[发明专利]金属表面防腐蚀处理的两步骤方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于金属表面的防腐蚀处理的至少两步骤的方法，在所述方法中，在第一步骤(i)中将由水相(A)构成的有机涂层涂覆在金属表面上，并在后续步骤(ii)中将涂覆在金属表面上的有机涂层与酸性含水组合物(B)接触，所述酸性含水组合物(B)至少包含一种或多种含有至少一种选自Zr、Ti、Si、Hf、V和/或Ce的原子水溶性化合物和一种或多种释出铜离子的水溶性化合物。本发明还包括至少部分由钢、铁、锌和/或铝及它们的合金制造的金属组件并且所述金属组件已使用本发明的方法处理，以及所述金属组件在汽车制造和建筑领域中、和在家用电器和电器外壳制造中的用途。 

背景技术

在汽车工业中，在车体制造过程中由水性粘结剂分散体构成的涂料体系的防腐蚀性涂覆是现有技术。汽车工业主要利用浸涂，其中将以防腐蚀方式预处理的基体以连续化工序放入含有经分散的涂料体系的浸槽中，通过施加外部电压涂覆(电浸涂)或仅因与金属表面接触而产生的自沉积方式(自泳(autophoretic)浸涂)而进行涂料沉积。然后基体经过热处理以使得沉积在金属表面上的涂料体系发生成膜和交联，确保高程度的防腐蚀，并允许其他涂层的后续涂覆。 

因此为了有机涂覆金属表面，通常是铁表面，自泳浴液是作为金属组件上的防腐蚀底层、或作为制造金属弹性体复合件例如汽车工业中的减震组件中的粘合剂中间层。所以自泳涂覆相对于电浸涂是以非电方式即不施加外部电压源而进行的浸涂方法。自沉积组合物通常是有机树脂或聚合物的水性分散体，由于基于酸洗去除了金属离子，所述有机树脂或聚合物的水性分散体在与金属表面接触时，直接在组件表面上凝结成薄液层，并由此产生层增长。 

用于浸涂沉积的自泳浴液的使用近来在汽车制造中，特别是在金属预 制件的部件相关的制造例如齿环的有机初涂覆中，变得更重要。但特别是通过自泳操作或所谓的自沉积组合物的浸涂情况中，在热处理以交联涂料之前需要后处理以“弥补”有机涂层中的缺陷。 

为了改进使用自泳方法涂覆在金属表面上的有机涂层的耐腐蚀性，现有技术提出在浸涂所涂的有机初始涂层之后进行水性反应性清洗。 

根据DE 10 2007 059969，一这样的反应性清洗是指对未交联的涂层进行钝化性后处理，带来在所谓的微缺陷处的裸露金属表面的无机转化，例如是在含磷酸盐溶液的辅助下，所述溶液还可包含碱金属阳离子或碱土金属阳离子以及过渡金属阳离子及这些的氟络合物。 

US 6,410,092就此公开了无铬的反应性清洗，其基于水溶性碱土金属盐，优选硝酸钙，而在WO 02/42008中，使用第IIa和IIb族金属的水溶性盐，优选锌盐；此外，据称在该反应性洗液中包含可溶性磷酸盐和所谓的促进剂(其具有氧化作用)。 

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的是研发在金属表面上和从水相初始沉积可固化的有机粘结剂体系的方法，以进一步改进通过经固化的有机粘结剂体系保护的金属表面的耐腐蚀性。 

该目的通过金属表面防腐蚀处理的多步骤方法实现，在所述方法中，在第一步骤(i)中，将由水相(A)构成的有机涂层涂覆在金属表面上，其中具有所述有机涂层的金属表面在后续步骤(ii)中与酸性含水组合物(B)接触，所述酸性含水组合物(B)至少包含 

a)一种或多种水溶性化合物，其包含至少一种选自元素Zr、Ti、Si、Hf、V和/或Ce的原子，和 

b)一种或多种释出铜离子的水溶性化合物。 

在第一步骤(i)中在其上配置有机涂层的金属表面可以是裸露的金属表面，其上在本发明的方法之前的清洗和/或酸洗步骤中，已去除有机污染物。已知这样裸露的金属表面基本上不含有机污染物，如防腐蚀油，并且在其表面上不存在(或仅存在超薄的)氧化包覆层，所述氧化包覆层由金属基材的金属元素构成，并具有仅数纳米的层厚度。 

但本发明的金属表面也可是在本发明的方法步骤(i)之前已经过转化处理的那些表面，在转化处理中形成无机包覆层。该类的无机转化层可由金属基材的金属元素和外源的金属构成。通过将裸露的金属表面与酸性水溶液接触时制备典型的转化涂层，所述酸性水溶液包含元素Zr、Ti、Si、Hf、V、Ce、Mo、Zn、Mn、Fe的水溶性化合物，和任选的形成难溶盐例如磷酸盐的阴离子和/或络合离子如氟离子。转化处理在金属表面上产生无定型或晶型的无机包覆层；如果无机包覆层的单位面积的层重量不大于3g/m²，根据本发明的金属表面仍然并可以用于本发明的方法。