水性后处理组合物和腐蚀保护方法技术

本发明专利技术涉及用于在钝化层的至少一部分上提供后处理层的水性后处理组合物，所述钝化层覆盖在含铁衬底的至少一部分上的锌层的至少一部分，所述水性后处理组合物的特征在于所述水性后处理组合物包含至少一种铬(III)离子源和至少一种含化学元素硅的化合物；其中给出所述组合物中硅对铬的摩尔比，前提条件是对于通过电解酸性锌沉积工艺获得的所述锌层，所述摩尔比在2600:1到1:1的范围内；或对于通过电解碱性锌沉积工艺获得的所述锌层，所述摩尔比在5200:1到1:1的范围内。5200:1到1:1的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性后处理组合物和腐蚀保护方法


[0001]本专利技术涉及用于在钝化层的至少一部分上提供后处理层的水性后处理组合物，所述钝化层覆盖在含铁衬底的至少一部分上的锌层的至少一部分。
[0002]本专利技术进一步涉及含铁衬底的腐蚀保护方法，其以此顺序包含以下步骤
[0003]i.提供含铁衬底，
[0004]ii.通过使用锌沉积浴将锌层电解沉积于所述含铁衬底的至少一部分上，和
[0005]iii.通过使用钝化沉积浴将钝化层沉积于所述含铁衬底的至少一部分上的所述锌层的至少一部分上。

技术介绍

[0006]当前技术中已知若干种用于保护金属材料表面免于腐蚀性环境影响的方法。用另一金属的涂层涂覆要保护的金属工件是现有技术的常用且已充分建立的方法。在腐蚀性介质中，涂覆金属在电化学上可或多或少地比材料基底金属贵重。如果涂覆金属不那么贵重，那么其在腐蚀性介质中相对于基底金属起牺牲性阳极的作用(阴极腐蚀保护)。尽管所需由形成涂覆金属的腐蚀产物产生的保护功能，但涂层的腐蚀产物通常导致不需要的的装饰性且常常导致工件的功能劣化。
[0007]为尽可能长时间地减少或防止涂覆金属的腐蚀，经常使用所谓地转化或钝化层，尤其在以阴极方式保护较不贵重的涂覆金属(例如，锌或铝)和其合金时。
[0008]这些转化或钝化层是较不贵重涂覆金属与水性后处理组合物的反应产物，所述反应产物在宽pH范围内不溶于水性介质。这些所谓的转化或钝化层的实例是所谓的磷酸盐化和铬酸盐化。
[0009]在磷酸盐化的情形中，将要保护的层浸入含有磷酸根离子的酸性溶液中(参见例如WO 00/47799)。酸性介质导致锌从涂层中部分溶解。由此释放的锌阳离子与处理溶液的磷酸根离子一起在表面上形成难溶的磷酸锌层。虽然磷酸锌层本身仅提供相对较差的抗腐蚀保护，但对于施加到其的清漆和油漆具有优良粘附表面，故其主要应用领域在于其作为基底层用于清漆和油漆应用的功能。
[0010]在铬酸盐化的情形中，将要处理的表面浸渍于含有铬(VI)离子的酸性溶液中(参见EP 0 553 164A1)。在例如锌表面的情形中，一部分锌溶解。在随后占优势的还原条件下，铬(VI)还原为铬(III)，所述铬(III)尤其作为氢氧化铬(III)或难溶的铬(III)络合物沉淀于因氢的析出而呈现更多碱性的表面膜中。与此同时，形成难溶的铬(VI)酸锌。因此，在锌表面上形成紧密封闭的转化或钝化层，此提供良好保护免于电解质的腐蚀攻击。
[0011]JPH0730457 B2涉及经表面处理的钢板，在锌或锌合金电镀钢板上形成铬酸盐膜。为改进耐腐蚀性和抗指纹性，形成第一铬酸盐层，随后形成含有铬化合物和二氧化硅化合物的第二铬酸盐层。
[0012]JPH01177378(A)涉及钢板，其包含镀锌或锌合金层，随后两个铬酸盐层。第一层包含铬、磷和任选地硅，其中第二层包含有机树脂作为基本组分。
[0013]然而，铬(VI)化合物极具毒性和强烈致癌性，因此必须寻找使用这些化合物的工艺的替代方法。
[0014]作为使用六价铬化合物的铬酸盐化工艺的替代方法，现在已建立使用各种三价铬化合物的络合物的许多方法(参见DE 196 38 176 A1)。
[0015]由于由此可实现的抗腐蚀保护通常不如使用六价铬的工艺所实现的抗腐蚀保护，因此经常将通常通过从水性聚合物分散液沉积的额外有机密封层施加于工件表面。特别地，当使用所谓的黑色转化或钝化时，即其中借助三价铬化合物在含锌表面上形成黑色层的工艺，根据现有技术，用于改进抗腐蚀保护的此第一转化或钝化层的后处理是必不可少的(参见WO 02/07902 A2)。
[0016]使用聚合物分散液的此额外工艺步骤的缺点是在托架上形成经涂覆工件的排放线和/或大量经涂覆工件粘结在一起。此外，由于所述有机密封的厚度，存在关于螺纹等的尺寸精度的问题。如果所述密封提供强抗腐蚀保护，那么对经涂覆表面的粘着力通常也极强。此意味着对涂覆装置的部件的粘着力也极好，此使其难以清洁。此外，要在整个涂覆工艺循环的任何具有涂覆缺陷的物品必须付出相当大努力以除去涂层，此通常需要额外工艺步骤。
[0017]本专利技术的目标
[0018]鉴于现有技术，因此，本专利技术的目标是提供水性后处理组合物，其用于提供后处理层以改进提供有转化或钝化层的金属、特别地含锌表面的防腐蚀保护，其不应展现已知现有技术组合物的上述缺点。
[0019]此外，目标是提供用于含铁衬底的腐蚀保护方法，其中后处理层增强衬底的最终所实现腐蚀保护。
[0020]同时，应维持或改进表面的装饰性和功能性性质。
[0021]此外，应避免上述因使用含铬(VI)化合物或利用聚合物分散液的后处理导致的问题。
[0022]具体来说，本专利技术的目标是提供水性后处理组合物和腐蚀保护方法，所述组合物和方法应能够增强腐蚀保护，同时使衬底的白锈或红锈腐蚀的发生最小化或理想地完全避免。

技术实现思路

[0023]这些目标以及未明确陈述但以引入的方式从本文所讨论的联系中可直接推导或辨别的其它目标是通过具有技术方案1的所有特征的水性后处理组合物来实现。对本专利技术水性后处理组合物的适当修改保护于从属技术方案2到8中。此外，技术方案9包含含铁衬底的腐蚀保护方法。对本专利技术方法的适当修改保护于从属技术方案10到15中。
[0024]因此，本专利技术提供用于在钝化层的至少一部分上提供后处理层的水性后处理组合物，所述钝化层覆盖在含铁衬底的至少一部分上的锌层的至少一部分，其特征在于
[0025]所述水性后处理组合物包含至少一种铬(III)离子源和至少一种含化学元素硅的化合物；其中给出所述组合物中硅对铬的摩尔比，前提条件是对于通过电解酸性锌沉积工艺获得的所述锌层，所述摩尔比在2600:1到1:1的范围内；或对于通过电解碱性锌沉积工艺获得的所述锌层，所述摩尔比在5200:1到1:1的范围内。
[0026]因此，可以不可预见的方式提供水性后处理组合物，其用于提供后处理层以改进对提供有转化或钝化层的金属、特别地含锌表面的防腐蚀保护，其不展现已知现有技术组合物的上述缺点。
[0027]此外，提供用于含铁衬底的腐蚀保护方法，其中后处理层增强衬底的最终所实现腐蚀保护。
[0028]同时，维持或改进表面的装饰性和功能性性质。
[0029]此外，避免上述因使用含铬(VI)化合物或利用聚合物分散液的后处理导致的问题。具体来说，提供水性后处理组合物和腐蚀保护方法，所述组合物和方法应能够增强腐蚀保护，同时使衬底的白锈或红锈腐蚀的发生最小化或理想地完全避免。
[0030]表的简单描述
[0031]在结合各表阅读以下描述后，也将明了本专利技术的目标、特征和优点，其中：
[0032]表1展现所制备水性后处理组合物，其用于根据本专利技术的专利技术和比较实施例的试验。
[0033]表2展现耐腐蚀性结果评估方案，其用于评估根据本专利技术的专利技术和比较实施例的试验的耐腐蚀性结果。
[0034]表3展现根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在钝化层的至少一部分上提供后处理层的水性后处理组合物，所述钝化层覆盖含铁衬底的至少一部分上的锌层的至少一部分，所述水性后处理组合物的特征在于所述水性后处理组合物包含至少一种铬(III)离子源和至少一种含化学元素硅的化合物；其中给出所述组合物中硅对铬的摩尔比，前提条件是对于通过电解酸性锌沉积工艺获得的所述锌层，所述摩尔比在2600:1到1:1的范围内；或对于通过电解碱性锌沉积工艺获得的所述锌层，所述摩尔比在5200:1到1:1的范围内。2.根据权利要求1所述的水性后处理组合物，其特征在于对于通过电解酸性锌沉积工艺获得的所述锌层，所述摩尔比是在2550:1到1:1的范围内、优选270:1到1:1、更优选200:1到1:1。3.根据权利要求1所述的水性后处理组合物，其特征在于对于通过电解酸性锌沉积工艺获得的所述锌层，所述摩尔比是在1700:1到1:1的范围内、优选700:1到1:1、更优选450:1到1:1。4.根据权利要求1所述的水性后处理组合物，其特征在于对于通过电解碱性锌沉积工艺获得的所述锌层，所述摩尔比是在5150:1到1:1的范围内、优选2600:1到1:1、更优选450:1到1:1。5.根据权利要求1所述的水性后处理组合物，其特征在于对于通过电解碱性锌沉积工艺获得的所述锌层，所述摩尔比是在1200:1到1:1的范围内、优选450:1到1:1、更优选200:1到1:1。6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的水性后处理组合物，其特征在于所述至少一种铬(III)离子源的浓度是在0.005g/l到30g/l的范围内、优选0.008g/l到20g/l、更优选0.01g/l到10g/l。7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的水性后处理组合物，其特征在于所述水性后处理组合物包含至少胶体硅酸、胶体二氧化硅和/或胶体硅酸盐；优选阴离子胶体二氧化硅，其是pH稳定的且具有酸性pH值。8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的水性后处理组合物，其特征在于所述水性后处理组合物包含至少一种硅烷。9.一种含铁衬底的腐蚀保护方法，其以此顺序包含以...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：德国艾托特克公司，
类型：发明
国别省市：