[發明專利]以多組分水性組合物涂布金屬表面的方法

有效

• 申請號: 200580046309.3
• 申請日: 2005-11-09
• 公開（公告）號: CN101098984A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: T·科爾伯格;M·沃特;P·舒巴克
• 申請（專利權）人: 凱密特爾有限責任公司
• 主分類號: C23C22/36
• 分類號: C23C22/36;C23C22/34;C23C22/68;C09D5/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫宏艷;林森

技術領域

本發明涉及一種以包含至少一種硅烷或/和相關化合物和至少一種其它組分的水性組合物涂布金屬表面的方法。本發明還涉及相應的水性組合物以及按照本發明方法涂布的基材的應用。?

背景技術

迄今，處理金屬表面，尤其是由至少一種金屬材料制成的零件、卷材(coil)或卷材部分，或者用于在金屬表面噴漆之前對金屬表面實施預處理采用得最廣的方法通常一方面基于鉻(VI)化合物的使用，任選地連同各種各樣添加劑，或者另一方面基于磷酸鹽，例如，鋅/錳/鎳的磷酸鹽的使用，任選地連同各種各樣添加劑。?

由于尤其是與采用含鉻酸鹽或含鎳的方法相聯系的毒理學和生態學的危險，多年來在所有金屬基材表面技術領域一直在尋求這些方法的替代辦法，但是現已反復發現，在許多領域，完全不含鉻酸鹽或不含鎳的方法不能100％地滿足性能譜或者不能提供所要求的安全性。因此，就盡可能減少鉻酸鹽含量或鎳含量以及盡可能用Cr³⁺替代Cr⁶⁺進行了各種嘗試。高質量磷化(phosphatierungen)方法被用于，尤其是汽車工業，例如，噴漆前的車身預處理，以便將汽車防腐蝕保護質量維持在高水平。鋅/錳/鎳磷化方法傳統上就用于這一目的。盡管進行了多年研發工作，但沒有突出質量限制的無鎳磷化嘗試在多金屬應用領域，例如在車身所涉及的那些領域，已證明不成功，這一領域，在歐洲，鋼、鍍鋅鋼和鋁或鋁合金的金屬表面一般是在同一浴中進行預處理的。然而，由于所含的鎳，本身即使比較起來很少，但在可預見的將來會被劃歸引起較大毒理學關切的類別，于是便產生是否能用其它化學方法達到相當的防腐蝕保護作用的問題。?

例如硅烷/硅烷醇在水性組合物中的應用借以生產富含硅氧烷/聚硅氧烷的防腐涂料的技術原理上是公知的。為簡單計，硅烷/硅烷醇/硅氧烷/聚硅氧烷在下文中通常僅稱作硅烷。雖然這些涂料本身是成熟的，但某些采用以硅烷為主要成分加上含有溶劑(們)的水性組合物?涂布的方法難以施涂。這些涂料不總是能成形為具有優異性能的涂層。況且，憑借肉眼或光學輔助手段，要對金屬基材上非常薄、透明的硅烷涂層及其缺陷做出充分的品質鑒定可能成問題。形成的富含硅氧烷-或/和聚硅氧烷涂層的防腐蝕保護和漆層的附著力通常很高，但并非總是如此高，在某些情況下，即便在合適的場合，這些性能對于特殊用途來說仍不夠高。目前需要一種采用至少一種硅烷的其它方法，它應提供高加工安全性和生產出高質量涂層，尤其就耐腐蝕和漆層附著力而論。?

在含硅烷水性組合物的配制中，也已證明有利的是加入少量或大量至少一種選自有機單體、低聚物和聚合物的組分。加入到此種組合物中的硅烷類型和數量在某些情況下對于效果具有決定意義。然而，傳統上，硅烷的加入量比較少——大多僅最高為總固體含量的5wt％——于是它們將起“偶聯劑”的功能，此時增粘作用應占主導地位，尤其在金屬基材與漆層之間，同時任選地還在顏料與有機漆成分之間，但輕微交聯作用作為次要效應也發生在某些工況中。扼要地說，在熱固性樹脂體系中加入非常少量硅烷。?

在此將同一日期提交給同一專利局的有關類似發明主題的其它2篇專利申請明確收入本文作參考，尤其是有關水性組合物、在水性組合物中的添加物，涂布前、期間和之后的步驟，浴行為、層的成形、層性質以及測定的效果，特別是在實施例和對比例中的那些。同樣，在下面的專利申請中也明確地包括進導致優先權的專利申請。?

從EP?1?017?880?B1公知應用一種包含1∶2～2∶1混合比的部分水解氨基硅烷和含氟酸的水性組合物。此種酸優選是氟鈦酸。由它生成的涂層雖好但達不到與基于鋅/錳/鎳的磷酸鹽的用于汽車制造，尤其是多金屬用途的極高質量磷酸鹽涂層一樣水平作為高質量耐腐蝕涂層的要求。所述出版物未指出多種酸的組合可以是有利的。?

發明內容

因此，本發明的目的是建議一種水性組合物，它基于環境友好化學組合物并保證高耐腐蝕性，而且也適合多金屬場合，其中例如，鋼和富鋅金屬表面，任選地還有富鋁金屬表面，在同一浴中進行處理或預處理。本發明目的還在于建議一種適合在汽車制造中涂布車身的水?性組合物。?

現已發現，至少一種絡合氟化物的加入有助于極大減少或避免傷害硅烷與金屬表面之間的結合，以致清洗沒有或僅具有非常輕微的損害作用。?

現在還發現，至少兩種絡合氟化物的組合，尤其是氟鈦酸(Fluortitansaüre)與氟鋯酸?能提供格外提高的涂層質量。?