在磷化之前用活化剂涂覆金属表面的方法技术

本发明专利技术涉及一种磷化金属表面的方法，其中在磷化之前，金属表面用基于磷酸盐和钛的含水胶体活化剂处理，其中所述活化剂含有至少一种具有至少一个有机基的水溶性硅化合物。本发明专利技术还涉及相应的活化剂。

【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磷化金属表面的方法，其中在磷化之前，金属表面用基于磷酸钛的含水胶体活化剂处理，以及涉及相应的活化剂。磷化是一种已在金属表面上使用数十年、用于短期或持久腐蚀保护和还经常改善后续底漆层或漆层的粘合性的预处理方法。被称为成膜磷化方法(即它们形成清楚可见的结晶层)的含锌磷化方法具有突出的品质，并且迄今仅有有限地被具有等效涂覆性能的预处理方法所替代。特别地，磷酸锌-镍或锌-锰-镍具有突出的品质，并且出于对腐蚀保护和油漆粘合性的原因，它们在有机涂层下的富铝_、铁-或锌-金属表面上通常是绝对必需的。为了形成高质量涂层，含锌的磷化方法特别需要预先活化，其中用基于磷酸盐胶体或/和磷酸盐颗粒的晶核以及任选用其它物质涂覆干净的或已被清洁的金属表面。基于良好的活化，结晶的含锌磷酸盐的层能够基本至完全封闭地形成。此外，在许多实施方案中，如果结晶层具有相对细颗粒的晶体或/和基本由均勻成型的晶体形成，这是有利的。例如，基于良好的活化，磷酸锌-锰-镍的涂层通常具有1.0至3. 5 g/m2的层重量，以及当在扫描电子显微镜下观察时，磷酸盐晶体的平均晶体尺寸经常低于12 μπι。但是如果在省略这种磷化之前进行活化，则形成的磷酸盐层通常具有5至8 g/m2的层重量， 以及当在扫描电子显微镜下观察时，磷酸盐晶体具有经常大于30 μ m的晶体尺寸。在后者情况下，层重量对于与后续底漆层或漆层的油漆粘合性而言过高，因为基于过厚的磷酸盐层将预期油漆粘合性不足。过大的磷酸盐晶体的结果是磷酸盐层的油漆粘合性降低、耐腐蚀性降低、机械强度降低，油漆表面不均勻以及化学品的消耗显著更高。这些性能的品质进展经常是严格成比例的。现有市售的活化剂在必须用补充溶液再次补充至较大程度以保持或变为可操作性之前或在它们被新的批料溶液替代之前，在批量生产中通常具有仅约一天的使用寿命。 经由添加有机聚合物的一些市售的独立活化剂在批量生产中具有最多约四或五天的使用寿命，但是这种使用寿命因此仅对于五个工作日内的作业具有有限的适用性。受限制的使用寿命主要表现在磷酸锌处理期间形成的磷酸盐层在工作周之内由于改变的活化剂经历层重量增加，例如约1.3 g/m2增加至例如4. 5 g/m2的层重量，由此也经历涂层厚度增加。 此外，耐腐蚀性和油漆粘合性方面的劣化也与这一现象有关。在大多数汽车车间中，约1.0 至约3. 5 g/m2的层重量是原则上可允许的。但是油漆粘合性降低和化学品消耗较高也与层重量较高有关。因此有利的是活化剂的浴组成和层重量以及其它层性能的变化在生产周期之内较少大范围变化。术语“浴”这里表示处理浴。目的因此是研发和建议一种活化剂，其尽可能可以使用五天(=一个工作周)，并且在这期间其性能仅显示微小变化(=长期稳定性)。如果在使用期内随后形成的磷酸盐涂层的层重量以及平均磷酸盐晶体尺寸仅发生微小变化，则活化品质也被认为是良好的或甚至很好的。根据本专利技术的方法，在一周内测得层重量的改变和变化值为士0. 3至最高士 1. 0g/m2，取决于实验室测试批次和装置，其中层重量总是保持在1.0至3. 5 g/m2。如果在使用期内，活化剂在磷化期间形成的磷酸盐涂层的性能方面仅产生微小变化和改变，则这是有利的。如果活化剂也可以在升高温度较长期使用，换言之如果其具有较高的热稳定性， 即如果其可以在30至60或任选甚至30至80°C的温度长期使用，则其也是有利的。这种较高的热稳定性使整个方法较不敏感。温度变化，特别是较高温度范围中的温度变化于是被抵消，并且保证磷酸盐层的保持相同的品质。如果较不热稳定的活化剂在超过其热稳定性限度下长期使用，则促进了胶体聚结，并且活化效应因此显著更迅速地下降。EP 0 454 211 Bl教导将磷酸覆层施加到金属表面的方法，用基于磷酸钛的活化剂活化，然后借助于磷酸锌处理，其中用包含0.001至0.060 g/L的Ti，0.02至1.2 g/L的以P2O5的形式计算的正磷酸盐、0. 001至0. 1 g/L的Cu和碱化合物(Alkaliverbindung)的活化剂活化金属表面。因此，本专利技术的目的是建议一种活化剂，由于更持久的稳定性或/和更高的热稳定性，其使用寿命更适合于批量生产。该目的通过一种磷化金属表面的方法实现，其中在磷化之前，用基于磷酸盐和钛的含水胶体活化剂处理金属表面，其中该活化剂包含至少一种具有至少一个有机基的水溶性硅化合物。本专利技术的含水胶体活化剂优选包含磷酸钛、正磷酸盐、碱金属和任选至少一种稳定剂或/和至少一种其它添加剂。其优选包含至少一种水解的或/和缩合的硅烷/硅烷醇/硅氧烷/聚硅氧烷。在本专利技术的方法中，活化剂可以优选为胶体溶液或胶体分散体或粉状活化剂，其中后者被溶解和分散用于涂覆方法。粉状活化剂可以特别具有O至约15重量％的任选包括结晶水的残余水含量。至少一种水溶性硅化合物可以优选已经包含在粉状活化剂中，或 /和可以仅在将粉状活化剂溶解和分散在水中时添加。含水和也经常是胶态的活化剂，例如活化剂A开始可以优选具有5至90重量％水的水含量。为了由活化剂A制造粉状活化剂，例如活化剂B，例如5至30重量％的初始水含量是优选的，为了由活化剂A制造含水活化剂，例如活化剂D，例如20至90重量％的初始水含量是优选的。含水和通常胶态的活化剂A为例如通过混合各个组分和任选还通过捏合和任选利用部分干燥制备的含水混合物。因此，含水胶体活化剂A在制造结束时也可以任选为粉末形式。如果需要，同样处于溶解或/和粉状状态的至少一种其它物质也可以加入到含水或粉状活化剂中，例如特别是活化剂A或/和F中，例如磷酸二钾、磷酸二钠、焦磷酸钾、焦磷酸钠、三聚磷酸钾、三聚磷酸钠、至少一种其它稳定剂或/和至少一种例如用于PH调节的试剂，例如至少一种碳酸盐或/和至少一种硼酸盐。为制造含水胶体活化剂，各个方法原则上都是可能的。最重要的方法在此列出。在本专利技术的方法中，在方法变型1)中，优选按顺序首先使用含水至潮湿(=“含水”)的活化剂，例如活化剂A，通过例如进一步干燥、混合、捏合或/和制粒来制造特别可储存的粉状活化剂，例如活化剂B，和然后如果需要，在将活化剂C施加到金属表面之前，按顺序将粉状活化剂B溶解和分散在水中，特别是同时搅拌，然后能将其施加到金属表面。粉状活化剂B通常包含处于干燥状态的胶体磷酸钛。此外，可以任选添加至少一种物质，例如至少一种杀生物剂、表面活性剂、稳定剂或/和PH调节添加剂，特别是在溶解和分散期间。 在本专利技术的方法中，在方法变型2、中，本专利技术的含水胶体活化剂，例如活化剂D可以例如由含水活化剂，例如活化剂A，优选通过添加例如至少一种稳定剂来制备。必要时，特别可储存的含水胶体活化剂，例如活化剂D可以用水稀释，并因此可以根据本专利技术的含水胶体活化剂E，其然后可以施加到金属表面。稀释优选在搅拌的同时发生。此外，可以任选地添加至少一种物质，例如至少一种杀生物剂、表面活性剂、稳定剂或/和PH调节添加剂， 特别是在稀释期间。 在本专利技术的方法中，在方法变型幻中，粉状活化剂F可以通过例如混合单独的成分来制备并且可以特别是可储存的。其优选具有0至8重量％的水含量。由此，如果需要， 可以通过例如溶解和分散在水中，特别是同时搅拌，制备本专利技术的含水胶体活化剂，例如活化剂G，其然后可以施加本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．磷化金属表面的方法，其中在磷化之前，用基于磷酸盐和钛的含水胶体活化剂处理金属表面，其特征在于该活化剂包含至少一种具有至少一个有机基的水溶性硅化合物。

【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：T科尔贝格尔，
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