[发明专利]用于在金属表面上形成彩色涂层的方法和组合物

说明书

发明领域

本发明涉及通过使金属卷材或金属零件的表面与含水酸性组合物接触在金属表面上形成彩色涂层的方法，其中利用含水酸性组合物产生具有良好可见强烈颜色的涂层。还涉及用于产生这种涂层的含水酸性组合物、这种彩色涂层和这种组合物的用途。

本发明尤其涉及在铝、任何铝合金、镁、任何镁合金、钛、任何钛合金或尤其这些金属材料的任意组合的表面上的转化涂层。

发明背景

对彩色涂层存在长期需要，因为具有例如在约0.02到2μm范围内厚度的具有良好可见颜色的涂层应清晰可见并且它们的涂层质量、均匀性等任选地甚至可控。如果这种彩色涂层在一定距离例如约10m处可被观察以获得涂层质量的一定视觉印象用于甚至从一定距离处控制质量，则将是有利的，当然更经常可以在1m以下观察涂层质量的细节。

彩色涂层如黄色或绿色铬酸盐转化涂层在用于防腐蚀的金属部件表面处理领域中是众所周知的。但铬酸盐-尤其是具有Cr⁶⁺的这类-极其有毒。近年来，有大量用对健康和环境不太有害的化学物品代替铬酸盐处理化学物品的努力。在对替代品的搜查中，已进行了对基于较少毒性转化涂层的转化涂层的研究，如以钼酸盐、钨酸盐、稀土元素化合物、单宁化合物、染料和有色颜料为基础的这类涂层。但这类彩色涂层经常不能满足所需要的全部要求如高的油漆粘合性和高的防腐蚀性或仍旧太有毒或两者都有。它们中的一些难以产生，因为只有非常小的化学加工范围。其它那些也只表现出非常轻微颜色，从而不能从数米的距离处进行任何视觉控制。

因此，本发明的一个目的是提供用于金属材料表面的转化涂层，其克服或至少减少了现有技术的一个或多个缺陷或不足。

本发明的还一个目的是提供用于在金属表面上提供转化涂层的含水转化涂层组合物。

此外，本发明的一个目的是提出符合油漆粘合和防腐蚀的良好可见彩色涂层的短时形成工业要求的这类方法。

令人惊奇地发现，在钛存在时使用包含至少一种改性单宁化合物的含水酸性组合物产生具有强烈黄色的涂层，其可被很好地涂覆到富铝金属表面上。

发明概述

根据本发明，提供一种通过使金属卷材或金属零件的表面与含水酸性组合物接触在金属表面上形成彩色涂层的方法，所述含水酸性组合物为溶液或分散液，于是所述组合物或者与金属表面或与其表面杂质化学相互作用后的组合物或者其任意组合包含1)钛源和至少一种复合氟化物或至少一种钛复合氟化物或它们的任意组合以及2)至少一种改性单宁化合物、至少一种其它多酚化合物、这些物质的至少一种衍生物、这些物质例如与钛的至少一种反应产物或它们的任意组合，由此利用具有良好可见强烈颜色的含水酸性组合物产生涂层。

本发明还提供具有与权利要求中任何一项所要求的组成的含水酸性组合物。

此外，涉及利用根据本发明的方法产生的彩色涂层以及具有按照本发明的方法涂覆的金属表面的制品在建筑应用上的用途，用于白色物品如电冰箱的生产和使用或作为元件如用于淋浴间的型材(profile)或其它建筑元件。

最后，涉及具有按照本发明的方法涂覆的金属表面的制品在建筑应用上的用途，用于白色物品如电冰箱的生产和使用或作为元件如用于淋浴间的型材或其它建筑元件，使用根据本发明的含水酸性组合物作为转化涂层组合物、作为转化涂层后的后漂洗(postrinsing)组合物或作为后处理(posttreatment)组合物。

优选实施方案详述

令人惊奇地发现，在钛源和可能甚至铝源或任何其它含阳离子或金属化合物存在时添加改性单宁化合物到用于转化涂层的含水酸性组合物中以及反之添加钛源和可能甚至铝源或任何其它含阳离子或金属化合物到用于转化涂层的包含改性单宁化合物的含水酸性组合物中能形成强烈着色的涂层。如果没有任何钛含量而是用锆含量代替它进行相同实验，则只产生无色或最多稍微浅黄色着色涂层，与利用钛含量产生的那些涂层相比，明显欠着色。在许多情况下，如果在含水组合物中存在大量的改性单宁化合物和大量的钛化合物和/或钛离子，则颜色强度被加倍或甚至更强化。优选地，与包含仅仅可比含量的这类改性单宁化合物和任选本文所述其它化合物的溶液相比，含水组合物和/或其产生的涂层的颜色强度至少因存在能反应和/或已反应的改性单宁化合物和大量钛化合物和/或钛离子被加倍。