提高金属表面自沉积涂层抗蚀性的处理制造技术

一种提高金属表面自沉积涂层抗蚀性的方法，通过将金属表面未固化涂层与含有络合氟阴离子的反应漂洗液相接触。由于在冷轧钢和镀锌钢上的自沉积涂层的防护性能均有提高，因此其一优选应用是二者可被同时处理，具有实用、经济的优点。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自沉积涂层的处理，该处理是为了增强金属表面，尤其是正铁亚铁制品，包括涂锌(也称镀锌)钢的表面涂层的抗蚀性或延长这种抗蚀性。相关技术的说明自沉积是个一般术语，用于描述含实质上均匀的有机粘合剂的膜在金属表面，通常最好是在经清洗的金属表面上的沉积，在沉积过程中不外加电流。自沉积包括用水性涂料组合物。该组合物包含分散的有机树脂，一般其固含量相对较低，例如5～12％，通常小于10％，在浸于其中的金属表面上形成固含量相对较高的涂层，通常大于10％，随着金属表面浸入涂料组合物的时间延长涂层也将越厚。由于自沉积过程是化学趋动，而非电趋动，因此即便基体的形状或设计怪异复杂，在任何溶液润湿基体表面时，都将沉积形成相当均匀的涂层。通常，自沉积组合物是水性的酸溶液，它含有非常细分散化分散于其中的固体树脂粒子。当金属基体浸于其中时形成的涂层通常较湿而且脆弱，虽然它足可以克服重力和适当的喷射力而保持其自身的状态。这种状况下涂层称为“未固化”。为使自沉积涂装的物件适于通常的实际应用，未固化的涂层一般要借助于热量干燥。此时涂层称为“已固化”。自沉积组合物的基本组成是水，分散于组合物水性介质中的固体树脂，以及活化剂，它是一种或多种能使该组合物转化并在金属表面可形成树脂涂层的组分，该树脂涂层随着金属表面浸入组合物中时间的延长，其厚度或面密度也随之增大。许多类型的活化剂或活化体系是已知的。活化体系通常包含一个酸性氧化体系，例如过氧化氢和氢氟酸；硝酸；含铁离子的化合物和氢氟酸；和其它下述的结合(i)含金属的水溶性化合物如，氟化银，氧化亚铁，硫酸铜，硝酸钴，乙酸银，磷酸亚铁，氟化铬，氟化镉，氟化亚锡，二氧化铅和硝酸银，其量在每升约0.025至50g之间(以下缩写为“g/L”)，连同(ii)一种或多种酸如氢氟酸，硫酸，盐酸，硝酸，磷酸和有机酸如乙酸，氯乙酸和三氯乙酸。自沉积组合物可用于形成具有优良美感并能防止基体金属老化，例如在水中受腐蚀的涂层。然而应用上还需要自沉积涂层具有许多优良的性能。为提高自沉积涂层的性质已发展起多种不同的方法，包括(a)在形成涂层前先在金属表面进行化学预处理；(b)选择特殊树脂以形成涂层，以及(c)对刚形成的或未固化的涂层进行化学后处理。美国专利U.S.4,800,106，其公开内容除与这里任何明确的叙述相矛盾的以外，此处均被引作参考，它描述了许多对未固化自沉积涂层进行处理的参考方法，包括对刚形成的自沉积涂层用酸，一种或多种铬化合物的水溶液进行处理以提高抗蚀性。形成自沉积涂层后进行化学处理，如“反应漂洗”(其定义为任何包含除水和空气外特含意加入的组分所进行的漂洗)，可改善抗蚀性、光泽和其它性能，但同时这种处理经常产生如废物处理等问题。这样，后处理中含铬化合物的使用便产生了废物处理和环境问题，由于铬必须被首先去除或在作废物处理之前还须进行其它处理，带来了一些不利之处。过去，冷轧钢和镀锌钢经常需要各种不同的自沉积涂层，需要不同的后处理，如对涂层进行的各种反应漂洗。本专利技术的目的之一是提供一种方法，它包括一种反应漂洗，使用环境上可接受的、不产生废物处理问题的、不含铬的物质，可提高自沉积涂层的耐久性和抗蚀性。本专利技术的另一目的是对不同金属基体的涂层，提供一种单一反应漂洗方法，尤其是对既为冷轧钢又为镀锌钢。通过这一方法，一种单一的反应漂洗可被用于包含两种或多种不同类型的金属表面以及自沉积涂层的组合物件，这样，这种组合物件可更有效地进行同时处理。专利技术描述除权利要求和实施例，以及其它已明确暗示或说明之处外，在本描述部分中说明物质用量或反应和/或使用条件的所有数量，应被理解为在描述专利技术的最宽范围时，被词“大约”所修饰。在所述数值范围内实施通常是优选的。同样，除作明确的相反声明百分数，“份”，和比率值均是重量；术语“聚合物”包括“齐聚物”，“共聚物”，“三元共聚物”以及相类似物；适合的或优选的有关专利技术的一个特定目的的一组或一类物质是指两种或多种本组成或本类物质的混合物同样适合或优选；用化学术语描述的组成是指描述中说明的任何结合时以外的组成，且无须排除混合物一经形成后的组分间的相互化学作用；物质用离子形式说明时是指组成作为整体而言，有足够的反离子存在以产生电中性(没有明确说明的任何反离子应尽可能地从其它明确说明离子形式的组分中优选；其它情况时这种反离子可以自由选择，但要排除反离子的作用有背于专利技术目的)；术语“摩尔”和它的一些变化可适用于元素，离子和任何其它由存在的原子的数目和种类定义的化学单元，以及被严格定义分子的化合物。专利技术概要按照本专利技术，通过用水性漂洗液处理金属基体上的未固化涂层，可将自沉积涂层已干燥或已固化的金属基体的抗蚀性从通过用普通水漂洗湿的、未固化的自沉积涂层可达到的水平上进一步提高，其中所述漂洗液包括，优选必要组成为，或进一步优选由水和下述阴离子组成，阴离子由下述组成(i)至少四个氟原子和(ii)至少选自钛，锆，铪，硅和硼中的一种元素的一个原子，和任意的(iii)一个或多个氧原子；漂洗液还可包含其它组分，作为pH值调节剂，或通常任意其作用不与本专利技术目的相背的组分。漂洗液中阴离子的引入可通过加入相应的酸或含有该阴离子的盐；不论哪一种情况，当这种物质溶解入处理用的漂洗液时，出于本专利技术要实现的目的，按该特定阴离子的化学计量平衡必须要考虑，而不考虑其实际溶液中电离的程度如何。优选实施方案的描述除这里描述的使用特殊类型的反应漂洗以外，按本专利技术的方法优选与以前技术中的自沉积方法类似。这样，完整的过程是，在自沉积涂装之前，金属基体最好先经清洗，通常使用经济可得的清洗剂，碱。清洗过程通过喷洒，浸渍或其它任何有效方法或方法之结合而实现，在这以后，自沉积涂装以前，被涂装的部件最好用水漂洗以去除任何残留的清洗液。将基体浸入含有所需聚合物胶乳，乳液或分散体的涂装液中足够长时间，使基体被涂装的湿膜厚度按所给顺序优选地达到至少2，4，5，6.0，6.5，6.8，7.1，7.4，8.0，9.0，10，11，12，13，14或15微米(以下缩写为μ)，且分别按所给顺序，优选地不超过50，40，30，28，27，26或25μ。自沉积过程的时间和温度依涂料中特定树脂性质的不同而不同。涂层沉积后，将应用本专利技术的反应漂洗以提高后期形成的固化涂层的抗蚀性。自沉积浴的化学组成可不受限地选自所有可产生任何有益效果的涂层的组成，尤其是包括美国专利U.S.3,585,084，3,709,743，3,776,848，4,180,603，4,191,676，4,313,861，4,347,172，4,366,195，4,657,788所介绍的组成，所有这些，在它们描述的适于自沉积浴的，且不与任何此处清楚叙述相矛盾的组成的范围内，这里均被引作参考。按本专利技术方法处理得到的，较优选的涂层是由在水溶性酸溶液中分散有树脂粒子的自沉积组合物形成的，这种水溶性酸溶液是由氢氟酸和一种含水溶性铁离子的组分，最优选氟化铁混合而成的。公开了优选的活化体系的美国专利U.S.4,347,172和4,411,937指出，在组合物可任选使用一种氧化剂，其在组合物中的量为约每升0.01～0.2氧化当量。适宜的氧化剂为例如过氧化氢，重铬酸盐，高锰酸盐，硝酸盐，过硫酸盐，过硼酸盐，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在金属基体上形成含有一种有机粘合剂的防护涂层的方法，所述方法包含以下步骤：（Ａ）将金属基体与一液态自沉积组合物接触足够长时间，使金属基体表面形成一层湿的粘附膜，该膜含有从自沉积组合物中沉积出来的有机粘合剂；（Ｂ）将从步骤（Ａ）得 到的具有湿的粘附膜的基体与自沉积组合物分离，将湿的粘附膜与一水性液态、含有水和阴离子的漂洗组合物相接触，其中的阴离子由下述组成（ｉ）至少四个氟原子，和（ｉｉ）至少一个选自钛，锆，铪，硅和硼元素的原子，以及任选地（ｉｉｉ）一个或多个氧原子；以及（Ｃ）将通过步骤（Ｂ）改性的具有湿的粘附膜的基体与步骤（Ｂ）中使用的水性液态漂洗液相分离，接着将基体上的湿膜烘干以形成干燥膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：OE罗伯托，SE多兰，
申请(专利权)人：亨凯尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]