基于锆的涂布组合物及涂布方法技术

提供沉积改进的氧化锆转化涂层的组合物和方法、以及能够在无预先清洁的情况下在基材上沉积粘附性氧化锆转化涂层的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用无。
本专利技术涉及沉积改进的氧化锆转化涂层的组合物和方法、以及能够在无预先清洁下在基材的情况上沉积粘附性氧化锆转化涂层的组合物。更特别地，本专利技术涉及涂布方法及其中使用的浴组合物，相比不含表面活性剂组合的相似的涂布浴组合物，该浴组合物提供氧化锆涂层在金属基材上的更快的沉积速率、和/或更厚的基于氧化锆的涂层，该涂层具有良好的粘附性，其中一些具有独特的涂层形貌。本专利技术还提供用于浴的储存稳定的浓缩物组合物、该浓缩物和浴的制备方法和使用方法、以及包含根据本专利技术的涂层的金属物品O
技术介绍
目前在市场上存在一些在例如汽车和器具的装配线可用作涂层的氧化锆沉积转化涂层产品。一种用途是取代遇到越来越严的环境管制的磷酸锌产品。这些氧化锆沉积产品被用于涂布铁类金属(ferrous metal)表面以及含招和含锌的表面。沉积在金属基材上的常规氧化锆转化涂层产生I一50mg Zr / m2的锆沉积，而商业基准为20-45mg Zr / m2的范围。相对于本领域中所理解的通常提供以总涂布重量计2-5g / m2的涂布重量的磷酸锌转化涂层，这是较低的涂布重量，磷酸锌转化涂层通常被认为大约一半是磷和氧，余下的是锌和各种可选的过渡金属，其取决于磷酸锌化的产品，由此提供约1000-2500mg / m2 (以锌计)的涂布重量。锆沉积为I一50mg / m2的氧化锆涂层的一项不足在于在一些情况下，它们不会提供与常规的磷酸锌方法同样好的防腐蚀性。由此，对于以更厚层的氧化锆转化涂层涂布基材的组合物和方法存在需求，该氧化锆转化涂层提供改进的腐蚀性能。对于氧化锆沉积转化涂层产品的另一预期用途是作为对于磷酸铁沉积“清洁剂/涂布剂”产品的替代品。这些已知的基于磷酸盐的清洁产品蚀刻铁类金属表面，并除了从表面清洁污染物之外还产生磷酸铁涂层。通常，“清洁剂/涂布剂”产品仅在铁类金属表面上提供涂层，并且清洁但不涂布有色金属(non-ferrous)表面，例如锌、锌合金、铝和铝合金的表面。而且，为了产生这些磷酸铁涂层，“清洁剂/涂布剂”必须包含磷酸盐的来源，由于有关受管制的磷酸盐排放的环境顾虑，这被视为是不足，并需要更昂贵的废物处理工艺。由此需要由对环境更友好的、低磷酸盐或无磷酸盐的、低温的清洁剂/涂布剂替代磷酸铁清洁剂/涂布剂(由相同的浴清洁并预处理基材)。还对于可提供转化涂层和清洁多金属基材(例如铁类金属和锌、锌合金、铝和铝合金中的一种或多种)的组合物存在需求。过去已尝试制备从相同的浴清洁基材并沉积含氧化锆的转化涂层的组合物，但 申请人:已发现相对于无表面活性剂的市售浴，添加至市售的氧化锆沉积预处理组合物中的许多表面活性剂不利地降低涂布重量和/或产生不利的对涂布基材的腐蚀性能。添加至市售氧化锆沉积预处理浓缩物和/或浴组合物中的一些表面活性剂造成组合物的不稳定，包括固体沉淀和/或分离成两个或更多个液相。通过在预处理浴中包含表面活性剂组合，本专利技术解决了上述氧化锆涂布组合物和方法的问题中的一项或多项，该表面活性剂组合使得能够在不预先清洁基材的情况下在基材上沉积粘附性氧化锆转化涂层、和/或相对于在单独的步骤中经过常规清洁，并与常规的产生氧化锆的涂布浴接触所选的接触时间的基材，该表面活性剂组合在相同的接触时间内以更高的涂布重量将氧化锆转化涂料沉积在多金属基材上。
技术实现思路
本专利技术提供包含表面活性剂组合的氧化错沉积转化涂布(depositingconversion coating)组合物和方法,所述表面活性剂组合使得能够在不预先清洁基材的情况下在基材上沉积粘附性氧化锆转化涂层、和/或相对于在单独的步骤中经过常规清洁并与常规的产生氧化锆的涂布浴接触的基材，该表面活性剂组合以更高的涂布重量/接触时间之比将氧化锆转化涂料沉积在金属基材上。本专利技术组合物也可涂布不可用常规的铁磷化清洁剂/涂布剂涂布的有色金属，其包括锌、锌合金、铝和铝合金。本专利技术的一个方面包括含水组合物，其包含以下组分、基本上由以下组分构成或由以下组分构成:A)溶解的锆的来源；B)第一表面活性剂的来源，其在所选的pH范围下是阳离子性的，所述所选的pH范围典型地是由所述含水组合物形成的工作浴的PH范围，所述含水组合物原样使用或是作为浓缩物被稀释至工作浴浓度；C)至少一种不同于B)的非离子性表面活性剂的来源。所述组合物还可包含以下物质中的至少一种:D)氟(fluoride)阴离子；E) pH调节剂，所述pH调节剂的量足以提供不大于6.75的pH ;和F)氟清除剂。在一个实施方案中，组分B (第一表面活性剂的来源)包括包含氮并且任选包含O和SO3中的一种或多种的表面活性剂。在一个实施方案中，组分B包括具有胺部分的表面活性剂、具有胺氧化物部分的表面活性剂、或这些表面活性剂的组合。[0021 ] 在一个实施方案中，在所选的酸性pH下，25-至多100%的第一表面活性剂是质子化的。在一个实施方案中，组分B包括选自选自以下的至少一种第一表面活性剂:烷氧基化烷基胺，所述烷氧基化烷基胺含有枝化或非枝化的、环状或非环状的具有I一20个碳原子的烷基；烷基胺氧化物；和横基甜菜喊(sultaine)。在一个实施方案中， 组分C)包含选自以下的至少一种不同于B)的非离子性表面活性剂:C6_2(I烷基聚乙二醇醚、脂肪胺乙氧基化物；基于烷基c6_2(l烷氧基化苯的醚；乙氧基化c6_2(l醇；E0 / PO嵌段共聚物；和烷氧基化萜烯。还提供提高氧化锆沉积转化涂布浴的沉积速率的方法，在所述氧化锆沉积转化涂布浴中包含本文所述的组合物。在另一个实施方案中，提供包括以下步骤的方法:1)提供金属基材，其具有选自以下的金属表面:铁类金属、锌、锌合金、铝、铝合金及它们的组合；2)使所述表面与组合物接触足够长的时间，以在所述金属基材上形成具有所选厚度的含氧化锆的预处理涂层，所述组合物包含:a.基于错的金属预处理涂布组合物,其包含:50—1000ppm的溶解Zr、0_50ppm的溶解 Cu、0— IOOppm 的 Si02、50-2000ppm 的氟总量、10 — 120ppm 的游离氟；和b.表面活性剂的组合，其包含:第一表面活性剂的来源，其在所述氧化锆沉积转化涂布浴的pH范围是阳离子性的，所述PH范围通常是由所述含水组合物形成的工作浴的pH范围，所述含水组合物原样使用或是作为浓缩物被稀释至工作浴浓度；至少一种不同于所述第一表面活性剂的非离子性表面活性剂的来源；和c.任选存在的螯合剂和/或其他添加剂；以及3)任选地将油漆施加至经金属预处理涂布的金属基材上；其中，步骤2)的时间短于通过使所述表面仅与a)接触而不与b)和任选存在的c)接触，而在所述金属基材上形成具有所选厚度的另一含氧化锆的预处理涂层所需的时间。在一些实施方案中，在步骤I)之后进行步骤2)，并且没有中间清洁步骤。本专利技术的另一方面是包含根据本文所述的方法涂布的金属基材的金属物品。另一实施方案包括包含金属物品，其包含其上沉积的含氧化锆的转化涂层，其中所述涂层在铁类金属基材上的存在量以锆计为100-250mg / m2的附加重量。在一个实施方案中，含表面活性剂的氟锆酸配制物包含阳离子性和/或两性表面活性剂、以及非离子性表面活性剂，该配制物提供稳定的的复配浓缩物(本文档来自技高网...

【技术保护点】
含水组合物，其包含水和以下组分：A)溶解的锆的来源；B)至少一种第一表面活性剂的来源，其在所选的pH范围下是阳离子性的，所述所选的pH范围是由所述含水组合物形成的工作浴的pH范围；C)至少一种不同于B)的非离子性表面活性剂的来源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.23 US 61/500,3191.含水组合物，其包含水和以下组分: A)溶解的锆的来源； B)至少一种第一表面活性剂的来源，其在所选的pH范围下是阳离子性的，所述所选的PH范围是由所述含水组合物形成的工作浴的pH范围； C)至少一种不同于B)的非离子性表面活性剂的来源。2.权利要求1的含水组合物，其中所述至少一种第一表面活性剂包括包含氮并且任选包含O和SO3中的一种或多种的表面活性剂。3.前述权利要求中任一项的含水组合物，其中组分B包括a.)具有胺部分的表面活性剂，b.)具有胺氧化物部分的表面活性剂，或c.) a.)和b.)的组合。4.前述权利要求中任一项的含水组合物，其还包含以下物质中的至少一种: D)氟阴离子； E)pH调节剂，所述pH调节剂的量足以提供不大于6.75的pH ;和 F)氟清除剂。5.前述权利要求中任一项的含水组合物，其中所述所选的pH范围是酸性的，并且所述至少一种第一表面活性剂的来源包括在所选的PH范围为质子化的表面活性剂。6.前述权利要求中任一项的含水组合物，其中所述所选的pH范围是酸性的，并且25重量％-100重量％的所述至少一种第一表面活性剂是质子化的。7.前述权利要求中任一项的含水组合物，其中组分B)包括根据以下通式I的至少一种第一表面活性剂: 8.前述权利要求中任一项的含水组合物，其中组分B)包括选自以下的至少一种第一表面活性剂:烷氧基化烷基胺，所述烷氧基化烷基胺含有枝化或非枝化的、环状或非环状的具有1-20个碳原子的烷基；烷基胺氧化物；和磺基甜菜碱。9.前述权利要求中任一项的含水组合物，其中组分C)包括选自以下的至少一种不同于B)的非尚子性表面活性剂:C6_2(I烷基聚乙二醇酿、脂肪胺乙氧基化物；基于烷基C6_2(l烧氧基化苯的醚；乙氧基化C6_2(l醇；Ε0/Ρ0嵌段共聚物；和烷氧基化萜烯。10.根据前述权利要求中任一项的含水组...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·J·西伯特，B·H·古德雷奥，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：
国别省市：