[发明专利]低含量铜和锰的锌磷酸盐处理方法

说明书

本发明涉及用酸性磷酸盐处理水溶液磷酸盐处理金属表面的方法，所述溶液含有锌和磷酸盐离子以及最大150ppm的锰和30ppm铜离子。此外，本发明还涉及用这种方法预处理随后要涂漆，尤其是电泳涂漆或喷粉涂漆的金属表面的用途。这种方法可用于处理钢、镀锌或镀锌合金钢、铝、镀铝或镀铝合金钢的表面。

磷酸盐处理金属的目的是在金属表面上形成牢固共生的金属磷酸盐层，这种磷酸盐层具有改进的防腐蚀能力，在与涂料或其它有机涂层结合时能显著地提高涂料的附着力和遭受腐蚀时抗渗透的能力。长期以来，这种磷酸盐处理方法是众所周知的。为了在涂漆，尤其是电泳涂漆前进行预处理，尤其适用的是低锌的磷酸盐处理方法，其中，磷酸盐处理溶液具有较低的锌离子浓度，例如0．5-2克／升。在这种低锌磷酸盐处理浴液中的一个重要参数是磷酸盐离子与锌离子的重量比，其比值通常大于8，最大可达30。

实验表明，在锌磷酸盐处理浴液中添加其它的多价阳离子可以形成具有明显改善的防腐性和涂料附着性的磷酸盐层。这方面的实例是用添加有例如0．5-1．5克／升锰离子和0．3-2．0克／升镍离子的低锌法作为所谓的三阳离子法，而广泛用于预处理要涂漆，尤其是用于予处理汽车车身防腐的阴极电泳涂漆等中的金属表面。

从毒物学和废水技术的角度出发，镍和可加入代替的钴是磷酸盐处理方法所要求的关键，它们与三阳离子法具有类似的功效，但是，浴液中的镍和／或钴的浓度较低，并且最好不用这两种金属。

DE-A-2049350公开了一种磷酸盐处理溶液，它们含有3-20克／升磷酸盐离子作为主要组分，0．5-3克／升锌离子，0．003-0．7克／升钴离子或0．003-0．04克／升铜离子或优选的0．05-3克／升镍离子，1-8克／升镁离子，0．01-0．25克／升亚硝酸盐离子和0．1-3克／升氟离子和／或2-30克／升氯离子。因此，这种方法公开了一种锌镁磷酸盐处理方法，其中该磷酸盐处理溶液还添加有一种钴、铜或优选的镍离子。这种锌镁磷酸盐处理方法在工业上并没有实施的。

EP-B-18841公开了一种氯酸盐-亚硝酸盐促进的锌磷酸盐处理溶液，它们还含有0．4-1克／升的锌离子，5-40克／升磷酸盐离子以及任选地至少0．2克／升，优选0．2-2克／升的一种或多种选自镍、钴、钙和锰的离子。因此，任选的锰、镍或钴的含量至少为0．2克／升。在一个实施方案中，镍的含量为0．53-1．33克／升。

EP-A-459541公开的磷酸盐处理溶液基本上不含镍，它们除了含有锌和磷酸盐外，还含有0．2-4克／升锰和1-30毫克／升铜。DE-A-4210513公开了无镍的磷酸盐处理溶液，该溶液除了含有锌和磷酸盐外，还含有0．5-25毫克／升铜离子以及作为促进剂的羟基胺。这些磷酸盐处理溶液任选地还含有0．15-5克／升锰。

最后提到的两篇对比文件所公开的磷酸盐处理方法完全满足了防腐要求。但是。实际中使用的磷酸盐处理浴液含有相当高含量的锰，约1克／升。因此，这种磷酸盐处理浴液满足不了现代对生态学的要求，这种要求就是重金属含量应尽可能低，以便在处理冲洗水和废水时，尽可能少地产生含金属的淤渣。

本发明的目的是提供一种重金属贫化的磷酸盐处理方法，该方法与在汽车工业中使用的各种材料的三阳离子磷酸盐方法具有相同的功效。这个目的通过磷酸盐处理钢、镀锌或镀锌合金钢和／或铝的金属表面的方法得以实现，其中通过喷雾或浸渍，使一种含锌磷酸盐处理溶液与金属表面接触3秒至8分钟，其特征在于该磷酸盐处理溶液含有：

0．2-3克／升锌离子，

3-50克／升磷酸盐离子(按PO₄计)，

1-150毫克／升锰离子，

1-30毫克／升铜离子和

一种或多种选自以下物质的促进剂：

    0．3-4克／升氯酸盐离子，

    0．01-0．2克／升亚硝酸盐离子，

    0．05-2克／升间硝苯基磺酸盐离子，

    0．05-2克／升间硝基苯甲酸盐离子，

    0．05-2克／升对硝基苯酚，

    0．005-0．15克／升游离或结合形式的过氧化氢，

    0．1-10克／升游离或结合形式的羟基胺，

    0．1-10克／升的还原糖。