[发明专利]在金属表面形成耐蚀膜的处理方法

说明书

本发明涉及一种新颖的在诸如铁，锌，铝等等金属的表面形成强耐蚀膜的处理方法。该耐蚀膜也是一优异的涂料衬底。

目前，涂有涂层的物体，如车体和建材，需要越来越高的耐蚀性。到目前为止，金属表面是采用磷酸盐，铬酸盐处理的。然而，现有的金属表面处理剂并不总是表现出令人满意的耐蚀性和涂料粘附力。

人们熟知的现有技术是，如果将有机膜，例如，涂料，粘结剂，等等，涂覆在金属，例如，铁，锌，铝等等的表面上，则用通常可应用的预处理方法在该金属表面上形成一层磷酸盐膜。在施用有机涂层（典型的是涂料）之前，通过在金属表面上形成一层磷酸盐膜的方法改进了耐蚀性和涂料粘附力。当要求更高的耐蚀性时，在涂覆涂料之前，要进行磷酸盐处理和后处理（例如，用铬酸等等封闭）或使用底漆两种处理。然而，这些后处理（例如，用铬酸等等封闭）仅仅起到一较小的作用。而且，尽管使用底漆改善了涂料的粘附力，但也增加了涂覆工艺，因此实际上损害了可操作性。

但是，施用底漆对于涂有涂层的物体例如车体和建材，目前还是需要的。对于车体来说，在金属表面形成磷酸锌膜，然后将其浸入水溶性涂料中以形成电沉积涂层。这种涂覆过程是涂覆底漆的一种类型，其目的是提高被涂层涂覆的表面的耐蚀性，以及确保车体内表面的耐蚀性，该车体是难以涂罩面漆的。在施用罩面涂层前也类似地将底漆涂覆应用于建材，以提高其耐蚀性。

在涂覆操作中施工效率和降低成本要求减少工艺过程，但这一目标的令人满意的方法还有待于开发。因此，当涂层本身不满足耐蚀性和涂层粘附力的要求时，仅用磷酸盐膜仍具有较差的耐蚀性。在需要较高的耐蚀性时，就要同时使用磷酸盐膜和底漆涂层。这就导致了高的生产成本，并需要较大的工作区域。因此，需要开发具有高耐蚀性和高涂层粘附力的金属表面处理剂。同时，也需要开发可不用底漆涂层的金属表面处理剂。

作为解决上述问题的方法，本发明的目的是提供一种金属表面处理剂，它能够使适于磷酸盐膜处理的金属（例如，铁，锌，铝，等等下略称为“金属”）具有高耐蚀性和涂层粘附力。本发明的进一步的目的是提供一种金属表面处理剂，它可在省略了底漆涂层时保持现有的耐蚀性。

为解决上述问题进行的广泛的研究的结果是，现已发现，用含有具有某些特性的有机聚合化合物（或其盐）的磷酸盐处理浴成膜，可获得高耐蚀性和涂层粘附力。本发明正是基于这一发现而开发的。

也就是说，具有上述较高的所需性质的耐蚀膜，可以通过采用处理金属表面而形成，该处理剂可在金属表面成膜，其中该处理剂的特征在于包含磷酸盐表面处理浴，其含有阳离子有机聚合物（或其盐）该聚合物含有至少1个阳离子氮原子，并且其分子量为1，000-1，000，000本发明的耐蚀膜优选的为复合膜，其中构成阳离子有机化合物（或其盐）的树脂已经渗入到磷酸盐晶粒的晶界同时形成磷酸盐晶粒/树脂复合体。

本发明的表面处理剂包含阳离子有机聚合物在磷酸盐处理溶液中的溶液或稳定分散液。该磷酸盐处理浴包括任何表面处理浴，其能够在金属（如，铁，锌，铝，等等）的表面形成磷酸盐耐蚀膜，既可处理一种金属的单体样品，也可同时处理上述金属的两个或多个样品的表面。通常，其基本成分是锌离子和磷酸根离子，但其可任意含有硝酸盐离子，其它金属离子（镍，锰，钙，等等），氟化物，以及各种氧化剂。但是，磷酸盐处理浴在本发明文本中并不作出明确的限定，本发明包含了所有已知的磷酸盐处理浴。

阳离子有机聚合物必须含有至少一个阳离子性氮原子，并且其分子量为1，000-1，000，000。虽然其结构在本发明的最宽的实施方案中不作限定，但是，特别优选具有树脂骨架结构的有机聚合物，其中含有至少一种选自环氧树脂，氨基甲酸乙酯树脂，聚丁二烯树脂，丙烯酸树脂，马来酸酐树脂，其中，这些树脂均含有含氮原子基团。

阳离子有机聚合物的盐包括它的无机盐和有机盐，无机盐的实例如为磷酸盐，硝酸盐，硫酸盐，等等，有机盐的实例如为乙酸盐，丙酸盐，葡糖酸盐，等等。可以使用一种或两种或多种阳离子有机聚合物（或其盐）的样品。在分子量小于1，000时，耐蚀性只能得到较小的改善，而在分子量超过1，000，000时，在磷酸锌盐浴中则难以得到溶液或稳定分散液。

进一步，涂料添加剂（如颜料，等等），其它种类的树脂，活化剂，等等也可在选择的基础上添加进去。

关于处理金属表面的技术，本发明可使用转化处理方法，如喷涂或者浸渍，以及电解的方法，本发明中的所有的处理剂并不受特定的处理方法的限制。

实施例