在一个实施方案中，本发明专利技术提供可用于将金属表面，尤其是含锌表面钝化的组合物，所述组合物包含以下组分，优选主要由以下组分组成，最优选由以下组分组成：水和：（Ａ）溶解的磷酸根离子；（Ｂ）溶解的三价铬离子；（Ｃ）选自Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇｅ和Ｂ；优选Ｔｉ、Ｓｉ和／或Ｚｒ的元素的至少一种复合氟化物的溶解的阴离子；（Ｄ）任选的溶解的游离氟化物离子的组分；（Ｅ）有机酸抑制剂，优选包含季铵化合物；和，任选地，（Ｆ）ｐＨ值调节组分；和任选地，有机羟基酸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锌和锌合金(以下称为含锌)金属表面的处理以提高它们的耐腐蚀 性，更尤其涉及一类液体处理组合物，它们在本文称作"钝化剂"或"钝化性"组合物、溶 液等。这些液体处理组合物当与化学"活性"的金属表面，尤其是含锌表面例如镀锌钢的 那些接触时，在无需外加电动势的情况下，与该金属表面起化学反应，而在该金属表面上形 成附着层涂层，该附着层涂层(i)具有非常低的在水中的溶解性，(ii)通常含有源自该金 属表面的一些阳离子和源自该处理组合物的一些阴离子，和(iii)与没有被处理的相同金 属表面相比，提高如此处理的金属表面对可能随后与如此处理的金属表面接触的许多通常 腐蚀性的含水液体组合物引起的腐蚀的耐性。本专利技术更尤其涉及形成这样的涂层并包含以下组分的不含六价铬的含水处理组 合物溶解的磷酸根阴离子，还连同三价铬一起在溶液中的氟锆酸根、氟钛酸根、氟硅酸根、 氟硼酸根和氟铝酸根阴离子中的至少一种，和任选地，至少一种酸抑制剂和/或至少一种 无机金属化合物。
技术介绍
还含磷酸根和上面指出的氟代金属化物离子之一的各种水性含六价铬的钝化 性组合物是本领域中已知的，例如教导在Goodreau的1998年9月15日的美国专利号 5，807，442 ；Saeki等人的1992年2月25日的美国专利号5，091，023 ；Saeki等人的1988 年6月7日的美国专利号4，749，418 ；Dollman等人的1987年5月沈日的美国专利号 4，668，305中；上述文献都据此按不与本文的任何明确陈述不一致的程度引入本文供参 考。随着对六价铬的环境和安全影响的认识增加，已经尝试用三价铬替代钝化剂中的 全部或一些六价铬，例如美国专利申请公开号2004/0173289中教导的那样。然而，这样做 已经导致未预见到的挑战。一些常规三价铬钝化性工作浴在老化之后损失稳定性，这部分 地归因于金属从基材，尤其是具有含锌表面的基材溶解到该浴中。因此，在例如可能以超过 IOOsq ft/min穿过浴运行迅速的金属涂覆方法的情况下，在三价铬钝化剂的工作浴中的锌 累积在工业上是重大问题。现有技术Cr (VI)钝化性组合物使用六价铬的氧化性质来抑制金属从基材溶解到 浴中，这赋予Cr(VI)工作浴足够稳定性。在钝化性浴中用Cr(III)替代Cr(VI)时，金属从 基材溶解的氧化性抑制丧失并导致浴不稳定性。常规思考已经教导，应该将替代Cr(VI)的 其它氧化剂，例如硝酸盐和过氧化物，添加到Cr(III)钝化性组合物中以致，当该组合物被 制成工作浴时，该氧化剂会抑制金属基材溶解到浴中。这种现有技术途径取得了一定的成功，但是引起了其它问题和对向涂料组合物中加料的限制。例如，这些替代氧化剂的存在由 于氧化剂与任何有机材料，尤其是用来将钝化性组合物中的Cr (VI)还原成Cr(III)的残留 有机材料的反应而导致有毒气体，例如NO和CO2的产生。氧化剂的存在还限制可能是有益 的其它有机添加剂以该有机添加剂可能预计与氧化剂反应的程度使用。因此，需要减少Si 在没有Cr (VI)的情况下和在没有起反应产生有害气体的其它氧化剂在Cr(III)工作浴中 的情况下的该Cr(III)工作浴中的累积的手段。常规的无Cr(VI)、含三价铬的涂料的另一个缺点是它们提供与使用含铬Cr(VI) 的铬组合物钝化的类似基材相比抗腐蚀性降低的经涂覆的金属基材。常规无Cr(VI)、含三 价铬的钝化性组合物还要求更高量的磷酸根以使浴中的Cr(III)稳定化，但是过量磷酸根 的存在也具有缺点，包括降低抗腐蚀性(例如在中性盐喷雾试验中)和增加的经涂覆的基 材的沾污。因此，需要(尤其是在钝化含锌表面中)提供改进的产品稳定性和经涂覆的基 材的更好耐腐蚀性和耐沾污性的组合物和方法。
技术实现思路
专利技术概述申请人:已经开发出含三价铬的钝化性组合物，该组合物与常规三价铬钝化剂相比 提供具有显著改进的耐盐喷雾腐蚀性、耐沾污性和/或导电性能的经涂覆的金属基材，在 储存期间不产生有毒气体并具有改进的工作浴稳定性。在试图改进用常规含Cr(III)钝化性组合物钝化的金属基材的耐腐蚀性中，申请 人将被认为可用作腐蚀抑制剂的各种有机材料结合到在含锌表面上的无Cr(VI)、含三价铬 的涂层中。发现，经涂覆的基材的耐腐蚀性在添加了这些材料的情况下不改进并导致有害 气体。在包含某些所述有机材料的工作浴中观察到出乎意料的结果，即从具有含锌表面的 基材溶解的锌金属的量随着工作浴中的酸的消耗而减少，同时仍产生钝化性涂层。溶解到 工作浴中的锌的量的令人意外的减少还允许从配方中除去氧化剂，从而降低产生有毒气体 的风险。进行了额外的研究以设法改进无Cr(VI)、含三价铬的钝化涂层的耐腐蚀性。常规 思考是，在没有氧化剂的情况下，要求高水平的与Cr(III)和磷酸根结合的氟化物来涂覆 含锌表面。这些配方的缺点是高水平的氟化物损害不锈钢涂覆设备。消除氟化物导致降低 的耐腐蚀性，而减少的氟化物和增加的磷酸根导致当与水接触时经钝化的基材的沾污。经 过深入实验，申请人发现，降低磷酸根阴离子与Cr(III)阳离子的比例和添加氟代金属化 物阴离子导致用该组合物涂覆的基材的耐腐蚀性大大改进。根据本专利技术的组合物大致使采 用该组合物涂覆的含锌表面的耐盐喷雾性加倍。经涂覆的基材的电阻率与相同基材上的常 规三价铬涂层相比还有利地降低，这使得该经涂覆的基材可以应用于电子设备领域。本专利技术的各种实施方案包括直接用于处理金属的加工组合物，可以用来通过用水 稀释而制备这样的加工组合物的构成浓缩物，适合于维持根据本专利技术的加工组合物的最佳 性能的补充剂浓缩物，用根据本专利技术的组合物处理金属的方法，和包括附加步骤的延伸方 法，该附加步骤本身是常规的，例如清洁、冲洗和随后涂漆或一些类似的外涂方法，该方法 使得将含有机粘结剂的保护性涂层置于在根据本专利技术一个实施方案处理的金属表面上。包 括根据本专利技术方法处理的表面的制品也在本专利技术范围内。除了在操作实施例中或者在另外特意说明的情况下以外，在本说明书中表示材料 的量或反应和/或使用的条件的所有数值量应理解为在描述本专利技术最宽的范围时用措辞 “大约”来修饰。通常优选在所述数值极限内的实践。此外，除非特意相反说明百分率、“ 份〃和比值以重量计；术语〃聚合物〃包括〃低聚物〃、“共聚物〃、“三元共聚物〃等； 对于与本专利技术相关的给定目的来说合适或优选的一组或一类材料的说明暗含该组或类中 的任何两个或更多个的成员的混合物同样合适或优选；用化学术语描述成分的说明是指在 添加到说明书中明确说明的任何组合中时的所述成分，且不必定排除一旦混合时混合物中 各成分之间的化学相互作用；离子形式的物质的说明暗含存在足够的抗衡离子，以产生组 合物作为整体的电中性(因此暗含说明的任何抗衡离子应当优选在可能的程度上尤其选 自以离子形式明确说明的成分；在其它情况下，这种抗衡离子可自由地选择，除了避免对本 专利技术目的产生负面作用的抗衡离子)；首字母缩略词或其它缩写的首次定义对于该相同缩 写在本文中的所有随后使用都适用并且在已做必要修正的情况下对初始定义的缩写的正 常语法变体适用；术语"油漆"包括可通过更加专门化的术语指定的所有类似材料，所述 术语例如亮漆、瓷漆、清漆、虫漆、面本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于处理金属基材的钝化组合物，所述钝化组合物包含水和以下组分： 溶解的磷酸根离子； 溶解的三价铬离子； 溶解的氟代金属化物离子；和 有机抑制剂。
【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：D·R·米扣米克，
申请(专利权)人：汉高股份及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE
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