用包含带有酸基团的聚合物和蜡的组合物钝化金属表面的方法技术

本发明专利技术涉及一种钝化金属表面、尤其是带状金属的方法，其通过用包含至少一种含有酸基团的水溶性聚合物和至少一种蜡的酸性含水组合物处理所述表面。

【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通过用包含至少一种含有酸基团的水溶性聚合物和至 少一种蜡的酸性含水制剂处理金属表面而钝化该金属表面的方法。该方法 尤其适于连续钝化带状金属。现今，通过热轧和/或冷轧金属块(所谓的"板坯")生产并巻成巻材来储 存和运输的长金属带通常作为原料用于生产片状金属工件，如汽车部件、 车身部件、设备内村、外立面盖件、顶棚盖件或窗框。借助合适的技术如冲孔、钻孔、折叠、仿形转化和/或深拉将金属带分 割并成形为所需形状的制品。大型部件如汽车车身，如果合适的话，通过 将多个单独部件焊接而连接。这种金属材料的防腐处理通常以多步工艺进行，并且处理过的金属表 面有多层不同的层。防腐处理可以在生产过程的各个点进行。这可以为临 时防腐以及长效防腐。临时防腐例如仅用于金属带或其它金属工件的储存 和运输，并且在最终处理之前又将其除去。应用于其随后要再结合在一起以得到成形制品的金属带的防腐层除了 纯的防腐效果之外，还必须具有良好的机械性能。尤其是，防腐层必须具 有充分的毛艮性，使得它们在加工过程中不断裂，所述断裂使得在这些点 不再存在充分防腐。技术和经济上都特别重要的是具有镀锌表面的带材，尤其是电镀锌或 热镀锌的铁或钢的带材。锌的防腐基于的事实是，其惰性小于金属材料本 身并因此锌自身首先腐蚀。只要金属材料仍由锌连续覆盖，它本身就保持完整。另外重要的是铝或铝合金的金属带。在大气氧存在下，首先在Zn 或Zn合金或者Al或Al合金表面上形成薄薄的氧化物层，并且取决于外 部条件或多或少地延緩了对下层金属的腐蚀侵袭。为了增强所述氧化物层的保护效果，通常将铝和锌表面进行额外的钝化处理。在所述处理过程中， 一部分待保护的金属溶解，并且之后立即再 次掺入到金属表面上的氧化物膜中。该膜在所存在的任何情况下都像氧化 物膜，但是提供更大的保护。该膜经常称作为钝化层。它常常还改进施用 于金属的漆涂层的粘合。代替术语"钝化层"，术语"转化层"因此还经常同 义地使用，这有时还称作"预处理层"。在电镀之后立即施用于带钢的钝化层偶尔还称作"后处理层"。钝化层较薄，经常具有不超过3nm的厚度。 为了增强防腐，经常将额外的(漆)涂层施用于钝化层上。通常而言， 这些是各自用于不同目的的多个漆涂层的组合。它们例如用于保护钝化层 和金属使之免受腐蚀性气体和/或液体的损害，但是还使之免受机械损害， 如例如碎石袭击，当然还用于美学目的。漆涂层经常显著厚于钝化层。其 典型厚度为5-400 fim。迄今，在锌或铝表面上的钝化层通常通过用Cr03的酸性水溶液处理 待保护的工件而获得。所述钝化的机理较为复杂。尤其是，金属锌或铝从 表面上溶解掉，并且以无定型的锌-铬氧化物或铝-铬氧化物的形式再次沉 淀。然而，所迷层还可以包含来自处理溶液的外来离子和/或其它组分。在 用铬酸的处理中，尤其不可能避免的是 一定比例的Cr(VI)也掺入到钝化 层中。为了避免用Cr(VI)溶液的处理，已经建议了使用酸性Cr(III)水溶液的 处理。例如可以参见US 4,384,902或WO/40208。然而，市场上越来越多 的消费者需要完全无铬的钝化方法。为了避免使用Cr(VI)和Cr(III)，因此 使用聚合物变得越来越重要。DE-A 195 16 765公开了一种在锌或铝的金属表面上产生转化层的无 铬无氟方法。用于该钝化的酸性溶液包含水溶性聚合物、磷酸和铝螯合物 配合物。任选的是，还可以使用(曱基)丙烯酸的聚合物和(共)聚合物。DE-A 197 54 108公开了 一种无铬的水性緩蚀剂，其包含Ti(IV)和/或 Zr(IV)的六氟阴离子、钒离子、钴离子和磷酸。任选的是，此外还可以添 加各种成膜聚合物，这包括含有羧基的共聚物，如丙烯^/马来酸共聚物。WO 2004/74372公开了一种使用50-99.9重量％(甲基)丙烯酸与0.1-50 重量％酸性共聚单体(如例如烯属不饱和二羧酸)的共聚物和/或可聚合的磷酸和/或膦酸钝化金属表面的方法。蜡的使用被一般性地提及，但是不是根 据本专利技术的组合。WO 00/55391公开了将乙烯基膦酸均聚物或共聚物与Si02组合用于处 理金属表面。没有公开与蜡的组合。WO 02/31064公开了一种用防腐层涂敷金属带的方法。为此，使用包 含酸数为5-200的水溶性或水分散性聚合物、呈颗粒形式的无机化合物和 至少一种润滑剂和/或至少一种緩蚀剂的水分散体。该润滑剂可以是蜡。使 用酸数为仅仅5-200的弱酸性聚合物并不在本专利技术范围内。本专利技术的目的是提供一种钝化金属表面的改进方法。该方法意图尤其 在于促进钝化的金属例如在加工过程中的进一步处理。优选的是，这是一 种可用于处理带状金属和将由该带状金属生产的成形制品的无铬方法。因此，发现了一种通过用包含至少一种含有酸性基团的水溶性聚合物 X的酸性含水制剂处理金属表面而钝化该金属表面的方法，其中 聚合物X具有至少0.6 mol睃基团/100 g聚合物， 制剂的pH不超过5， 聚合物的量为1-40重量％,基于制剂的所有组分的量， 制剂还包含至少一种细碎的蜡，并且 蜡的量为0.001-100重量％，基于所有聚合物X的总量。 在本专利技术的优选实施方案中，蜡的量为0.5-20重量％，基于所有聚合物X的总量。在本专利技术的进一步优选实施方案中，聚合物X是共聚物Xl,该共聚 物XI含有羧基并且由下列单体单元构成基于每种情况下作为聚合单元 引入到共聚物中的所有单体的量(A) 40-卯重量％的(曱基)丙烯酸，(B) 50-60重量％的至少 一种不同于(A)且具有 一个或多个酸性基团的其它 烯属不饱和单体，和(C) 任选地，0-30重量。/。的至少一种不同于(A)和(B)的其它烯属不饱和单 体。令人惊奇地发现，所述组合导致显著改进的防腐。关于本专利技术，可具体陈述如下可借助于本专利技术方法钝化的金属表面尤其是非贵金属的表面。这些可 以例如是铁、钢、锌、锌合金、铝、铝合金、镁或镁合金的表面。钢可以 是低合金钢和高合金钢。本专利技术方法特别适于钝化包含锌、锌合金、铝或铝合金的金属表面。 这些可以是完全由所述金属或合金组成的物体或工件的表面。然而，它们 还可以是涂敷有锌、锌合金、铝或铝合金的物体的表面，其中该物体可以 由其它材料组成，例如由其它金属、合金、聚合物或复合材料组成。尤其 是，它们可以是镀锌的铁或钢的表面。术语"镀锌"当然还包括用锌合金的 涂敷。Zn或Al合金对本领域熟练技术人员是已知的。本领域熟练技术人员 根据所需用途选择合金组分的种类和含量。锌合金的典型组分尤其包含 Al、 Mg、 Pb、 Si、 Mg、 Sn、 Cu或Cd。其中Al和Zn的存在量大致相等 的Al/Zn合金也是可以的。涂层可以为基本均相的涂层或具有浓度梯度的 涂层。其可能的实例为通过气相沉积而额外施用Mg的镀锌钢。结果，在 表面上可形成Zn/Mg合金。铝合金的典型组分尤其包含Mg、 Mn、 Si、 Zn、 Cr、 Zr、 Cu或Ti。本专利技术方法的优选实施方案涉及带状金属的表面，优选包含铝或铝合 金或者铁或钢的金属带的表面，尤其是电镀锌或热镀锌的钢带的表面。此外，表面还优选为可通过工艺程序如切削、加工和/或连接而由所述 带状金属得到的成形体的表面。实例包括汽车车身或其部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过用包含至少一种含有酸性基团的水溶性聚合物Ｘ的酸性含水制剂处理金属表面而钝化该金属表面的方法，其中.聚合物具有至少０．６ｍｏｌ酸基团／１００ｇ聚合物，.制剂的ｐＨ不超过５，.聚合物的量为１－４０重量％，基于制剂的所有组分的量，.制剂还包含至少一种蜡，并且.蜡的量为０．００１－１００重量％，基于所有聚合物Ｘ的总量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H维特勒，W伯特考，T海登费尔德尔，A格特里齐，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]