[發明專利]用包含表面活性劑的含水組合物鈍化金屬表面的方法

有效

• 申請號: 201180048436.2
• 申請日: 2011-10-04
• 公開（公告）號: CN103154318A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: G·梵德米倫;A·費森貝克爾;B·勞布施;H·維特勒;J·特羅皮施
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C23C22/06
• 分類號: C23C22/06;C23C22/50;C23C22/53
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 肖威;劉金輝

本發明涉及一種使用包含含酸性基團的聚合物且還包含基于烷氧基化醇的非離子型表面活性劑的含水酸性組合物鈍化金屬表面的方法。

本發明進一步提供一種用于鈍化金屬表面的含水酸性組合物，所述組合物包含含酸性基團的聚合物和特定的非離子型表面活性劑。本發明還涉及所述含水酸性組合物在鈍化金屬表面中的用途。

本發明還涉及一種位于金屬表面上的涂層，其可通過本發明所述的方法獲得。

通常對金屬材料，更特別地對鐵和鋼進行鍍鋅以防止其受腐蝕性環境的影響。由鋅所提供的腐蝕防護來源于如下事實：其比金屬材料本身更賤，因此其本身首先腐蝕。鋅可起相對于所述金屬表面的所謂犧牲電極的作用。由于鋅層本身也腐蝕(白膜)，通常通過施加所謂的鈍化涂層而減緩對這類鋅涂層的腐蝕。鈍化涂層減緩了對金屬表面的腐蝕且同時可用于改善任意待施加的任何涂料層的粘合性。代替術語“鈍化涂層”，通常同義地使用術語“轉化涂層”。

向例如鍍鋅金屬零件(例如電鍍鋅或熱浸鍍鋅的基材)施加鈍化涂層，隨后涂覆。還對不進行涂覆而使用的零件施加。類似地，鋁或鋁合金的金屬表面通常具有鈍化涂層，特別是當隨后對其進行涂覆時。

目前，用于制備片狀金屬工件如汽車零件、車身零件、設備襯里、房屋表面涂層(fassadenverkleidung)、天花板涂層(Deckenverkleidung)或窗戶型材的原料通常為長金屬帶材，借助合適的技術將其成型為所需的零件和/或將其連接。這些種類的金屬材料的防腐處理通常在多步操作中完成。經處理的金屬表面通常具有許多不同的層。防腐處理可在生產操作的不同點處進行。該防腐可為臨時性或永久性的。臨時性防腐例如僅僅用于儲存或運輸金屬工件如金屬帶材，且在最終加工前再次除去。

技術和經濟上特別重要的是具有鍍鋅表面的帶材，更特別是電鍍鋅或熱浸鍍鋅的鐵或鐵合金如鋼的帶材。還重要的是包含鋁或鋁合金的金屬帶材。

通常將一個或多個額外的涂料層施加至鈍化表面上。這些涂料層的目的的實例是保護鈍化涂層和金屬免受腐蝕性氣體和/或液體和/或機械損傷(例如石擊片落)。該涂層也可用于美觀目的。涂料層通常比鈍化涂層要厚得多。涂料層的厚度通常為4-400μm。

在現有技術中，鋅或鋁表面上的鈍化涂層通常通過用鉻酸鹽(例如CrO₃)的酸性水溶液或用Cr(III)鹽的酸性水溶液處理待防護的工件而獲得(參見EP-A0907762)。

在大氣氧的存在下，鋅或鋅合金或鋁或鋁合金的表面首先形成薄的氧化物層，所述氧化層能減緩對下層金屬的腐蝕。通常，在基于鉻化合物的鈍化方法中，該存在的氧化物膜與一些待防護的金屬一起溶解并至少部分進入位于所述金屬表面上的膜中。該膜通常類似于天然氧化物膜且通常包含專門引入的磷酸鹽、重金屬和/或氟化物。所得的鈍化或轉化涂層能有效保護下層金屬免受腐蝕。

最近還開發了用于金屬涂覆鋼板和零件(例如熱浸鍍鋅鋼)的鈍化方法，所述方法基于作為有機成膜劑的聚合物。在這些方法中，通常使用含有羧基、磷酸和/或膦酸基團的各種成膜聚合物的酸性水溶液以形成鈍化涂層。在施加所述酸性配制劑之后，金屬表面通常發生部分溶解(例如鋅)。通常釋放出多價金屬離子(例如Zn²⁺)并使金屬表面附近的pH值提高。所述酸性聚合物可與所述多價金屬離子發生交聯并成膜。

由于所述使用酸性聚合物的鈍化方法，避免了使用重金屬如鉻，因此這些聚合物基鈍化方法的重要性穩步提高。現有技術所已知的是各種(大多為酸性的)鈍化制劑，其通常包含含酸基的水溶性成膜聚合物。還已描述了使用這些制劑的鈍化方法。

DE-A19516765涉及一種通過用酸性溶液處理而在鋅或鋁表面上形成轉化涂層的方法，所述酸性溶液包含有機成膜劑以及呈與能形成螯合物的羧酸和磷酸的水溶性配合物形式的鋁離子。所提及的有機成膜劑包括含羧基的聚合物，更特別地為丙烯酸和/或甲基丙烯酸的均聚物和/或共聚物。

WO2004/074372描述了使用包含丙烯酸和乙烯基膦酸和/或馬來酸的共聚物鈍化金屬表面，其中所述鈍化配制劑可包含其他組分。

WO2008/012248描述了用于鈍化金屬表面的酸性制劑，其包含由具有疏水基團的單(甲基)丙烯酸酯(如乙酸羥乙酯)、具有膦酸基團的單體(例如乙烯基膦酸)和具有羧基的單體(例如丙烯酸)合成的共聚物。

WO2006/134116描述了一種鈍化金屬表面的方法，包括用包含含酸基的聚合物和多價陽離子如鋅離子、鈣離子、鎂離子或鋁離子的含水組合物對其進行處理。