其基于：糖原、直链淀粉、支链淀粉、愈创葡聚糖、琼脂、藻胶、藻酸盐、果胶、角叉菜胶、纤维素、甲壳质、壳聚糖、凝胶多糖、葡聚糖、果聚糖、胶原、吉兰糖胶、阿拉伯胶、淀粉、黄原胶、黄蓍胶、刺梧桐胶、刺云实胶和葡甘露聚糖；b)天然来源的，其基于：聚氨基酸、胶原、多肽、木质素和/或c)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、多聚羧酸、多聚磷酸或聚苯乙烯。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和/或由其制备的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起阳离子作用的盐的那些，所述盐选自三聚氰胺盐、亚硝酸盐、氧鎓盐、铵盐、具有季氮阳离子的盐、铵衍生物的盐和Al、B、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，其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.用分散体和/或悬浮体形式的含水组合物接触和涂覆金属表面，III.任选地冲洗所述有机涂层，和IV.干燥和/或烘烤所述有机涂层，或V. 任选地干燥所述有机涂层并在干燥和/或烘烤之前用类似的或另外的涂料组合物涂覆，其特征在于：在步骤II中，用分散体和/或悬浮体形式的含水组合物进行涂覆，所述含水组合物含有基于阳离子计1.1•10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.14 DE 102014209083.01.涂覆基材的金属表面的方法，其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.用分散体和/或悬浮体形式的含水组合物接触和涂覆金属表面，III.任选地冲洗所述有机涂层，和IV.干燥和/或烘烤所述有机涂层，或V.任选地干燥所述有机涂层并在干燥和/或烘烤之前用类似的或另外的涂料组合物涂覆，其特征在于：在步骤II中，用分散体和/或悬浮体形式的含水组合物进行涂覆，所述含水组合物含有基于阳离子计1.1•10-6mol/l至0.30mol/l的量的选自下组的配合氟化物：元素钛、锆、铪、硅、铝和/或硼的六氟化物或四氟化物，其中将基于所得混合物的总质量计0.01-5.0重量%的量的至少一种非离子或阴离子-非离子聚电解质加入到非离子或阴离子-非离子稳定化的成膜聚合物分散体中和/或具有2-40重量%固含量和10-1000nm平均粒度且在0.5-7.0的pH值范围中稳定的成膜无机颗粒悬浮体中，其中所述含水组合物具有0.5-7.0的pH值并且形成基于离子凝胶的涂层，所述凝胶结合由金属表面溶解出来的阳离子，并且这些阳离子来自于预处理阶段和/或来自于步骤II中的接触。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：以基于阳离子计1.1•10-5mol/l至0.15mol/l，优选1.1•10-4mol/l至0.05mol/l的量含有配合氟化物，其中所述含水组合物具有1.0-6.0，尤其优选1.5-5.0的pH值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：至少一种阴离子聚电解质选自下组：a)多糖，其基于：糖原、直链淀粉、支链淀粉、愈创葡聚糖、琼脂、藻胶、藻酸盐、果胶、角叉菜胶、纤维素、甲壳质、壳聚糖、凝胶多糖、葡聚糖、果聚糖、胶原、吉兰糖胶、阿拉伯胶、淀粉、黄原胶、黄蓍胶、刺梧桐胶、刺云实胶和葡甘露聚糖；b)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)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、多聚羧酸、多聚磷酸或聚苯乙烯。4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于：所述阴离子聚电解质含有至少一种基于果胶或吉兰糖胶的多糖或由其组成。5.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于：所述含水组合物和/或由其制备的有机涂层含有至少两种不同非离子或阴离子-非离子聚电解质的混合物。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述含水组合物和/或由其制备的有机涂层含有两种果胶的混合物。7.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其特征在于：所述含水组合物和/或由其制备的有机涂层含有至少一种阴离子多糖，其选自具有基于醇基团和羧基的总数计5-75%的羧基官能的酯化度的那些。8.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其特征在于：所述含水组合物和/或由其制备的有机涂层含有至少一种多糖和/或至少一种另外的聚电解质，其选自具有500-1000000g/mol-1的分子量的那些。9.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其特征在于：所述含水组合物和/或由其制备的有机涂层含有至少一种多糖和/或至少一种另外的聚电解质，其选自具有1-50%的羧基官能的酰胺化度、最高80%的羧基官能的环氧化度的那些。10.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其特征在于：所述聚电解质用选自以下物质的化学基团的助粘性粘附基团改性或是经其改性的：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、迈克尔反应产物、碳二亚胺、卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：W布雷姆泽，M德罗尔，O泽瓦尔德，E尼森瓦尔肯廷，L沙赫齐克，M特劳特，M施万布，D瓦泽法伦，V佐特克，A弗伦克尔，R艾林霍夫，S格罗尔德，
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