【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低碳环保型金属表面前处理领域，尤其涉及以铜氧化物、锆氧化物、有机硅烷和树脂等为基础转化膜结构的薄膜前处理领域。
技术介绍
1、传统的磷化前处理工艺经历了100余年的发展应用及技术迭代，被广泛的应用于汽车、钢铁、家电、零件加工、塑性加工等需要为被加工物提供短期的防锈性、耐磨损性、润滑性、以及增强同后序涂装材料(阴极电泳、静电喷粉、喷漆等)之间的结合力等需求的行业或场合。虽然在大部分的应用场合，传统磷化工艺仍被采用，但随着环境保护的意识不断增强，以及一些新的金属/非金属材料(如彩钢板等)的使用，传统磷化工艺正在被更环保、更低碳的新型薄膜类金属表面处理工艺替代，目前，家电行业已实现100％替代、汽车/零部件行业替代率约8～10％，其他如塑性加工、耐磨损等应用场合暂时未采用薄膜前处理工艺。
2、在薄膜前处理工艺的应用中，被处理的金属材料与底漆(通常为阴极电泳)间结合力的丧失是一种较严重的失效模式，这会引起相关产品(如汽车等)的表面涂层在一定外力作用下的大面积脱落，或在涂层受损处的金属锈蚀速度及锈蚀面积急剧增加，而这会导致终端市场的迅速反馈，甚至是批量召回事故。被处理的金属材料与底漆间结合力的丧失(简称结合力不良)分两种表现形式：干失效与湿失效。干失效为金属基材在经过前处理、底涂并烘干固化后，按相应标准方法在一定条件下静置一定时间后(如gb-t 1732-1993《漆膜耐冲击测定法》中规定试片应于23±2℃，相对湿度50±5％环境条件下调节至少16h)，进行与漆膜结合力相关的测试(如杯凸、冲击、百格等标准方法)而
3、目前，业界比较公认的降低薄膜前处理后结合力不良的方案，是在薄膜前处理工作液中添加一定量的含铜化合物，但相对的，在薄膜前处理工作液中添加一定量的含铜化合物，虽然可以有效降低涂层结合力不良风险，同时也会带来以下问题：
4、①过高的铜元素附着会导致后续电泳涂装发生外观不良(如粗糙度增加等)；
5、②在薄膜前处理槽液中铜元素含量过高需要降低时，只有通过排放一部分槽液的方式进行稀释降低浓度，导致处理成本的上升；
6、③前处理化成工序会向后工序带液，导致铜元素在电泳槽的富集，而过量的铜元素对电泳槽液是不利的；
7、④铜元素与硅烷等有机物共槽，加速有机成分的自缩聚等反应，导致药剂的浪费甚至失效。
技术实现思路
1、针对上述提出的由于铜元素与薄膜前处理药剂共槽导致的问题，本专利技术提供一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂及其应用。即在薄膜前处理工序之前设置预化成处理工序，可极大的改善以上问题。
2、本专利技术采用的技术方案如下：一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，所述预化成处理剂包括：铜元素、硅烷偶联剂、树脂、氨类化合物和纯水。
3、优选的，上述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，按质量百分比包括：0.5～5％铜元素、0.5～5％硅烷偶联剂、0.5～5％树脂、1～5％氨类化合物和余量纯水。
4、优选的，上述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，所述铜元素为ⅰ价铜和ⅱ价铜的组合；按摩尔比，ⅰ价铜:ⅱ价铜＝1:0.2～5。
5、更优选的，按摩尔比，ⅰ价铜:ⅱ价铜＝1:0.8～1.25。
6、优选的，上述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，所述铜元素来源于硝酸铜、硫酸铜、硫酸亚铜、碱式碳酸铜、碘化亚铜和有机次膦酸亚铜盐中的至少一种。
7、优选的，上述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，所述有机次膦酸亚铜盐具有如(i)所示的结构通式：
8、
9、其中，r1、r2为c1～c6烷基基团。
10、优选的，上述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，所述硅烷偶联剂为酰氧基硅烷、氨基硅烷和环氧基硅烷中的至少一种。
11、更优选的，上述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，所述氨基硅烷为单氨基硅烷、双氨基硅烷、三氨基硅烷及多氨基硅烷中的至少一种。
12、优选的，上述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，所述树脂为聚乙二醇、乙醇胺酯(epo)、有机胺酯(tpp)和二缩三丙二醇(tpg)中的至少一种。
13、优选的，上述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，所述氨类化合物为氨水、碳酸氢铵、一乙醇胺、二乙醇胺和二甘醇胺中的至少一种。
14、本专利技术提供的预化成处理剂在金属表面覆膜方法中预化成工序中的应用。
15、优选的，预化成工序中，将预化成处理剂溶解于纯水(电导率≤20μs/cm)中，获得预化成工作液；预化成工作液中预化成处理剂的含量范围，按质量百分比为1～5‰。
16、优选的，预化成处理剂对预化成工作液的ph贡献度不小于8.5。所述ph贡献度不小于8.5是指将预化成剂以1～5‰的量加入纯水中后，预化成工作液的ph应不小于8.5。
17、一种金属表面覆膜方法，采用本专利技术提供的预化成处理剂，方法包括如下步骤：
18、1)第一次热水洗：将样板用35～42℃的热水喷淋90～100s；
19、2)预脱脂：将第一次热水洗后的样板用35～42℃的脱脂剂喷淋预处理60～70s；
20、3)脱脂处理：将预脱脂后的样板浸渍于35～42℃的脱脂剂中脱脂处理120～150s；
21、4)第二次水洗：将脱脂处理后的样板用室温条件下的工业水喷淋处理60～90s后，再于室温条件下的工业水中浸渍180～240s；
22、5)预化成：将第二次水洗后的样板于室温条件下的含有预化成处理剂质量百分比为1～5‰的预化成工作液中浸渍30～40s；
23、6)化成：将预化成处理后的样板于室温条件下的化成剂中浸渍150～180s；
24、7)第三次纯水洗：将化成处理后的样板用室温条件下的纯水喷淋30～40s后；再于室温条件下的纯水中浸渍60～90s。
25、本专利技术的有益效果是：
26、1、通过应用本专利技术的预化成处理剂，可以灵活的调整预化成工作液中铜元素的浓度，以适应使用现场不同的被处理材料及产线设计差异。
27、2、本专利技术提供的预化成处理剂，与后工序化成药剂分开使用，可以规避铜元素在被处理材料表面分布不均的问题，使前处理化学转化膜更趋于均匀完整。
28、3、本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，所述预化成处理剂包括：铜元素、硅烷偶联剂、树脂、氨类化合物和纯水。
2.根据权利要求1所述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，按质量百分比包括：0.5～5％铜元素、0.5～5％硅烷偶联剂、0.5～5％树脂、1～5％氨类化合物和余量纯水。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，所述铜元素为Ⅰ价铜和Ⅱ价铜的组合；按摩尔比，Ⅰ价铜:Ⅱ价铜＝1:0.2～5；优选的，按摩尔比，Ⅰ价铜:Ⅱ价铜＝1:0.8～1.25。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，所述铜元素来源于硝酸铜、硫酸铜、硫酸亚铜、碱式碳酸铜、碘化亚铜和有机次膦酸亚铜盐中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，所述有机次膦酸亚铜盐具有如(I)所示的结构通式：
6.根据权利要求1或2所述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为酰氧基硅烷
7.根据权利要求1或2所述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，所述树脂为聚乙二醇、乙醇胺酯、有机胺酯和二缩三丙二醇中的至少一种；所述氨类化合物为氨水、碳酸氢铵、一乙醇胺、二乙醇胺和二甘醇胺中的至少一种。
8.权利要求1或2所述的预化成处理剂在金属表面覆膜方法中预化成工序中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，预化成工序中，将预化成处理剂溶解于纯水中，获得预化成工作液；预化成工作液中预化成处理剂的含量范围，按质量百分比为1～5‰；优选的，预化成处理剂对预化成工作液的pH贡献度不小于8.5。
10.一种金属表面覆膜方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的预化成处理剂，方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，所述预化成处理剂包括：铜元素、硅烷偶联剂、树脂、氨类化合物和纯水。
2.根据权利要求1所述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，按质量百分比包括：0.5～5％铜元素、0.5～5％硅烷偶联剂、0.5～5％树脂、1～5％氨类化合物和余量纯水。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，所述铜元素为ⅰ价铜和ⅱ价铜的组合；按摩尔比，ⅰ价铜:ⅱ价铜＝1:0.2～5；优选的，按摩尔比，ⅰ价铜:ⅱ价铜＝1:0.8～1.25。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，所述铜元素来源于硝酸铜、硫酸铜、硫酸亚铜、碱式碳酸铜、碘化亚铜和有机次膦酸亚铜盐中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种用于金属表面覆膜方法的预化成处理剂，其特征在于，所述有机次膦酸亚铜盐具有如(i)所示的结构通式：
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【专利技术属性】
技术研发人员：彭杨，王连，王爽，
申请(专利权)人：沈阳帕卡濑精有限总公司，
类型：发明
国别省市：
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