含磷酸锌的表面调整剂、磷酸盐化学转化处理钢板、涂装钢板及磷酸锌分散液制造技术

含磷酸锌的表面调整剂，它用于作为对金属材料进行磷酸盐化学转化成膜处理的预处理的表面调整，其特征在于，含有磷酸锌５００～２００００ｐｐｍ，上述磷酸锌的平均粒径在３μｍ以下，Ｄ↓［９０］在４μｍ以下，ｐＨ为３～１１。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种表面调整剂，它用于对金属材料进行的磷酸锌化学转化处理的预处理。
技术介绍
汽车车体、家电产品等一般都是在将钢板、镀锌钢板等金属材料加工成金属成型物后，再经过涂装、组装最终形成产品。这种金属成型物的涂装要经过脱脂、表面调整、化学转化处理、电镀等各道工序。进行表面调整处理的目的是为了在作为下一工序的磷酸盐化学转化处理中，在金属的整个表面均匀地、快速地、高密度地由磷酸盐结晶成膜。通常是将金属材料浸渍在表面调整槽中，在金属表面形成磷酸盐的晶核。这种表面调整工序一般在金属表面形成磷酸钛的胶体，利用该胶体在化学转化处理时在金属表面形成良好的化学转化膜。这种用于表面调整的表面调整剂有在特开平9-249978号公报中揭示的高耐久性表面调整剂，它是一种钛离子1～50ppm、磷酸根离子50～1000ppm、三聚磷酸根离子50～400ppm、20～1500ppm、(三聚磷酸根离子的重量)/(钛离子的重量)的值为10～100，pH为5～10.0的水溶液。但是，这些作为表面调整剂的各种磷酸钛胶体存在缺点，即随时间的经过易产生溶解及凝集，而且其形状为粉体不便使用。还有，在特开2000-96256号公报揭示了含有2价或3价金属的磷酸盐粒子和作为促进成分的单糖类及多糖类的表面调整处理溶液。但是，本专利技术者的研究表明，这种表面调整处理溶液也存在缺点，即稳定性差，对铝合金或结构复杂构件的深槽部或铸造钢板这类难以进行化学转化处理的钢板的处理性不够理想。本专利技术的目的是针对上述现状，提供一种液状的、稳定性优良且对深槽部或铸造钢板这类难以进行化学转化的钢板也具有优良的处理性的表面调整剂。
技术实现思路
本专利技术者就上述课题进行了深入的研究，结果发现采用使磷酸锌以特定的状态分散而得到的物质作为表面调整剂，可以获得表面形态优良的化学转化钢板，从而完成了本专利技术，即本专利技术包括(1)含磷酸锌的表面调整剂，它用于作为对金属材料进行磷酸盐化学转化成膜处理的预处理的表面调整，该表面调整剂的特征是，含有磷酸锌500～20000ppm，上述磷酸锌的平均粒径在3μm以下，D90在4μm以下，pH为3～11。(2)磷酸盐化学转化处理钢板的制造方法，该方法的特征是，将金属材料浸渍在上述(1)所述的含磷酸锌的表面调整剂中，然后进行磷酸盐化学转化处理。(3)涂装钢板的制造方法，该方法的特征是，将金属材料浸渍在上述(1)所述的含磷酸锌的表面调整剂中，接着进行磷酸盐化学转化处理，然后进行涂装。(4)用于制备表面调整剂的磷酸锌分散液，它用于制备含磷酸锌的表面调整剂，该表面调整剂用于作为对金属材料进行磷酸盐化学转化成膜处理的预处理的表面调整，该磷酸锌分散液的特征是，含有磷酸锌0.5～50重量％，上述磷酸锌的平均粒径在3μm以下，D90在4μm以下，pH为3～11。具体实施例方式以下详细说明本专利技术。本专利技术的含磷酸锌的表面调整剂，使磷酸锌胶体附着在铁、锌系、铝系等金属表面，以便在接着进行的磷酸锌化学转化工序中，迅速生成以上述胶体为晶核的磷酸锌化学转化膜，并形成形态良好的磷酸锌化学转化膜层。(磷酸锌)本专利技术的表面调整剂含有磷酸锌。这里的磷酸锌以Zn3(PO4)2表示，一般为无色结晶性固体，而市场上销售的则是白色粉末状的。要得到磷酸锌，可以摩尔比3∶2掺合加热硫酸锌和磷酸氢二钠的稀释液，生成作为结晶性沉淀物的磷酸锌的四水合物。还可使稀磷酸水溶液和氧化锌或者碳酸锌反应，得到磷酸锌四水合物。四水合物的结晶为斜方晶系，有3种变化的形态。对其加热，100℃下得到二水合物、190℃下得到一水合物、250℃下得到无水合物。本专利技术中的磷酸锌可以采用四水合物、二水合物、一水合物、无水合物中的任意一种。一般直接采用易得到的四水合物。还有，磷酸锌可以使用进行过各种表面处理的物质。例如，可以是用硅烷偶合剂及松脂、硅化合物、硅醇盐及铝醇盐等金属醇盐进行过表面处理的物质。在锌化合物和磷酸反应时，添加二氧化硅和多磷酸可以得到微粒状的磷酸锌(特公昭49-2005号公报等)，用机械方法将磷酸锌和各种金属化合物湿法掺合而完成机械化学反应，可以使磷酸锌中的部分锌被镁、钙、铝等金属取代(特开平4-310、511号公报等)，例如，通过上述方法掺入了二氧化硅、钙、铝等磷、氧、锌以外的成分的物质或作为硅酸改性的磷酸锌的市售品。这种情况下，磷酸锌的含量以ZnO换算应在25质量％以上，以P2O5换算应在15质量％以上。对磷酸锌的形状没有特别的限定，市售品一般为白色粉末状，粉末的形状可以是微粒形、板形、鳞片形等任意形状。对粒径也没有特别的限定，通常是平均粒径为数μm的粉末。特别理想的是经碱性处理而缓冲作用有所增强的产品等市售的防锈颜料适宜采用。如下文所述，本专利技术由于可以调制出磷酸锌微细分散的稳定的分散液，因此可以得到稳定的表面处理效果，而不会受到粉末的原始粒径及形状的影响。(分散液的制备)要使用以上说明的磷酸锌，最好应预先备分散液，使其微细分散。对使磷酸锌分散在水性介质中形成水性分散液的调制方法没有特别的限定，较好的方法是将磷酸锌掺合在水或有机溶剂等分散介质中，在分散剂的存在下进行湿法粉碎来调制。(分散介质)作为使磷酸盐分散的分散介质，除了水占80重量％以上的水性介质之外，作为水以外的介质还可以使用各种有机溶剂，但有机溶剂的含量要控制在较低的范围内，较好是在水性介质的10重量％以下，更好是在5重量％以下。本专利技术也可以调制出完全不含水以外的分散介质的分散液。对水溶性有机溶剂没有特别的规定，例如，甲醇、异丙醇、乙二醇、乙二醇一丙醚等醇类溶剂，己烷、庚烷、二甲苯、甲苯、环己烷、石脑油等烃类溶剂，甲基异丙酮、丁酮、异佛尔酮、苯乙酮等酮类溶剂，二甲基乙酰胺、甲基吡咯烷酮等酰胺类溶剂，乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸辛酯、乙酸乙二醇一甲醚酯、乙酸二甘醇一甲醚酯等酯类溶剂。这些有机溶剂既可以单独使用，也可以2种以上组合使用。制备磷酸锌的水性分散液时，在工序上比较适合的做法是在调制分散液时，将磷酸锌掺合在水性介质中进行湿法粉碎，还可以在水性介质以外的分散介质中进行湿法粉碎后，再进行溶剂置换来调制溶液。(分散剂)制备分散液时，可以使用分散剂。对分散剂没有特别的限定，例如可以使用高分子分散剂、表面活性剂或偶合剂等。较好的高分子分散剂有天然高分子，其具体例子包括动物胶、明胶、酪蛋白或白蛋白等蛋白质类，阿拉伯胶或龙须胶等天然橡胶类，皂角苷等葡糖苷类，藻酸及藻酸丙二醇酯、藻酸三乙醇胺或藻酸铵等藻酸衍生物，甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或乙基羟基纤维素等纤维素衍生物。这些高分子分散剂既可以单独使用，也可以2种以上组合使用。其中，较好的是甲基纤维素，更好的是羧甲基纤维素、羟乙基纤维素。其他较好的高分子分散剂有合成高分子，其具体例子包括聚胺系树脂、聚羧酸系树脂、聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、聚乙烯醇类、聚乙烯吡咯烷酮类、聚丙烯酸系树脂、丙烯酸-丙烯腈共聚物、丙烯酸钾-丙烯腈共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物或丙烯酸-丙烯酸酯共聚物等丙烯酸系树脂，苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸或苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸酯共聚物等苯乙烯-丙烯酸系树脂，苯乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宫本智志，中泽淑子，藤本大介，
申请(专利权)人：日本油漆株式会社，御国色素株式会社，
类型：发明
国别省市：