用于铝的预处理方法和其中使用的高效蚀刻清洁剂技术

本发明专利技术公开了一种用于铝和铝合金基材的高效蚀刻清洁剂，其实现多种防腐蚀预处理的增强的防腐蚀性能。所述清洁剂包含0-250ppm的非常低水平的硅酸盐、50-500ppm的至少一种螯合剂，所述螯合剂选自EDTA或其盐、NTA或其盐、DTPA或其盐、亚氨基二琥珀酸或其盐、EDDS或其盐、酒石酸或其盐，或它们的混合物，并且具有11.0-13.5的高pH。优选所述清洁剂用于从基材蚀刻0.5-4.0克/平方米。与使用具有低蚀刻速率、高硅酸盐水平并且无螯合剂的标准清洁剂清洁接着防腐蚀预处理和外涂层的基材相比，用所述清洁剂处理随后涂布多种防腐蚀预处理和外涂层的基材显示增强的耐腐蚀性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性地涉及在施用防腐蚀预处理之前基于铝的基材的清洁，更具体地，本专利技术涉及对基于铝的基材产生高蚀刻速率的清洁剂，其实现了随后施用的防腐蚀预处理涂层的增强的防腐蚀性能。
技术介绍
在施用外部装饰性或保护性涂层之前，通常将防腐蚀预处理涂层施用于金属基材，特别是如果基材暴露于所用的元素。如果并且当基材暴露于水分和氧时，这些预处理涂层被设计为使金属基材的腐蚀最小化。一种常见的金属基材包括铝或铝合金。这些基材特别地用于汽车エ业、航空エ业和其中需要重量轻的强金属基材的其它エ业。在施用耐腐蚀预处理层之前，这些基材通常首先用碱性清洁剂处理，以除去油和其它表面碎屑。这种碱性 清洁剂包括ParCO Cleaner 1533,可得自 Henkel Adhesive Technologies。在清洁步骤之后使用的典型的防腐蚀预处理包括基于磷酸锌的处理，例如BonderiteCO系统或基于氧化错的TeeTaiis'系统。这两种均可得自Henkel Adhesive Technologies。施用这些预处理的关键是使用碱性清洁剂充分清洁基材。在典型的汽车方法中，基材开始时使用碱性清洁剂清洁，用水漂洗，用预处理涂层处理，再次用水漂洗，随后按照电涂、底漆、基础涂漆和透明涂层的顺序涂布。铝及其合金对丝状类型的腐蚀特别敏感。丝状腐蚀在铝基材上的有机涂层下以小的线状出现。该诱发因素通常是在涂层中的刮痕或缺陷。腐蚀细丝通过阳极底部冲刷反应(anodic undermining reaction)扩展。在细丝前方的招表面被腐蚀，引起涂层从基材剥离，并被在细丝中形成的腐蚀性产物推起。通常在40-90%的湿度水平下发生腐蚀，并且它们遵循预先存在的方向性。在过去已观察到，在铜水平为0. 5重量％或更高的铝合金中丝状腐蚀的形成特别明显。如果铝基材在生产过程(例如砂磨操作)期间经历机械应力，则还更敏感。虽然曾试图降低丝状腐蚀，但是未完全成功，并且需要改进的耐丝状腐蚀性，特别是在基于锆的涂层中，和在通常铜水平大于或等于0. 5重量％的铝合金上的涂层中。期望通过标准防腐蚀预处理例如磷酸锌或基于锆的预处理以赋予铝基材增强的耐腐蚀性。期望采用需要对现有过程的改变最小化的方式和采用成本有效的方式来提供该增强。优选清洁剂还增强经受机械应カ的铝或铝合金基材的腐蚀保护。最后，优选清洁剂适用于经多种预处理的铝和铝合金基材。专利技术概述概括地说，本专利技术提供了一种用于铝和铝合金基材的碱性清洁剂，其增强通过随后的施用于基材的防腐蚀预处理涂层提供的腐蚀保护。本专利技术的清洁剂设计为在铝和铝合金基材上具有高蚀刻速率。通过提供如下清洁剂而实现这一点，所述清洁剂具有11. O或更高的较高pH, 0-250百万分之份(ppm)的更低的娃酸盐水平,并且包括50_500ppm的至少ー种螯合剤，以增强在清洁过程期间释放的残余的合金元素的去除。螯合剂可単独使用或以任何组合使用，本专利技术的优选的螯合剂包括こニ胺四こ酸或其盐(EDTA);次氨基三こ酸或其盐(NTA) ;ニ亚こ基三胺五こ酸或其盐(DTPA);亚氨基ニ琥珀酸或其盐；S，S’-こニ胺ニ琥珀酸或其盐(EDDS);酒石酸或其盐。与使用标准的低蚀刻清洁剂清洁的基材相比，使用本专利技术的清洁剂清洁的基材显示增强的耐腐蚀性，所述标准的低蚀刻清洁剂具有较低的PH，更高的硅酸盐水平并且不含上述螯合剤。典型的清洁剂包括磷酸盐和葡糖酸盐，以通过与水中的Mg和Ca离子反应而软化水。本专利技术的清洁剂不需要对用于铝基材的现有的加工作出任何变化，并且可容易地替代现有的清洁剂。优选本专利技术的清洁剂用于在铝和铝合金基材上生产O. 5-4. O克/平方米，优选O. 5-3. O克/平方米的靶向蚀刻(target etch)。优选本专利技术的清洁剂在清洁浴或喷洒中的硅酸盐水平为0-250百万分之份(ppm)，其远低于典型的清洁剂中650ppm及以上的硅酸盐水平。优选本专利技术的清洁剂的pH为11.0-13.5，更优选11. 0-12. 5。优选清洁剂包含至少EDTA或其盐作为螯合剤，并且可包括以上讨论的其它螯合剂的任何组合作为优选，例如NTA或其盐、DTPA或其盐、亚氨基ニ琥珀酸或其盐、EDDS或其盐、或酒石酸或其盐。这些螯合剂以50-500ppm的水平存在，并且防止在清洁过程期间释放的合金元素(例如铜)在基材上疏松地再沉积。这种再沉积可导致随后施用的预处理和涂层的降低的耐腐蚀性。可以提供清洁剂组合物作为即用溶液或作为设计为在使用·前用水稀释的浓缩的组合物。因此，除非另外说明，否则在本说明书中描述的以及在本权利要求书中要求保护的清洁剂的硅酸盐的优选水平、螯合剤、PH和其它參数是指当将清洁剂稀释至使用强度时的水平。在一个实施方案中，本专利技术为一种用于铝和铝合金基材的清洁剂，所述清洁剂包含0-250ppm的娃酸盐；50-500ppm的至少ー种螯合剂,所述螯合剂选自こニ胺四こ酸(EDTA)或其盐、次氨基三こ酸(NTA)或其盐、ニ亚こ基三胺五こ酸(DTPA)或其盐、亚氨基ニ琥珀酸或其盐、S，S’-こニ胺ニ琥珀酸(EDDS)或其盐、酒石酸或其盐，和它们的任何混合物；并且清洁剂的pH为11. 0-13. 5，并且提供O. 5-4. O克/平方米铝或铝合金基材的蚀刻能力。在另ー个实施方案中，本专利技术为一种用于铝或铝合金基材的浓缩的清洁剂，所述清洁剂包含浓缩的清洁剂，当其以6-27克浓缩的清洁剂/升水的水平与水混合时，产生pH 为 11. 0-13. 5 的清洁剂，并且包含100-1235ppm 的钠；880-3950ppm 的钾；510-1790ppm的氢氧化物；50-500ppm的至少ー种螯合剂，所述螯合剂选自こニ胺四こ酸(EDTA)或其盐、次氨基三こ酸(NTA)或其盐、ニ亚こ基三胺五こ酸(DTPA)或其盐、亚氨基ニ琥珀酸或其盐、S，S’ -こニ胺ニ琥珀酸(EDDS)或其盐、酒石酸或其盐，和它们的任何混合物；0-775ppm的至少ー种磷酸盐；0-270ppm的酒石酸盐；0-250ppm的娃酸盐；0_180ppm的葡糖酸盐；和0-340ppm的硝酸盐。至少ー种磷酸盐可包括三聚磷酸盐、三偏磷酸盐、正磷酸盐、焦磷酸盐、四磷酸盐，或它们的混合物。在另ー个实施方案中，本专利技术为一种清洁铝或铝合金基材的方法，所述方法包括以下步骤提供清洁剂，所述清洁剂包含0-250ppm的娃酸盐、50-500ppm的至少ー种螯合齐U，所述螯合剂选自こニ胺四こ酸(EDTA)或其盐、次氨基三こ酸(NTA)或其盐、ニ亚こ基三胺五こ酸(DTPA)或其盐、亚氨基ニ琥珀酸或其盐、S，S’ -こニ胺ニ琥珀酸(EDDS)或其盐、酒石酸或其盐，和它们的任何混合物，清洁剂的PH为11. 0-13. 5 ;和将包括铝或铝合金的基材暴露于清洁剂以从基材蚀刻O. 5-4. O克/平方米铝。在上述方法中，清洁剂还可包括100-1235ppm的钠、880_3950ppm的钾、510_1790ppm的氢氧化物、0_775ppm的至少ー种磷酸盐、0-270ppm的酒石酸盐和0-340ppm的硝酸盐。所述方法还可包括这样的实施方案，其中至少ー种磷酸盐包括三聚磷酸盐、三偏磷酸盐、正磷酸盐、焦磷酸盐、四磷酸盐，或它们的混合物。所述方法包括在110-140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】2009.12.28 US 61/290,2791.用于铝和铝合金基材的清洁剂，所述清洁剂包含 a)0-250ppm的娃酸盐； b)50-500ppm的至少一种螯合剂，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸(EDTA)或其盐、次氨基三乙酸(NTA)或其盐、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)或其盐、亚氨基二琥珀酸或其盐、S，S’ -乙二胺二琥珀酸(EDDS)或其盐、酒石酸或其盐，和它们的任意混合物；和 所述清洁剂的PH为11. 0-13. 5，并且提供每平方米铝或铝合金基材0. 5-4. 0克的蚀刻能力。2.用于铝或铝合金基材的浓缩的清洁剂，所述清洁剂包含 浓缩的清洁剂，当所述浓缩的清洁剂以6-27克浓缩的清洁剂/升水的水平与水混合时，产生pH为11.0-13. 5的清洁剂，并且包含 a)0-1235ppm的钠离子； b)0-3950ppm的钾离子； c)510-1790ppm的氢氧化物； d)50-500ppm的至少一种螯合剂，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸(EDTA)或其盐、次氨基三乙酸(NTA)或其盐、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)或其盐、亚氨基二琥珀酸或其盐、S，S’ -乙二胺二琥珀酸(EDDS)或其盐、酒石酸或其盐，和它们的任意混合物； e)0-775ppm的至少一种磷酸盐； f)0-270ppm的酒石酸盐； g)0-250ppm的娃酸盐； h)0-180ppm的葡糖酸盐；和 i)0-340ppm的硝酸盐。3.如权利要求2所述的浓缩的清洁剂，其中所述至少一种磷酸盐包括三聚磷酸盐、三偏磷酸盐、正磷酸盐、焦磷酸盐、四磷酸盐，或它们的混合物。4.清洁铝或铝合金基材的方法，所述方法包括以下步骤 a)提供清洁剂，所述清洁剂包含0-250ppm的娃酸盐、50_500ppm的至少一种螯合剂,所述螯合剂选自乙二胺四乙酸(EDTA)或其盐、次氨基三乙酸(NTA)或其盐、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)或其盐、亚氨基二琥珀酸或其盐、S，S’ -乙二胺二琥珀...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·卡皮克，M·斯恩科斯基，B·H·古德雷奥，S·科纳恩，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：