用于在金属表面上形成彩色涂层的方法和组合物技术

本发明专利技术涉及通过使金属卷材或金属零件的表面与含水酸性组合物接触在金属表面上形成彩色涂层的方法，所述含水酸性组合物基于钛源和至少一种复合氟化物以及至少一种改性单宁化合物、至少一种其它多酚化合物、它们例如与钛的至少一种反应产物或它们的任意组合，其中利用具有良好可见强烈颜色的含水酸性组合物产生涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过使金属巻材或金属零件的表面与含水酸性组合物接触在金属表面上形成彩色涂层的方法，其中利用含水酸性组合物产生具有良好可见强烈颜色的涂层。还涉及用于产生这种涂层的含水酸性组合物、这种彩色涂层和这种组合物的用途。本专利技术尤其涉及在铝、任何铝合金、镁、任何镁合金、钛、任何钛合金或尤其这些金属材料的任意组合的表面上的转化涂层。
技术介绍
对彩色涂层存在长期需要，因为具有例如在约0.02到2)im范围内厚度的具有良好可见颜色的涂层应清晰可见并且它们的涂层质量、均匀性等任选地甚至可控。如果这种彩色涂层在一定距离例如约10m处可被观察以获得涂层质量的一定视觉印象用于甚至从一定距离处控制质量，则将是有利的，当然更经常可以在lm以下观察涂层质量的细节。彩色涂层如黄色或绿色铬酸盐转化涂层在用于防腐蚀的金属部件表面处理领域中是众所周知的。但铬酸盐-尤其是具有Cr"的这类-极其有毒。近年来，有大量用对健康和环境不太有害的化学物品代替铬酸盐处理化学物品的努力。在对替代品的搜查中，已进行了对基于较少毒性转化涂层的转化涂层的研究，如以钼酸盐、鴒酸盐、稀土元素化合物、单宁化合物、染料和有色颜料为基础的这类涂层。但这类彩色涂层经常不能满足所需要的全部要求如高的油漆粘合性和高的防腐蚀性或仍旧太有毒或两者都有。它们中的一些难以产生，因为只有非常小的化学加工范围。其它那些也只表现出非常轻微颜色，从而不能从数米的距离处进行任何视觉控制。因此，本专利技术的一个目的是提供用于金属材料表面的转化涂层，其克服或至少减少了现有技术的 一 个或多个缺陷或不足。本专利技术的还一个目的是提供用于在金属表面上提供转化涂层的含水转化涂层组合物。此外，本专利技术的一个目的是提出符合油漆粘合和防腐蚀的良好可见6彩色涂层的短时形成工业要求的这类方法。令人惊奇地发现，在钛存在时使用包含至少一种改性单宁化合物的 含水酸性组合物产生具有强烈黄色的涂层，其可被很好地涂覆到富铝金 属表面上。专利技术概述根据本专利技术，提供一种通过使金属巻材或金属零件的表面与含水酸 性组合物接触在金属表面上形成彩色涂层的方法，所述含水酸性组合物 为溶液或分散液，于是所述组合物或者与金属表面或与其表面杂质化学 相互作用后的组合物或者其任意组合包含1)钛源和至少一种复合氟化物或至少一种钛复合氟化物或它们的任意组合以及2)至少一种改性单 宁化合物、至少一种其它多酚化合物、这些物质的至少一种衍生物、这 些物质例如与钛的至少一种反应产物或它们的任意组合，由此利用具有 良好可见强烈颜色的含水酸性组合物产生涂层。本专利技术还提供具有与权利要求中任何一项所要求的组成的含水酸 性组合物。此外，涉及利用根据本专利技术的方法产生的彩色涂层以及具有按照本 专利技术的方法涂覆的金属表面的制品在建筑应用上的用途，用于白色物品 如电冰箱的生产和使用或作为元件如用于淋浴间的型材(profile)或其 它建筑元件。最后，涉及具有按照本专利技术的方法涂覆的金属表面的制品在建筑应 用上的用途，用于白色物品如电水箱的生产和使用或作为元件如用于淋 浴间的型材或其它建筑元件，使用根据本专利技术的含水酸性组合物作为转 化涂层组合物、作为转化涂层后的后漂洗(postrinsing)组合物或作为后处 理(posttreatment)组合物。优选实施方案详述令人惊奇地发现，在钛源和可能甚至铝源或任何其它含阳离子或金 属化合物存在时添加改性单宁化合物到用于转化涂层的含水酸性组合 物中以及反之添加钛源和可能甚至铝源或任何其它含阳离子或金属化 合物到用于转化涂层的包含改性单宁化合物的含水酸性组合物中能形 成强烈着色的涂层。如果没有任何钛含量而是用锆含量代替它进行相同7实验，则只产生无色或最多稍微浅黄色着色涂层，与利用钛含量产生的 那些涂层相比，明显欠着色。在许多情况下，如果在含水组合物中存在 大量的改性单宁化合物和大量的钛化合物和/或钛离子，则颜色强度被加 倍或甚至更强化。优选地，与包含仅仅可比含量的这类改性单宁化合物 和任选本文所述其它化合物的溶液相比，含水组合物和/或其产生的涂层 的颜色强度至少因存在能反应和/或已反应的改性单宁化合物和大量钛 化合物和/或钛离子被加倍。现在将详细描述本专利技术，并优选具体参考其用于铝和铝合金表面的 用途，但认为它可用于金属材料如铝、铝合金、镁、镁合金、钢、钛、 钛合金、锌、锌合金或它们的任意组合的表面。特别地，要在下文中主要讨论的金属材料是铝和铝合金，尤其是1000、 3000、 5000和6000系 列的铝合金。可以以所有可能的形状形式应用金属材料，例如，作为型 材、片、带、管、线和其它零件。本文使用的术语"巻材"与术语"带" 相同。如果巻材被切成片，则认为它们为金属零件。可具有相当长度的 金属型材、棒和线也被认为属于金属零件。本文中，根据本专利技术的含水酸性组合物经常被称为"转化涂层组合 物"，但发现它不仅能用于典型的转化涂层，而且可在转化涂层步骤如 磷化后用作后漂洗组合物或用作后处理组合物。这类后漂洗组合物或后 处理组合物具有以下优点不仅提供彩色涂层，而且提供相对高的耐腐 蚀性和油漆粘合性，这可以有助于改善此前(before)金属表面上形成的转 化涂层和/或任何其它涂层。转化涂层步骤构成方法的一部分，其以类似的方式经常被描述在文 献中，并是工业上的惯用做法，其可包括下面步骤中的至少一个 清洗，优选用碱性或酸性清洁剂水溶液， 浸蚀(pickling),经常在强碱性或强酸性溶液中， 脱氧，经常在酸性溶液中， 转化涂覆(conversion coating), 最后漂洗，优选用去离子水， 施加专用密封剂或后漂洗或两者， 底;黍涂覆， 施加至少一种另外的有机涂层， '用粘合剂涂覆。8 接合。这些步骤的多个都可被用水漂洗的一个或多个步骤隔开，从而减少 携带正处理化学物品到下面处理阶段中。优选地，在用根据本专利技术的含水酸性组合物转化涂覆以前有至少一 个石成洗步骤、至少一个酸洗步骤、至少一个^5咸蚀刻步骤、至少一个浸蚀 步骤、至少一个脱氧步骤、至少一个去污步骤、至少一个漂洗步骤或这 类步骤的任意组合。清洗尤其是酸洗可优选在10-60。C范围内的温度下用足够的含水组合物，尤其用可包含选自以下的至少一种或至少二种组分的含水组合物进行约0.5-20分钟氬氟酸，硫酸，硝酸，磷酸，磺酸，柠檬酸，葡糖 酸，另外的羧酸，二氟化合物，苛性钠，它们的衍生物的任何一种，任 何表面活性剂，任何;圭酸盐和任何添加剂。利用可以包含苛性钠溶液和 任选至少 一种羧酸或它们衍生物中任何一种的水溶液可以进行》咸蚀刻。 在一些情况下，优选获得在约0.5-3g/n^范围内的蚀刻速度。可用酸性溶液进行脱氧/去污，所述酸性溶液如包含硝酸和氢氟酸的 那些或包含氢氟酸和磷酸的那些或包含氟氢化钠的那些或包含F^+和碌u 酸的那些或包含Fe^和硝酸的那些。考虑无铬酸盐转化涂层的需要，在根据本专利技术的方法中建议不使用 标准的含铬酸盐的脱氧剂。如果使用可能的清洗、浸蚀和脱氧的步骤，则应准备清洁的金属表 面，没有污物、油脂，尽可能地没有氧化物，并因此对转化涂覆步骤本 身非常有反应性。具体的化学物质和过程条件将很大程度上取决于要被 处理的金属表面的状态。例如，重度氧化的铝表面当然需要浸蚀步骤以 从表面除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过使金属卷材或金属零件的表面与含水酸性组合物接触在金属表面上形成彩色涂层的方法，所述含水酸性组合物为溶液或分散液，其中所述组合物或者与金属表面或与其表面杂质化学相互作用后的组合物或其任意组合包含１）钛源和至少一种复合氟化物或至少一种钛复合氟化物或它们的任意组合以及２）至少一种改性单宁化合物、至少一种其它多酚化合物、这些物质的至少一种衍生物、这些物质例如与钛的至少一种反应产物或它们的任意组合，其中利用具有良好可见强烈颜色的含水酸性组合物产生涂层。

【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：R庞泽利尼，F法尔科内，B拉姆普雷达，S波罗，
申请(专利权)人：凯密特尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]