金属材料用表面处理剂、表面处理金属材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种金属材料用表面处理剂，所述表面处理剂可制备不涂布防锈油而初期防锈性优异、润滑性优异、且省略磷酸盐类化成处理或锆类化成处理等涂装基底处理时涂膜的耐腐蚀性和密合性优异的表面处理金属材料。本发明专利技术的金属材料用表面处理剂含有：锆化合物(A)；水性环氧树脂(B)，其在骨架内具有含羧基的聚合物、且酸值为5~50mgKOH/g，所述含羧基的聚合物含有来源于含羧基的乙烯基单体的重复单元；和羟基羧酸(C)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种金属材料用表面处理剂，特别是涉及一种含有规定量的锆化合物、水性环氧树脂和羟基羧酸的金属材料用表面处理剂。另外，本专利技术还涉及一种使用该金属材料用表面处理剂的表面处理金属材料的制备方法。
技术介绍
金属材料在制备后直至需求方使用前的期间，为了防止生锈(以下称为初期防锈性)，通常涂布防锈油。防锈油通常由需求方在涂装处理前通过脱脂处理除去。另一方面，在排水处理·工业废料等环境方面或管理·药剂·设备等成本方面，由于省略脱脂处理是有效的，所以希望有即使不使用防锈油，初期防锈性也优异的钢板。作为初期防锈性优异的钢板，例如作为专利文献1记载了如下钢板：其是在钢板的表面具有以Zn为基础的防锈膜的表面处理钢板，该防锈膜的最表层由Zn、P和Si的无定形氧化物层构成。另外，在对金属材料实施涂装时，通常在涂装前实施涂装基底处理，可通过涂装基底皮膜实现涂装性能(涂膜的耐腐蚀性和涂膜的密合性)的提高。作为涂装基底处理，通常在脱脂工序后实施磷酸盐类化成处理或锆类化成处理，在以如汽车车体的金属板金构成体的涂装为前提时，在经过切割钢板的工序、压制加工的工序、接合的工序进行组装后，实施涂装基底处理。该涂装基底处理也与上述脱脂工序同样，从环境方面、成本方面和生产效率的观点出发，希望予以省略。在专利文献2中，提出了如下有机被覆钢板：其中，不涂布防锈油、润滑油，仅通过有机被覆膜而使初期防锈性和润滑性优异，且不使用碱和温水等进行脱膜，在附着有有机被覆膜的状态下，电沉积涂装性仍优异。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-242815号公报专利文献2：日本特开平8-257494号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题如上所述，金属材料经过多个工序而最终加工为钢制制品，但在这些工序中，生产效率、作业环境、废弃物削减等始终成为课题，其中之一便是工序省略。如上所述，专利文献1的技术教导：即使不使用防锈油，仍对冷轧钢板赋予初期防锈性，从而省略除去防锈油的脱脂工序。但是，其最多提高冷轧钢板的初期防锈性，对涂装后的性能不会造成影响，因此无法省略磷酸盐类化成处理等涂装基底工序。另外，作为可省略所有碱脱脂以及化成处理等涂装基底处理的技术，记载于专利文献2中。该有机被覆钢板虽然一次防锈性和润滑性充分优异，但作为初期防锈性，未设想到针对盐水喷雾试验等比润湿试验更苛刻的条件的耐腐蚀性能，关于电沉积涂装后，虽然设想到密合性，但也未设想到耐腐蚀性。如上所述，对于金属材料，在以如汽车车体的板金构成体的涂装为前提时，尚未确立金属材料的初期防锈性、对金属材料的润滑性、省略涂装基底处理时涂膜的耐腐蚀性和密合性中的任一性能均处于比目前工序处理品高的水平的万能处理技术。本专利技术解决在目前技术中发现的上述问题，其目的在于：提供一种金属材料用表面处理剂，所述表面处理剂可制备不涂布防锈油而初期防锈性优异、润滑性优异、且在省略磷酸盐类化成处理或锆类化成处理等涂装基底处理时涂膜的耐腐蚀性和密合性优异的表面处理金属材料。另外，本专利技术的目的还在于：提供一种使用该金属材料用表面处理剂的表面处理金属材料的制备方法。解决课题的手段本专利技术人对上述课题进行深入研究，结果发现：通过使用规定量的锆化合物、水性环氧树脂和羟基羧酸，可得到所希望的效果。更具体而言，发现通过以下构成可达成上述目的。(1)一种金属材料用表面处理剂，其含有：锆化合物(A)，水性环氧树脂(B)，其在骨架内具有含羧基的聚合物、且酸值为5~50mgKOH/g，所述含羧基的聚合物含有来源于含羧基的乙烯基单体的重复单元，和羟基羧酸(C)；并且满足以下条件(I)和(II)：(I)来源于所述锆化合物(A)的Zr的质量(AZr)与所述水性环氧树脂(B)的质量的比率(AZr/B)为0.08~6.6；(II)所述水性环氧树脂(B)的质量与所述羟基羧酸(C)的质量的比率(C/B)为0.008~0.7。(2)(1)所记载的金属材料用表面处理剂，其进一步含有硅烷化合物(D)。(3)(1)或(2)所记载的金属材料用表面处理剂，其进一步含有水系润滑剂(E)。(4)一种表面处理金属材料的制备方法，其具备：使(1)~(3)中任一项所记载的金属材料用表面处理剂与金属材料的表面接触，在所述金属材料上形成皮膜而得到表面处理金属材料的皮膜形成工序。(5)(4)所记载的表面处理金属材料的制备方法，其中，所述皮膜的厚度为0.3~5.0μm。(6)(4)或(5)所记载的表面处理金属材料的制备方法，其在所述皮膜形成工序前进一步具备：使所述金属材料的表面与含有选自Mo、W、Y、Bi、Mn、La、Ce、Sm、Zn、Al、Si、Ni、Co、Zr、Mg、Ti和V的1种以上金属原子的金属离子、和/或含有所述金属原子的金属化合物的溶液接触的工序。专利技术的效果根据本专利技术，可提供一种金属材料用表面处理剂，其可制备不涂布防锈油而初期防锈性优异、润滑性优异、在省略磷酸盐类化成处理或锆类化成处理等涂装基底处理时涂膜的耐腐蚀性和密合性优异的表面处理金属材料。另外，根据本专利技术，可提供一种使用该金属材料用表面处理剂的表面处理金属材料的制备方法。具体实施方式以下对本专利技术的金属材料用表面处理剂、表面处理金属材料的制备方法进行详细叙述。在金属材料用表面处理剂中至少含有锆化合物(A)、水性环氧树脂(B)和羟基羧酸(C)。以下，首先对金属材料用表面处理剂中含有的各种成分进行详细叙述。<锆化合物>在成膜后，锆化合物(A)在金属材料上形成的皮膜中以将氧化锆作为主体的形式存在。因此，可得到对酸和碱等的耐化学药品性高的皮膜。锆化合物(A)只要含有锆原子，则其种类无特殊限定，例如可列举出：碱式碳酸锆，碳酸锆的钠、钾、锂、铵等的碳酸锆盐，氢氧化锆，乳酸锆，乙酸锆，硝酸锆，硫酸锆，氯化锆，锆酸钙，乙醇锆，六氟乙酰丙酮锆等。其中，在耐腐蚀性更优异的方面，优选碳酸锆铵、碳酸锆钠。<水性环氧树脂(B)>水性环氧树脂(B)在其骨架内具有含羧基的聚合物，所述含羧基的聚合物含有来源于含羧基的乙烯基单体的重复单元。换言之，水性环氧树脂(B)含有该含羧基的聚合物链作为结构的一部分。若在水性环氧树脂中含有该含羧基的聚合物，则不仅水分散性优异，而且在成膜时水性环氧树脂(B)中含有的含羧基的聚合物中的羧基不仅具有与原材料的金属材料的交联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属材料用表面处理剂，其含有：锆化合物(A)，水性环氧树脂(B)，其在骨架内具有含羧基的聚合物且酸值为5~50mgKOH/g，所述含羧基的聚合物含有来源于含羧基的乙烯基单体的重复单元，和羟基羧酸(C)；并且满足以下条件(I)和(II)：(I) 来源于所述锆化合物(A)的Zr的质量(AZr)与所述水性环氧树脂(B)的质量的比率(AZr/B)为0.08~6.6，(II) 所述水性环氧树脂(B)的质量与所述羟基羧酸(C)的质量的比率(C/B)为0.008~0.7。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种金属材料用表面处理剂，其含有：
锆化合物(A)，
水性环氧树脂(B)，其在骨架内具有含羧基的聚合物且酸值为5~50mgKOH/g，所述含羧
基的聚合物含有来源于含羧基的乙烯基单体的重复单元，和
羟基羧酸(C)；
并且满足以下条件(I)和(II)：
(I)来源于所述锆化合物(A)的Zr的质量(AZr)与所述水性环氧树脂(B)的质量的比率
(AZr/B)为0.08~6.6，
(II)所述水性环氧树脂(B)的质量与所述羟基羧酸(C)的质量的比率(C/B)为0.008~
0.7。
2.权利要求1所述的金属材料用表面处理剂，其进一步含有硅烷化合物(D)。
3.权利要求1或2所述的金属材料用表面处理剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：工藤英介，生井良和，清水大辅，
申请(专利权)人：日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP