用于处理金属表面的含羧基聚合物制造技术

本发明专利技术涉及一种处理表面的组合物，所述组合物包含含（甲基）丙烯酸或其盐、含羧基单体和／或包含含磷酸和／或膦酸基团或其盐的单体和任选的其他共聚单体的共聚物作为组分Ａ。本发明专利技术还涉及一种包含组分Ａ并施用于金属表面上的钝化层，一种形成所述钝化层的方法以及本发明专利技术组合物用于钝化金属表面的用途。

【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处理表面的包含含羧基聚合物的组合物，一种金属表面上的包含含羧基聚合物的钝化层，一种形成该钝化层的方法，以及本专利技术组合物用于钝化金属表面的用途，还涉及一种金属表面上的包含所述钝化层和所施用的涂层体系的涂层体系，以及一种形成该涂层体系的方法。通常将金属材料，特别是钢和铁镀锌以保护它们免遭腐蚀性环境影响。锌能够防腐是由于它比其他金属材料碱性强，从而使腐蚀剂首先仅侵蚀其本身-也就是说，其作用为牺牲保护层。金属材料本身只要仍被连续的锌层覆盖，就能够保持完好，而且其机械性能比未镀锌部件的情况保持更长时间。腐蚀剂在这种锌层上的侵蚀又可以通过施用钝化层而被延缓。这对电解镀锌部件尤其有效，而且对随后被涂覆的部件和那些不再涂覆即使用的部件都有效。尤其是若随后将对铝表面进行涂覆，则通常也要为其提供钝化层。钝化层延缓了腐蚀剂在金属表面上的侵蚀，而且同时用于改进任何待施用涂膜的粘附。通常用术语“转化涂层”同义替换术语“钝化层”。迄今为止，锌或铝表面上的钝化层通常通过将待保护的工件浸渍在酸性CrO3水溶液中得到。浸渍和干燥之后，该工件被保护不受侵蚀。浸渍时，某些待保护的金属溶解，随后立即在金属表面形成氧化膜。因此该膜与在任何情况下存在于许多金属上的氧化膜相似，但是前者比后者更加有粘附力且附着更好。从钝化观点考虑，该Cr(VI)处理是最理想的。Cr(VI)处理可以使未涂覆镀锌面板产生白锈的时间从不到1小时延长至超过100小时。为了避免使用毒性极大而且致癌的Cr(VI)化合物，EP-A 0 907 762建议借助Cr(III)盐的酸性水溶液钝化。以厚度为300-400μm的所谓“厚层”施用的这些钝化层提供了优异的防腐作用。为了避免使用诸如Cr(VI)和Cr(III)的重金属，聚合物的使用正变得更加重要。DE-A 195 16 765涉及一种在锌或铝表面上通过用酸性溶液处理制备转化涂层的方法，所述酸性溶液包含有机成膜物、与形成鳌合物的羧酸的水溶性配合物形式的铝离子以及磷酸。所述有机成膜物包括含羧基聚合物，尤其是丙烯酸和/或甲基丙烯酸的均聚物和/或共聚物。然而，DE-A 195 16765并不包含关于可以使用共聚物的信息。其实施例仅仅涉及均聚物的使用。与此截然不同，通过将额外的羧基官能团引入每个单体单元的所述共聚物，尤其是当使用马来酸-丙烯酸共聚物时，能够实现改进的防腐性能。与额外的共聚单体的组合适于控制聚合物的机械和粘附性能。DE-A 197 54 108涉及一种用于处理镀锌(包括镀合金)的钢以及铝表面的含水防腐组合物。该防腐组合物包含钛(IV)和/或锆(IV)的六氟阴离子、钒离子、钴离子、磷酸以及优选有机成膜物，特别是基于聚丙烯酸酯的有机成膜物。基于丙烯酸和/或甲基丙烯酸与不基于(甲基)丙烯酸的单体的共聚物的准确组成在DE-A 197 54 108中并未提及。Müller等，Corrosion Science(腐蚀科学)42，577-584(2000)涉及作为锌颜料用缓蚀剂的两亲共聚物。所用共聚物包括苯乙烯-马来酸-丙烯酸酯共聚物。金属表面上的钝化层及其制备并未公开。本专利技术的目的是提供适合在金属表面上形成钝化层的处理金属表面用组合物。所得钝化层应对于随后被涂覆的工件和不再涂覆即使用的那些都适用。在随后涂覆具有钝化层的工件的情况下，应注意确保对随后涂膜有足够的粘附力。该目的通过提供一种用于处理金属表面的组合物实现，该组合物包含a)至少一种由以下组分合成的共聚物作为组分Aaa)50-99.9重量％的(甲基)丙烯酸或其盐作为组分Aaab1)0.1-50重量％的式(I)的含羧基单体 其中符号具有如下定义n为0-10，优选0-5，更优选0-3；R1，R2和R3相互独立地为氢，可支化或未支化的C1-C18烷基，C3-C6环烷基，支化或未支化的C2-C18链烯基，C3-C6环烯基，可被烷基取代基或其他芳基取代基取代的C6-C12芳基，所述基团R1，R2和/或R3可以任选被至少一个羧基取代，或者为羧基；优选R1，R2和R3为氢或未支化并任选被至少一个羧基取代的C1-C18烷基，或者为羧基；更优选基团之一，即R1或R2或R3为羧基且其他基团为氢或甲基；或者R1，R2和R3为氢或甲基；R4和R5相互独立地为氢，可支化或未支化的C1-18烷基，C3-C6环烷基，可支化或未支化的C2-C18链烯基，C3-C6环烯基，可被烷基取代基或其他芳基取代基取代的C6-C12芳基；优选R4和R5为氢或未支化的C1-C18烷基；非常优选氢或甲基；或式I化合物的盐、酸酐、酯，非常优选马来酸、富马酸、衣康酸、巴豆酸或其盐、酯、酸酐，不包括(甲基)丙烯酸或其盐，作为组分Ab1；和/或ab2)0.1-50重量％的包含含磷酸和/或膦酸基团或其盐并可与aa)和ac)所述的单体以及组分Ab1聚合的单体作为组分Ab2；ac)0-30重量％的可与aa)和ab)所述单体聚合的其他共聚单体作为组分Ac；b)水或能够溶解、分散、悬浮或乳化聚合物(组分A)的其他溶剂作为组分B；c)若合适的话，其他表面活性添加剂、分散剂、悬浮剂和/或乳化剂作为组分C。本专利技术组合物中所用的共聚物是完全亲水共聚物。包含本专利技术所用的亲水共聚物的钝化层呈现优异的防腐性能，而且非常适于随后的处理，例如涂覆操作。所用的金属表面通常是任何所需的金属表面。优选地，金属表面包含铝或铝合金或锌或锌合金，锌或锌合金表面通常通过对金属材料如铁或钢进行镀锌操作而得到。组分A组分A包含一种由以下组分合成的共聚物aa)50-99.9重量％，优选50-90重量％，更优选50-75重量％的(甲基)丙烯酸或其盐作为组分Aa，ab1)0.1-50重量％，优选2-50重量％，更优选5-40重量％的式I的含羧基单体 其中符号具有如下定义n为0-10，优选0-5，更优选0-3；R1，R2，R3相互独立地为氢，可支化或未支化的C1-C18烷基，C3-C6环烷基，可支化或未支化的C2-C18链烯基，C3-C6环烯基，可被烷基取代基或其他芳基取代基取代的C6-C12芳基，所述基团R1，R2和/或R3可以任选被至少一个羧基取代，或者为羧基；优选R1，R2和R3为氢或未支化的并任选被至少一个羧基取代的C1-C18烷基，或者为羧基；更优选基团之一，即R1或R2或R3为羧基且其他基团为氢或甲基；或者R1，R2和R3为氢或甲基；R4和R5相互独立地为氢，可支化或未支化的C1-C18烷基，C3-C6环烷基，可支化或未支化的C2-C18链烯基，C3-C6环烯基，可被烷基取代基或其他芳基取代基取代的C6-C12芳基；优选R4和R5为氢或未支化的C1-C18烷基；非常优选氢或甲基；或式I化合物的盐、酸酐、酯，非常优选马来酸、富马酸、衣康酸、巴豆酸或其盐、酯、酸酐，不包括(甲基)丙烯酸或其盐，作为组分Ab1；和/或ab2)0.1-50重量％，优选1-20重量％，非常优选2-10重量％的包含含磷酸和/或膦酸基团或其盐并可与aa)和ac)所述单体以及组分Ab1聚合的单体作为组分Ab2；ac)0-30重量％，优选0-20重量％，更优选0-10重量％的可与aa)和ab)所述单体聚合的其他共聚单体作为组分Ac；组分Aa组分Aa包含(甲基)丙烯酸或(甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理金属表面的组合物，包含：ａ）至少一种由以下组分合成的共聚物作为组分Ａ：ａａ）５０－９９．９重量％的（甲基）丙烯酸或其盐作为组分Ａａ，ａｂ１）０．１－５０重量％的式Ⅰ的含羧基单体＊＊＊（Ⅰ） 其中符号具有如下定义：ｎ为０－１０，Ｒ↑［１］，Ｒ↑［２］和Ｒ↑［３］相互独立地为氢，可支化或未支化的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１８］烷基，Ｃ↓［３］－Ｃ↓［６］环烷基，可支化或未支化的Ｃ↓［２］－Ｃ↓［１８］链烯基，Ｃ↓［３］ －Ｃ↓［６］环烯基，可被烷基取代基或其他芳基取代基取代的Ｃ↓［６］－Ｃ↓［１２］芳基，所述基团Ｒ↑［１］，Ｒ↑［２］和／或Ｒ↑［３］可以任选被至少一个羧基取代，或者为羧基；Ｒ↑［４］和Ｒ↑［５］相互独立地为氢，可支化或未支化的Ｃ↓［ １］－Ｃ↓［１８］烷基，Ｃ↓［３］－Ｃ↓［６］环烷基，可支化或未支化的Ｃ↓［２］－Ｃ↓［１８］链烯基，Ｃ↓［３］－Ｃ↓［６］环烯基，可被烷基取代基或其他芳基取代基取代的Ｃ↓［６］－Ｃ↓［１２］芳基；或式Ⅰ化合物的盐、酸酐、酯，不包括 （甲基）丙烯酸或其盐，作为组分Ａｂ１；和／或ａｂ２）０．１－５０重量％的包含含磷酸和／或膦酸基团或其盐并可与ａａ）和ａｃ）所述单体以及组分Ａｂ１聚合的单体作为组分Ａｂ２；ａｃ）０－３０重量％的可与ａａ）和ａｂ）所述单 体聚合的其他共聚单体作为组分Ａｃ；ｂ）水或能够溶解、分散、悬浮或乳化共聚物（组分Ａ）的其他溶剂作为组分Ｂ；ｃ）若合适的话，其他表面活性添加剂、分散剂、悬浮剂和／或乳化剂作为组分Ｃ。...

【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：F迪奇，H维特勒，M克吕格莱恩，F克利佩尔，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]