一种处理金属表面的水性液体组合物，所述组合物主要由水和以下成分构成： （Ａ）至少约０．１５Ｍ／ｋｇ氟金属酸盐的阴离子的组分，每种所述阴离子包括（ｉ）至少四个氟原子，（ｉｉ）至少一个选自钛、锆、铪、硅、铝和硼元素的原子，和，任选，（ｉｉｉ）可电离的氢原子，和，任选，（ｉｖ）一个或多个氧原子； （Ｂ）一种选自钴、镁、锰、锌、镍、锡、铜、锆、铁和锶元素的二价或四价阳离子的组分，其含量达到使该组分的阳离子总数与组分（Ａ）中阴离子数之比至少约为１∶５但不大于约３∶１； （Ｃ）至少约０．１５Ｍ↓［ｐ］／ｋｇ选自含磷无机氧原子和膦酸盐的阴离子的组分；和 （Ｄ）至少约１．０％选自水溶性和水分散性的有机聚合物和聚合物成形树脂的组分，该组分的量也足以使组合物中有机聚合物和聚合物成形树脂的固体含量与组分（Ａ）的固体含量之比在约１∶２至３∶１的范围内；和 （Ｅ）酸度；和，任选， （Ｆ）一种可溶解的氧化剂；和，任选， （Ｇ）一种选自溶解或分散的对沉降稳定的配合物的组分，所述配合物由组分（Ａ）的成分和一种或多种选自金属和准金属元素以及这些金属或准金属元素的氧化物、氢氧化物和碳酸盐的材料之间的反应而产生的不同于存在于溶液中作为组分（Ｂ）成分的反应产物。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及处理金属表面用的组合物和方法，该方法采用酸性的水性组合物在金属上形成转化涂层；该转化涂层可为其后的涂装提供极好的基底。本专利技术非常适宜于处理铁和钢、镀锌铁和钢、锌及其含至少50原子百分数的锌的合金、铝及其含至少50原子百分数的铝的合金。优选被处理的表面主要为二价铁；最优选被处理的表面为冷轧钢。在现有技术中已讲述多种本专利技术通用的材料，但是，这些材料的大多数含有环境中不希望有的六价铬。本专利技术的目的是极力避免使用六价铬以及其它已鉴定为对环境保护有害的材料例如铁氰化物。除了在权利要求和操作实施例中或明确指出的地方之外，本说明书中所有表示材料量或反应条件和/或用量的数字量在说明本专利技术的最宽范围时均可理解为以词“约”修饰。通常优选在所述的数量极限范围内实施。此外，除非另有不同的说明百分数、“份数”和比例值均以重量计；术语“聚合物”包括低聚物；关于适用于或优选用于本专利技术特定用途的一种或一类材料的说明，其意思是任何两种或多种该种或该类物质的混合物同样是适宜或优选的；化学术语中对组分的说明指的是当时添加到说明中规定的任一种组合物中的组分，而不必排除一旦混合后混合物的组分中化学上的相互作用；概括而言，关于呈离子状态的物料的说明意思是有足够的使组合物产生电中性的抗衡离子存在(任何含义上规定的抗衡离子应尽可能优先选自其它明确地规定呈离子状态的组分；否则，除了要避免对本专利技术所述目的起反作用的抗衡离子之外，可任意地选择这类抗衡离子)；术语“摩尔”及其变量可以应用到元素的、离子的和任何其它以原子出现的数量和类型所规定的化学物质以及明确规定克分子的化合物。已发现，特别是在采用含有保护涂料例如油漆或硝基漆的有机粘合剂进行常规涂装后，将金属表面与下面详细叙述的组合物在足够的温度下接触足够长的时间，可使极好的抗腐蚀性赋予活性金属表面，特别是铁和钢以及其它含铁的表面上。优选将该组合物以基本上均匀的涂层涂装在被处理的金属表面上，然后就地干燥金属表面而不立即漂洗。本专利技术的组合物包括，优选主要由，或更优选由水和以下组分组成(A)一种氟金属酸盐的阴离子的组分，每种所述阴离子包括(i)至少四个氟原子，(ii)至少一个选自钛、锆、铪、硅、铝和硼元素的原子，和，任选，(iii)可电离的氢原子，和，任选，(iv)一个或多个氧原子；优选的阴离子是氟钛酸根(即，TiF6-2)或氟锆酸根(即，ZrF6-2)，最优选氟钛酸根；(B)一种选自钴、镁、锰、锌、镍、锡、铜、锆、铁和锶元素的二价或四价阳离子的组分；优选至少占组分(B)总重的60％选自钴、镍、锰或镁，更优选锰、钴或镍；，顺次更优选该组分的阳离子总数与组分(A)中阴离子数之比至少为1∶5、1∶3、2∶5、3∶5、7∶10或4∶5；独立地，最好按给定顺序优选该组分的阳离子数与组分(A)中阴离子数之比不大于3∶1、5∶2、5∶3、10∶7、5∶4或1.1∶1；(C)一种含磷无机氧阴离子和/或膦酸盐的阴离子的组分；和(D)一种水溶性和/或可分散性的有机聚合物和/或聚合物形成树脂的组分，优选的用量使组合物中有机聚合物和聚合物形成树脂的固体含量与组分(A)的固体含量之比，最好按给定顺序优选为1∶5至3∶1、1∶2至3∶1、0.75∶1.0至1.9∶1.0、0.90∶1.0至1.60∶1.0、1.07∶1.0至1.47∶1.0或1.17∶1.0至1.37∶1.0；和(E)优选足够的酸度使操作组合物的pH值为0.5—5.0，优选1.7—4.0，更优选2.0—4.0，或甚至更优选2.0—3.5；和，任选，(F)一种可溶解的氧化剂，优选过氧化合物，更优选过氧化氢，和，任选，(G)一种选自对沉降稳定的溶解或分散的配合物的组分，所述配合物由组分(A)的成分和一种或多种选自金属和准金属元素以及这些金属或准金属元素的氧化物、氢氧化物和碳酸盐的材料之间的反应而产生的不同于存在于溶液中作为组分(B)成分的反应产物；优选该组分由组分(A)的成分与二氧化硅或氧化钒(V)反应产生。应该理解的是，所列的组分未必需要完全通过单独的化学试剂提供。例如，氟金属酸盐的阴离子和含磷的阴离子最好都以相应的酸的形式添加，从而也可以提供部分且通常是全部组分(E)所需的酸度。同样地，如果该组合物的酸度足够高且与其接触的底材主要是二价铁的，那么，当液体组合物开始与底材接触时，组分(B)可通过从底材中溶解的铁提供而不必存在于液体组合物中。本专利技术的各种实施方案包括直接用于处理金属的操作组合物、可以通过用水稀释制备这种组合物的浓缩物以及用本专利技术的组合物处理金属的方法和一些扩展的方法包括另外一些本质上是常规的步骤例如预清洗、漂洗和特别有利的涂漆或一些类似的涂面漆的方法，即在根据本专利技术更详细的实施方案形成的转化涂层上涂以含保护涂料的有机粘合剂。包括根据本专利技术的方法处理的表面所生产的制品也属于本专利技术的范围。由于种种理由，本专利技术的上述组合物应优选基本上不含许多用于现有技术中类似用途的组合物的成分。确切而言，最好按给定顺序独立地优选最小量的下列各种组分，即当采用本专利技术的方法直接接触金属时，这些组合物含不大于1.0、0.35、0.10、0.08、0.04、0.02、0.01、0.001或0.0002(％)的以下各种成分六价铬；铁氰化物；亚铁氰化物；硫酸盐和硫酸；含钼或钨的阴离子；碱金属和铵阳离子；吡唑化合物；糖类；葡糖酸及其盐；甘油；α—葡庚糖酸及其盐；以及肌醇磷酸酯及其盐。此外，在本专利技术的一种方法中，包括除干燥涂有一层上述组合物的金属表面之外的其它步骤，优选这些其它步骤绝不包括用任一种六价铬含量超过，最好按给定顺序优选，1.0、0.35、0.10、0.08、0.04、0.02、0.01、0.003、0.001或0.0002％的组合物接触金属表面，除非是包含有机粘合剂特别是包含底漆的最终保护涂料体系，六价铬才可以作为一种成分包含在内。任一种在保护涂料中的六价铬通常都被有机粘合剂充分地封闭，以避免对环境保护产生不利影响。在本专利技术的一个实施方案中，优选将上述酸性的水性组合物涂装到金属表面上，紧接着在短时间间隔内干燥。在液体涂料涂装到被处理的金属上接着就地干燥的过程中，如果采用加热促进该过程，其时间间隔最好按给定顺序优选不超过25、15、9、7、4、3、1.8、1.0或0.7秒。为了促进本专利技术的方法迅速完成，通常优选将用于本专利技术的酸性的水性组合物涂装到例如在初步清洗后以及在用本专利技术的水性组合物处理之前不久用热水漂洗的热的金属表面上和/或用红外线或微波辐射加热和/或对流加热，使涂装后的涂层很快干燥。在这样的操作中，通常优选的最高金属温度为30—200℃，或更优选40—90℃。在另一个技术上同样有效且是令人满意的实施方案中，在可接受的经济费用条件下，当有充裕时间可以利用时，可将本专利技术的组合物涂装到金属底材上，然后，让其在不超过40℃的温度下干燥。在这种情况下，快速干燥没有特别的优点。本专利技术的处理效果似乎主要取决于被处理表面单位面积上就地干燥的活性成分的总量以及活性成分的性质和相互之间的比例，而不取决于所用的酸性的水性组合物的浓度。因此，如果被涂敷的表面是连续的平板或卷材且采用精密的控制涂装技术例如采用辊涂机，则每单位面积上使用较少体积的浓缩组合物即可有效地直接涂本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：S·E·多兰，
申请(专利权)人：亨凯尔公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。