[發明專利]在磷化之前用活化劑涂覆金屬表面的方法

有效

• 申請號: 201610883664.6
• 申請日: 2009-12-09
• 公開（公告）號: CN106947967B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: T.科爾貝格爾;E.舍恩費爾德;O.達倫堡;M.瓦爾特
• 申請（專利權）人: 凱密特爾有限責任公司
• 主分類號: C23C22/80
• 分類號: C23C22/80
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 李穎;林柏楠

本發明涉及在磷化之前用活化劑涂覆金屬表面的方法。具體地，本發明涉及一種磷化金屬表面的方法，其中在磷化之前，金屬表面用基于磷酸鹽和鈦的含水膠體活化劑處理，其中所述活化劑含有至少一種具有至少一個有機基的水溶性硅化合物。本發明還涉及相應的活化劑。

本專利申請是申請日為2009年12月9日、申請號為200980156325.6，同題的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種磷化金屬表面的方法，其中在磷化之前，金屬表面用基于磷酸鈦的含水膠體活化劑處理，以及涉及相應的活化劑。

背景技術

磷化是一種已在金屬表面上使用數十年、用于短期或持久腐蝕保護和還經常改善后續底漆層或漆層的粘合性的預處理方法。被稱為成膜磷化方法(即它們形成清楚可見的結晶層)的含鋅磷化方法具有突出的品質，并且迄今僅有有限地被具有等效涂覆性能的預處理方法所替代。特別地，磷酸鋅-鎳或鋅-錳-鎳具有突出的品質，并且出于對腐蝕保護和油漆粘合性的原因，它們在有機涂層下的富鋁-、鐵-或鋅-金屬表面上通常是絕對必需的。

為了形成高質量涂層，含鋅的磷化方法特別需要預先活化，其中用基于磷酸鹽膠體或/和磷酸鹽顆粒的晶核以及任選用其它物質涂覆干凈的或已被清潔的金屬表面。

基于良好的活化，結晶的含鋅磷酸鹽的層能夠基本至完全封閉地形成。此外，在許多實施方案中，如果結晶層具有相對細顆粒的晶體或/和基本由均勻成型的晶體形成，這是有利的。例如，基于良好的活化，磷酸鋅-錳-鎳的涂層通常具有1.0至3.5 g/m²的層重量，以及當在掃描電子顯微鏡下觀察時，磷酸鹽晶體的平均晶體尺寸經常低于12 μm。但是如果在省略這種磷化之前進行活化，則形成的磷酸鹽層通常具有5至8 g/m²的層重量，以及當在掃描電子顯微鏡下觀察時，磷酸鹽晶體具有經常大于30 μm的晶體尺寸。在后者情況下，層重量對于與后續底漆層或漆層的油漆粘合性而言過高，因為基于過厚的磷酸鹽層將預期油漆粘合性不足。過大的磷酸鹽晶體的結果是磷酸鹽層的油漆粘合性降低、耐腐蝕性降低、機械強度降低，油漆表面不均勻以及化學品的消耗顯著更高。這些性能的品質進展經常是嚴格成比例的。

現有市售的活化劑在必須用補充溶液再次補充至較大程度以保持或變為可操作性之前或在它們被新的批料溶液替代之前，在批量生產中通常具有僅約一天的使用壽命。經由添加有機聚合物的一些市售的獨立活化劑在批量生產中具有最多約四或五天的使用壽命，但是這種使用壽命因此僅對于五個工作日內的作業具有有限的適用性。受限制的使用壽命主要表現在磷酸鋅處理期間形成的磷酸鹽層在工作周之內由于改變的活化劑經歷層重量增加，例如約1.3 g/m²增加至例如4.5 g/m²的層重量，由此也經歷涂層厚度增加。此外，耐腐蝕性和油漆粘合性方面的劣化也與這一現象有關。在大多數汽車車間中，約1.0至約3.5 g/m²的層重量是原則上可允許的。但是油漆粘合性降低和化學品消耗較高也與層重量較高有關。

因此有利的是活化劑的浴組成和層重量以及其它層性能的變化在生產周期之內較少大范圍變化。術語“浴”這里表示處理浴。

發明內容

目的因此是研發和建議一種活化劑，其盡可能可以使用五天(=一個工作周)，并且在這期間其性能僅顯示微小變化(=長期穩定性)。如果在使用期內隨后形成的磷酸鹽涂層的層重量以及平均磷酸鹽晶體尺寸僅發生微小變化，則活化品質也被認為是良好的或甚至很好的。

根據本發明的方法，在一周內測得層重量的改變和變化值為±0.3至最高±1.0g/m²，取決于實驗室測試批次和裝置，其中層重量總是保持在1.0至3.5 g/m²。如果在使用期內，活化劑在磷化期間形成的磷酸鹽涂層的性能方面僅產生微小變化和改變，則這是有利的。