用于有效磷化金属表面的替换组合物和替换方法技术

本发明专利技术涉及一种用于有效磷化金属表面的替换酸性含水组合物，所述组合物除了锌离子、锰离子、磷酸根离子和优选镍离子外还包含至少一种式R1R2R3C

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于有效磷化金属表面的替换组合物和替换方法
[0001]本专利技术涉及一种有效磷化金属表面的替换组合物、一种生产该组合物的方法、一种磷化金属表面的替换方法以及相应生产的磷酸盐涂层的用途。
[0002]金属表面上的磷酸盐涂层由现有技术已知。该类涂层用于金属表面的腐蚀控制，而且还用作后续涂膜的粘合促进剂或用作成型助剂。
[0003]这些涂层也被称为转化涂层，因为由金属表面浸出的阳离子包括在涂层结构中。
[0004]该类磷酸盐涂层尤其用于汽车工业和一般工业领域。后续涂膜以及粉末涂层和湿漆尤其为经阴极沉积的电涂层(CEC)材料。
[0005]然而，磷酸盐涂层还用作用于冷成型的随后施加的润滑层下的成型助剂或用作涂覆前短储存时间的保护。
[0006]酸性磷化浴液中的质子导致金属阳离子由金属表面氧化性酸洗出。同时将质子还原为氢气，导致朝向金属表面形成pH梯度。表面pH值的升高是磷化层在其中沉积的关键。
[0007]磷化浴液通常使用所谓的促进剂，其以液体添加剂形式加入浴液中。这些促进剂通过将金属表面处形成的氢气由平衡氧化移除且因此促进pH梯度的形成而辅助磷酸盐层的沉积。
[0008]一种特别有效的该促进剂是硝基胍。但该化合物确实具有一些缺点：
[0009]1)由于原料在小于20重量％的水含量下的储存存在问题，因此其被归类为爆炸性的。
[0010]2)由于低水溶性，生产含硝基胍的含水添加剂是复杂的。必须首先使用稳定剂制备悬浮液。
[0011]3)最后，添加剂的保质期是有限的且必须加入生物杀伤剂。
[0012]因此，本专利技术的一个目的是提供一种替换组合物和替换方法，通过其可以有效地磷化金属表面，更特别是不仅由锌制成的那些，而且还有铝和任选地铁表面，特别是同时避免上述硝基胍作为促进剂的缺点且实现与使用硝基胍磷化的那些相当的膜粘合性和腐蚀控制结果。
[0013]该目的通过本专利技术的用于磷化金属表面的酸性含水组合物实现，该组合物除了锌离子、锰离子、磷酸根离子和优选地镍离子外，还包含至少一种下式(I)的促进剂：
[0014]R1R2R3C
‑
NO2ꢀꢀꢀꢀ
(I)
[0015]其中碳原子上的取代基R1、R2和R3各自彼此独立地选自由如下组成的组：羟甲基、1
‑
羟乙基、2
‑
羟乙基、1
‑
羟丙基、2
‑
羟丙基、3
‑
羟丙基、1
‑
羟基
‑1‑
甲基乙基和2
‑
羟基
‑1‑
甲基乙基。
[0016]所述目的进一步通过本专利技术的用于磷化金属表面的方法实现，其中将金属表面，任选地在清洁和/或活化之后用本专利技术组合物处理且此后任选地冲洗和/或干燥。
[0017]定义：
[0018]本专利技术方法可用于处理未涂覆的金属表面或已涂覆有转化涂层(例如经历初步磷化)的金属表面。因此，总是认为下文提及的“金属表面”还包括已涂覆有转化涂层的金属表面。
[0019]对本专利技术而言，“含水组合物”为至少部分包含，优选主要(例如以大于50重量％的程度)包含水作为其溶剂/分散介质的组合物。除了溶解的组分之外，其还可包含分散的，即乳化和/或悬浮的组分。同样适用于“含水添加剂”。
[0020]现提及的“磷化浴液组合物”是指用于磷化金属表面的酸性含水组合物。
[0021]对本专利技术而言，“磷酸根离子”还是指磷酸氢根、磷酸二氢根和磷酸。此外，意欲包括焦磷酸和多磷酸及其所有部分和完全脱质子化形式。
[0022]根据本专利技术，“铝”应理解为包括其合金。同时，根据本专利技术，“锌”还包括锌合金，例如锌
‑
镁合金以及镀锌钢和合金
‑
镀锌钢，而“铁”的表述还包括铁合金，特别是钢。镀锌钢或合金
‑
镀锌钢又可以包括热浸镀锌或电解镀锌钢。上述金属的合金具有小于50重量％的外来原子含量。
[0023]本专利技术的组合物/方法特别适用于多金属应用。因此，经处理的金属表面尤其为除了由锌制成的区域外，还包括由铝制成的区域和任选地由铁制成的区域的表面。
[0024]在本专利技术的方法中，有利的是在用本专利技术的组合物处理之前，首先在含水清洁组合物中清洁金属表面，特别是使金属表面脱脂。为此，尤其可使用酸性、中性、碱性或强碱性的清洁组合物，但也可任选额外使用酸性或中性酸洗组合物。
[0025]此处，已发现碱性或强碱性清洁组合物是特别有利的。
[0026]除了至少一种表面活性剂外，含水清洁组合物还可任选地包含清净剂助剂，例如水溶性硅酸盐，和/或其他添加剂，例如配位剂、磷酸盐和/或硼酸盐。还可使用活化清净剂。
[0027]在清洁/酸洗之后，然后将金属表面有利地至少用水冲洗，在该情况下，水可任选地与水溶解的添加剂如亚硝酸盐或表面活性剂混合。
[0028]在用本专利技术组合物处理金属表面之前，有利的是用含水活化组合物处理金属表面。活化组合物的目的是在金属表面上沉积大量的超细磷酸盐颗粒作为籽晶。在随后的方法步骤中，这些晶体与本专利技术的组合物接触(优选其间不经冲洗)有助于形成磷酸盐层，更特别是结晶磷酸盐层(具有极大量的密集设置的细磷酸盐晶体)或基本不透性的磷酸盐层。
[0029]在该情况下预期的活化组合物尤其包括基于磷酸钛和/或磷酸锌的碱性组合物。
[0030]然而，还可能有利的是将活化剂，特别是磷酸钛和/或磷酸锌加入清洁组合物中，换言之，在一个步骤中进行清洁和活化。
[0031]在一个优选实施方案中，除了锌离子、锰离子、磷酸根离子和优选镍离子外，本专利技术的用于磷化金属表面的酸性含水组合物还包含至少一种下式(II)的促进剂：
[0032][OH
‑
(CH2)
n
‑
]3C
‑
NO2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(II)
[0033]其中对于3个OH
‑
(CH2)
n
‑
基团中的每一个，独立于其他基团，n＝1
‑
3。
[0034]该至少一种式(II)的促进剂优选包括至少一种如下化合物，其中对于所有3个OH
‑
(CH2)
n
‑
基团，n＝1、n＝2或n＝3。更优选地，其包括至少一种如下化合物，其中对于所有3个OH
‑
(CH2)
n
‑
基团，n＝1或n＝2，非常优选其包括2
‑
羟甲基
‑2‑
硝基
‑
1,3
‑
丙二醇(n＝1)。特别优选该至少一种式(II)的促进剂是2
‑
羟甲基
‑2‑
硝基
‑
1,3
‑
丙二醇。
[0035]该至少一种式(I)的促进剂，特别是至少一种式(II)的促进剂优选以以2<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于磷化金属表面的酸性含水组合物，其除了锌离子、锰离子、磷酸根离子和优选镍离子外，还包含至少一种下式(I)的促进剂：R1R2R3C
‑
NO2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(I)其中碳原子上的取代基R1、R2和R3各自彼此独立地选自由如下组成的组：羟甲基、1
‑
羟乙基、2
‑
羟乙基、1
‑
羟丙基、2
‑
羟丙基、3
‑
羟丙基、1
‑
羟基
‑1‑
甲基乙基和2
‑
羟基
‑1‑
甲基乙基。2.根据权利要求1的组合物，其包含至少一种下式(II)的促进剂：[OH
‑
(CH2)
n
‑
]3C
‑
NO2ꢀꢀꢀ
(II)其中对于3个OH
‑
(CH2)
n
‑
基团中的每一个，彼此独立地，n＝1
‑
3。3.根据权利要求2的组合物，其中至少一种式(II)的促进剂包括至少一种如下化合物，在所述化合物中对于所有3个OH
‑
(CH2)
n
‑
基团，n＝1或n＝2，优选2
‑
羟甲基
‑2‑
硝基
‑
1,3
‑
丙二醇。4.根据前述权利要求中任一项的组合物，其中至少一种促进剂以以2
‑
羟甲基
‑2‑
硝基
‑
1,3
‑
丙二醇计为0.25
‑
4.0g/l，优选0.50
‑
3.33g/l的浓度存在。5.根据前述权利要求中任一项的组合物，其除了至少一种促进剂外，还包含过氧化氢(H2O2)作为其他促进剂。6.根据前述权利要求中任一项的组合物，其不包含有意添加的硝基胍。7.根据前述权利要求中任一项的组合物，其包含至少一种复合氟化物的含量，其优选为六氟硅酸根和/或四氟硼酸根。8.根据前述权利要求中任一项的组合物，其包含20
‑
250mg/l的游离氟化物含量和1.0
‑
4.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：凯密特尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：