[發明專利]一種用于轉化涂布含鋅金屬基底的組合物及其處理方法和該處理過的含鋅金屬基底及其用途

有效

• 申請號: 200810096526.9
• 申請日: 2008-05-12
• 公開（公告）號: CN101580654A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 西提才·觸-庵派;洪靜嫻
• 申請（專利權）人: 漢高兩合股份公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;B05D7/14
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 薛 琦;朱水平

技術領域

本發明涉及一種用于轉化涂布含鋅金屬基底的組合物，其為水性無鉻， 并且含有釩離子源和與釩離子有一定量的摩爾比的磷酸根離子和氟鈦絡合 物。此外，本發明還包括用該組合物處理含鋅金屬基底的方法，該組合物 尤其適合卷材涂層工業中的涂敷型涂覆法。本發明還包含用該方法處理的 含鋅金屬基底以及該含鋅金屬基底在生產大型家庭用具、家用電器、車輛 和在建筑業中的用途。

背景技術

對含鋅材料，尤其是鍍鋅或鍍鋅合金的鋼帶的短期防腐保護通常是靠 防護油，或者必要時進行轉化處理，如磷化或鈍化。此處的術語“轉化處 理”指用水溶液對金屬表面進行處理，在處理過程中原來的金屬表面層轉 化成一種無機層，該無機層包含處理水溶液中的陽離子和陰離子以及處理 的基底金屬中的陽離子。金屬轉化處理的范圍包括使金屬具有防腐蝕保護 層，并提供一個連接層，以提高金屬表面與此后涂抹的有機涂層間的粘附 力。

用于建筑物、自動化工業、電子市場或大型家庭用具制造中的含鋅材 料的表面加工通常要經過多個步驟，包括預處理步驟或除油步驟，以清洗 金屬表面、去除殘留油脂和硬水殘留物或其他有機的表面污染物；還包括 通過轉化處理形成屏蔽涂層及涂布有機涂層，如底漆、油漆或電鍍涂層等。 由于基底和對涂層的特殊要求，轉化處理后還要經過鈍化清洗，這能進一 步提高屏蔽層的抗腐蝕性和粘附性。由于金屬基底的緣故，之后還要特別 地進行鉻酸鹽鈍化清洗，以去除磷酸鹽涂層中的缺陷，如微孔和裂紋，同 時提高無機屏蔽層的油漆粘附性。

現有技術中，關于防腐蝕保護和對之后涂布的有機涂層的粘附通過鉻 酸鹽轉化處理實現。在自動化工業中，用磷酸鹽化方法形成一層有效的屏 蔽層已是成熟的方法。但是該方法本身是一個復雜的多步驟過程，其需要 控制大量鍍浴參數，同時相對于鉻酸鹽鈍化，該方法得到的裝飾性涂層更 少。由于這些鉻酸鹽涂層含有危險的六價鉻，表面處理工業正尋求一種能 代替鉻酸鹽轉化的方法，以符合最近在歐盟生效的國家和地方法律法規。 這些法律法規是以歐盟對廢棄電設備或電子設備發出的命令(2002/95/EC) 和回收循環使用報廢車輛的命令(2000/53/EC；2005/673/EC)為依據的。人 們的很多努力是發展含鋅金屬的磷酸鹽化方法，使其滿足短期防腐蝕的要 求并提供相當的粘附力以粘附涂抹于磷酸鹽化的鋅基底上的有機涂層，而 不需要額外的步驟，如磷酸鹽化步驟前的激活步驟、額外的鈍化清洗(如 鉻酸鹽后處理)。特別地，“無清洗”或“涂敷型”涂覆很受歡迎，因為它 們提供了一種一步方法，該方法能形成屏蔽層，還可以包含一層能粘附于 要保護的金屬部分的初始有機層。

美國專利US?6692583公開了一種用于鎂基底的水性無鉻轉化涂布的 組合物，該組合物僅包含a)釩酸根離子源，b)磷酸根離子源和c)硝酸 根離子源。該專利還提到能夠作為該涂料組合物進一步可選擇的成分可包 括硼酸根離子源，氟離子和/或氟硼酸根離子。

美國專利US?2007/0068602公開了一種制備方法和一種組合物，用含 有鋯或釩的轉化涂料涂布在鐵金屬表面，該轉化涂料本質上不含形成有機 膜的組分和丹寧酸。根據該發明的內容，最重要的方面在于確定釩與磷酸 根離子的比值為0.5-2.4，出于對環境的考慮，使磷酸鹽的用量盡可能小。 而另一個重要的方面是，鋯原子和釩原子的比值要在1∶2-2∶1的范圍內。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有的對含鋅金屬基底的轉化處 理步驟復雜、有鉻污染的缺陷，而提供一種穩定的含有釩離子源的水性無 鉻用于轉化涂布的組合物，其可以為含鋅金屬表面提供一層薄的無機保護 層。在含鋅金屬基底上形成的薄的無機層能提供短期保護，防止腐蝕，尤 其是防止在涂覆下一步保護涂料(如有機底漆和/或油漆)前白銹的形成。 而且，在涂覆本發明的組合物的過程中形成的薄的無機層還需要有極好的 油漆粘附性。此外，這種水性無鉻用于轉化涂布的組合物還要能適合卷材 涂層工業中很受歡迎的涂敷型涂覆法。

作為本發明組合物的先決條件，術語“穩定”的含義為：組合物在溫 度達到60℃，且維持至少24小時的情況下仍然保持透明而沒有沉淀形成。

本發明中，術語“無鉻”的含義為：組合物中鉻的總量小于1ppm，較 佳的小于0.1ppm。在該總量以下的少量鉻可以積聚在組合物中，因為在含 鋅基底的處理中，該含鋅基底與少量鉻復合可作為合金組分或作為經過預 處理的金屬基底的無機組分。