[发明专利]金属表面处理用组成物、金属表面处理方法、以及金属材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用在金属表面处理中的金属表面处理用组成物、使用此金属表面处理用组成物来对金属材料进行表面处理的金属表面处理方法、以及利用此金属表面处理方法加以处理而成的金属材料。

背景技术

通常，在对被处理物实施涂装时，从确保耐蚀性和涂膜的紧密附着性的观点考虑，会实施表面处理。特别是在对金属(金属材料、金属结构物)进行涂装时，会对金属表面实施以化学方式形成化学转化皮膜的化学转化处理(表面处理)。

此化学转化处理例如可使用铬酸盐的铬酸盐化学转化处理，但是铬被指出具有危害性，因而近年来，广泛使用磷酸锌系处理剂作为不含铬的处理剂(表面处理剂、化学转化处理剂)来进行处理(磷酸锌处理)(例如，参照专利文献1)。

但是，由于磷酸锌系处理剂是一种金属离子浓度和酸浓度高且反应性非常高的处理剂，所以污水处理的经济性、操作性不佳。另外，伴随着磷酸锌系处理剂的金属表面处理，会有不溶于水的盐类生成且形成沉淀而析出。通常将这种沉淀物称作淤泥(sludge)，除去、废弃这种淤泥会产生成本等问题。另外，由于磷酸离子可能会通过富营养化而对环境造成负担，因而在处理废液时必须下工夫，所以优选不使用这种磷酸锌系处理剂。并且，在使用磷酸锌系处理剂进行金属表面处理时，必须进行表面调整，所以也存在步骤变长的问题。

除了这种磷酸锌系处理剂或铬酸盐化学转化处理剂以外的处理剂，已知有包含锆化合物的化学转化处理剂(例如，参照专利文献2)。这种包含锆化合物的化学转化处理剂是一种金属离子浓度和酸浓度并不那么高且反应性也并不高的处理剂，污水处理的经济性、操作性良好。而且，在抑制淤泥产生这一方面，此包含锆化合物的化学转化处理剂具有优于上述磷酸锌系处理剂的特性。

但是，与磷酸锌系处理剂相比，由包含锆化合物的处理剂所获得的化学转化皮膜，与通过阳离子电泳涂装等所获得的涂膜之间的紧密附着性不算好。所以，目前是通过在这种包含锆化合物的处理剂中并用磷酸离子等成分，来提高紧密附着性及改善耐蚀性。但是，并用磷酸离子时，会产生如上所述的富营养化问题。

另外，为了改善紧密附着性，现有技术提供了一种含有锆化合物和含氨基的硅烷偶联剂的化学转化处理剂(例如，参照专利文献3)。根据此化学转化处理剂，锆是作为化学转化皮膜的形成成分而发挥作用，含氨基的硅烷偶联剂不仅作用于金属材料表面，还作用于在化学转化处理后形成的涂膜，由此，可以提高化学转化皮膜和涂膜间的紧密附着性。

[专利文献1]日木专利特开平10-204649号公报

[专利文献2]日本专利特开平7-310189号公报

[专利文献3]日本专利特开2004-218070号公报

发明内容

但是，在要求高度的表面处理技术的现状下，业界期待开发出能够获得更好基材覆盖性、涂膜紧密附着性和耐蚀性的锆系金属表面处理用组成物。

另外，在反复使用金属表面处理用组成物时，如果金属表面处理用组成物的储存稳定性差，则存在以下问题，即，金属表面处理用组成物会在开始使用后的短时间内劣化，导致不能如刚开始使用时那样形成可以获得基材覆盖性、涂膜紧密附着性和耐蚀性的化学转化皮膜，所以业界期待金属表面处理用组成物具有储存稳定性。其中，用于汽车车身、汽车零件等大型金属材料的金属表面处理用组成物等由于处理槽的容量大，因而特别期待处理液具有较长的寿命。

本发明是鉴于上述问题研发而成的，目的在于提供：一种金属表面处理用组成物，其包含锆及/或钛化合物，并能够形成可获得更好的基材覆盖性、涂膜紧密附着性和耐蚀性的化学转化皮膜，且具有优异的储存稳定性；一种金属表面处理方法，其是使用所述金属表面处理用组成物来对金属材料进行表面处理；以及一种金属材料，其是使用所述金属表面处理方法处理而成。

本发明者们为解决上述问题反复努力进行了研究。结果发现，在锆及/或钛系金属表面处理用组成物中，通过使其含有作为有机硅烷的缩聚物且一分子中具有至少两个氨基的有机硅氧烷，并通过对锆元素及/或钛元素的含量、有机硅氧烷的含量、锆元素及/或钛元素相对于有机硅氧烷的质量比、以及缩聚率加以规定，可以解决上述问题，从而完成了本发明。更具体来说，本发明提供如下所述的金属表面处理用组成物、金属表面处理方法和金属材料。