本发明专利技术涉及水系金属表面处理剂、处理方法以及处理金属材料，该水系金属表面处理剂由有机硅化合物，以及选自尿烷树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酯树脂以及聚烯烃树脂的至少一种有机高分子配合而成，其中有机硅化合物在１分子内含有２个以上的式－ＳｉＲ↑［１］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］（式中Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］及Ｒ↑［３］相互独立，表示烷基、烷氧基或羟基，至少１个表示烷氧基）表示的官能团（ａ），和１个以上的选自羟基（与官能团（ａ）中含有的羟基不同）、氨基、羧基、磷酸基、膦酸基、磺基、聚氧乙烯链以及酰胺基中的亲水性官能团（ｂ），且每个官能团（ｂ）的分子量为１００～１００００。该处理剂能够形成不仅具有优异的耐腐蚀性、密合性，而且同时具有耐酸性和耐碱性的被膜。
【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用于在以金属为原材的板卷、成形品的表面形成新型被膜的金属材料表面处理剂、金属表面处理方法以及金属材料，该新型被膜不仅具有优异的耐腐蚀性、密合性，而且具有耐酸性和耐碱性。更具体而言，本专利技术涉及一种在以镀锌类钢板、钢板、铝类金属材料作为原材的汽车车身、汽车部件、建材、家电部件等成形加工品、铸造品、板卷等上形成新型被膜的表面处理剂、表面处理方法以及经表面处理的金属材料，该新型被膜不仅具有优异的耐腐蚀性、密合性，而且具有耐酸性和耐碱性。
技术介绍
作为使用有机树脂被膜的技术，在日本特开2001-353750号公报中，公开了耐腐蚀性、耐溶剂性、耐碱性、涂饰密合性、被膜密合性、水浴稳定性优异的、对于涂覆锌类包覆钢或未包覆钢等钢材非常适用的单液型的钢材用水性涂料，其特征在于，所配合的各个成分如下水性分散树脂以固体成分浓度计为5～30质量％、二氧化硅粒子0.1～20质量％以及有机钛酸盐化合物0.01～20质量％。 另外，在日本特开2003-105562号公报中，公开了使用了表面处理剂，并且耐腐蚀性优异，以及耐指纹性、耐黑变性和涂饰密合性均优异的非铬类表面处理钢板及其制造方法，上述表面处理剂含有特定的树脂化合物(A)、具有从伯～叔氨基及季铵基中选择的至少1种阳离子型官能团的阳离子型尿烷树脂(B)、具有特定反应性官能团的1种以上的硅烷偶合剂(C)和特定的氧化物(E)，而且阳离子型尿烷树脂(B)和硅烷偶合剂(C)的含量在规定范围内。
技术实现思路
但是，这些技术存在如果是阴离子型的话耐碱性弱，如果是阳离子型的话耐酸性弱的缺点，目前其可使用的用途受到了限制。 即使按照这样任何一种方法，目前仍未得到能够作为代替铬酸盐被膜使用的表面处理剂，强烈要求开发可以综合满足这些的表面处理剂及处理方法。 本专利技术的目的在于，解决现有技术具有的上述问题点，提供一种可以在金属材料表面上形成新型被膜的金属材料用表面处理剂、使用其的表面处理方法以及经表面处理的金属材料，上述新型被膜不仅具有优异的耐腐蚀性、密合性，而且具有耐酸性和耐碱性。 本专利技术人为了解决这些问题，经重复专心研究，结果发现通过使用含有在1分子内以特定比例具有特定官能团(a)和官能团(b)的有机硅化合物和树脂的极其稳定的水性试剂处理金属表面，可以形成不仅具有优异的耐腐蚀性、密合性，而且具有耐酸性和耐碱性的被膜，从而完成了本专利技术。 换言之，本专利技术涉及一种水系金属表面处理剂(方式1)，其由有机硅化合物(P)和选自尿烷树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酯树脂以及聚烯烃树脂的至少一种有机高分子(Q)配合而成，其中有机硅化合物(P)在1分子内含有2个以上的式-SiR1R2R3(式中R1、R2及R3相互独立，表示烷基、烷氧基或羟基，至少1个表示烷氧基)表示的官能团(a)，和1个以上的选自羟基(与官能团(a)中含有的羟基不同)、氨基、羧基、磷酸基、膦酸基、磺基、聚氧乙烯链以及酰胺基中的至少1种亲水性官能团(b)，且每个官能团(b)的分子量为100～10000。 例如，通过下述有机化合物(A)和下述有机化合物(B)反应，生成上述有机硅化合物通常来说是可能的，上述有机硅化合物与后者的产物不一定一致，相互间可以产生差异，都能够在本专利技术中有效利用。 本专利技术还涉及水系金属表面处理剂(方式2)，其由具有官能团(I)的有机化合物(A)、有机化合物(B)和选自尿烷树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酯树脂以及聚烯烃树脂的至少一种有机高分子(Q)配合而成，所述有机化合物(B)具有可以与官能团(I)反应的官能团(II)，而且具有选自官能团(I)和/或官能团(II)中包含的羟基之外的其他羟基(在下述官能团(a)中能包含的羟基之外的其他羟基)、伯～叔氨基、季铵基、磷酸基、膦酸基、磺基、伯酰胺基、仲酰胺基以及聚氧乙烯链中的至少1种亲水性官能团(III)，在该水系金属表面处理剂中，有机化合物(A)和有机化合物(B)中的至少1个为具有式-SiR1R2R3(式中R1、R2及R3同前所示)表示的官能团(a)的有机硅烷化合物。 本专利技术还涉及金属材料的表面处理方法、以及采用该表面处理方法进行表面处理后的金属材料，其特征在于，将上述水系金属表面处理剂涂布于金属材料表面，使其干燥，形成以SiO2而言10～3000mg/m2的被膜。 将本专利技术中的水系金属表面处理剂涂布于金属材料表面，使其干燥得到的表面处理金属材料，不仅具有优异的耐腐蚀性、密合性，而且具有耐酸性和耐碱性。 具体实施例方式 在作为本专利技术中水系金属表面处理剂(方式1)的必要成分有机硅化合物(P)中，官能团(a)的个数必须为2个以上。当官能团(a)的个数为1个时，对于金属材料表面的密合力下降。在对官能团(a)的R1、R2及R3定义中的烷基和烷氧基的碳原子数，没有特别限制，但优选1～6，更优选1～4，最优选1或者2。作为官能团(b)的丰度比例而言，每个官能团(b)的分子量必须为100～10000，优选200～5000。如果每个官能团(b)的分子量小于100，则形成的被膜的耐水性显著降低。另一方面，如果每个官能团(b)的分子量大于10000，则上述有机硅化合物稳定地溶解或分散就变得很困难。 本专利技术中的有机硅化合物(P)的制造方法没有特别限定，可以列举为(1)通过2个以上的具有含活性氢官能团的化合物，与氯代硅烷之间的反应获得的方法；(2)通过含乙烯基的硅烷偶合剂，与可能发生共聚的乙烯化合物之间的反应获得的方法；(3)通过具有特定反应性官能团的硅烷偶合剂，与具有至少1个相互之间可以反应的反应性官能团的硅烷偶合剂之间的反应获得的方法；(4)通过具有特定反应性官能团的硅烷偶合剂的有机官能团，和具有可以反应的官能团的化合物之间的反应获得的方法；(5)在多官能硅烷偶合剂上修饰亲水基的方法等。 另外，可以使用结构中含有官能团(b)的化合物，也可以使含有官能团(b)的其他化合物进一步反应合成。作为含有官能团(b)的化合物，可以列举羟胺、多元醇、氨基硫醇、氨基磺酸、羟基膦酸、氨基酸等。 本专利技术中的水系金属表面处理剂(方式2)如前所述，是具有官能团(I)的有机化合物(A)、有机化合物(B)和选自尿烷树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酯树脂以及聚烯烃树脂的至少一种有机高分子(Q)配合而成的水系金属表面处理剂，上述有机化合物(B)具有可以与官能团(I)反应的官能团(II)，而且具有选自官能团(I)和/或官能团(II)中能够包含的羟基之外的其他羟基(下述官能团(a)中能够包含的羟基之外的其他羟基)、伯～叔氨基、季铵基、磷酸基、膦酸基、磺基、伯酰胺基、仲酰胺基以及聚氧乙烯链中的至少1种亲水性官能团(III)，该水系金属表面处理剂中，有机化合物(A)和有机化合物(B)中的至少1个为具有式-SiR1R2R3(式中R1、R2及R3同前所示)表示的官能团(a)的有机硅烷化合物。 当有机化合物(B)不含亲水性官能团(III)时，或当水系金属表面处理剂(方式2)为只含具有官能团(I)和官能团(a)的有机化合物(A)，不含有机化合物(B)时，这样的有机化合物(B)和有机化合物(A)，在水系中不稳定或者不溶解，因此不优选。 当官能团(I)和官能团(II)为亲水性官能团，这些本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水系金属表面处理剂，其由有机硅化合物（Ｐ）以及选自尿烷树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酯树脂以及聚烯烃树脂的至少一种有机高分子配合而成，其中，所述有机硅化合物在１分子内含有２个以上的式－ＳｉＲ↑［１］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］表示的官能团（ａ），和１个以上的选自与官能团（ａ）中含有的羟基不同的羟基、氨基、羧基、磷酸基、膦酸基、磺基、聚氧乙烯链以及酰胺基中的至少１种亲水性官能团（ｂ），且每个官能团（ｂ）的分子量为１００～１００００，其中，式－ＳｉＲ↑［１］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］中的Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］及Ｒ↑［３］相互独立，表示烷基、烷氧基或羟基，且至少一个表示烷氧基。
【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：山口英宏，野村信治，铃木龙也，
申请(专利权)人：日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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