[发明专利]金属材料的碱脱脂处理液及其使用方法

说明书

本发明涉及适用于钢板、镀锌钢板、铝材料之类的各种金属材料的碱脱脂剂，及其使用方法，换言之，涉及一种在一般磷酸盐的化学转化处理线中，可以省去在碱脱脂工序与化学转化处理工序之间进行的水洗工序，或下述的表面调整工序的金属材料的脱脂及化学转化处理方法。

现在，为了提高各种金属材料在涂装后的耐腐蚀性、粘附性及润滑性，常常根据其用途进行各种磷酸盐化学转化处理。一般的磷酸盐化学转化处理工序依次进行(1)碱脱脂、(2)水洗、(3)磷酸盐化学转化、(4)水洗、(5)干燥，但是，(2)及(4)的水洗工序有时必须根据需要进行多阶段处理，或进行热水洗的工序。另外，有时为使其能适合于作为涂敷底材之用，希望能形成一层均匀且致密的化学转化被膜结晶，将其做为(3)之前的工序进行表面活化处理(表面调整处理)。另外，要进行磷酸盐处理的被处理金属材料之表面，通常均附着有油分，这时(1)的脱脂工序就成为一个必要的工序。

通常，对于在磷酸盐化学转化处理方法中所用的上述脱脂工序来说，一般使用以表面活性剂，与为了确保脱脂性而添加的碱成分作为主成分的处理液。作为在碱脱脂处理液中使用的表面活性剂，一般使用对油具有优异乳化性及能够防止油再附着的物质。脱脂处理液中的表面活性剂可以将附着在被处理金属材料上的油通过乳化分散而除去，并能使乳化分散的油不再附着在金属表面上。根据推测，可防止乳化分散的油再附着在金属表面上的机理是由于表面活性剂能以单分子的水平吸附于被脱脂过的金属表面上，从而防止油再附着于金属表面上。因此，如果在表面活性剂吸附于金属表面上的情况下直接使其与磷酸盐化学转化处理液接触，则表面活性剂会抑制作为化学转化反应之开始反应的底材金属蚀刻反应，从而阻碍化学转化反应，因此以往均需在脱脂后进行水洗工序。

另外，以往的碱脱脂处理液通常含有一类能将硬水中，或混入水中的Ca²⁺、Mg²⁺等多价阳离子螯合，并能防止表面活性剂变成不溶解物质的大量硅酸盐或缩合磷酸盐等无机成分，或有机螯合剂。上述成分一旦混入磷酸盐化学转化处理液中就会吸附于金属表面上，这样不但会阻碍蚀刻反应，而且还会将磷酸盐化学转化处理液中用于形成磷酸盐转化被膜之主要成分的Zn²⁺，或为提高耐腐性而被添加入磷酸盐化学转化处理液中的Ni²⁺及Mn²⁺等阳离子成分螯合，从而阻碍磷酸盐化学转化被膜结晶的析出。

为了防止上述问题的发生，以往之化学转化处理线中必须在碱脱脂处理后设置水洗工序，以便将带入磷酸盐化学转化处理工序中的碱脱脂处理液浓度稀释为不成问题的水平。为此在碱脱脂处理后的水洗工序中必须随时供给新鲜的操作用水，以便保持一定的水质。而且，经常供水时溢出的水洗水会被送至废水处理设备，从而使供水及废水处理的成本增高，这样极不合乎经济原则。

另外，在以往最常被使用的碱脱脂处理液中含有聚氧亚乙基壬基苯基醚等聚氧亚烷基烷基苯基醚的非离子界面活性剂。但是聚氧亚烷基烷基苯基醚非离子界面活性剂由于对人类内分泌有影响而引起世人的重大关心，所以极希望能开发出可以替代它的表面活性剂，甚至开发出对环境保护不会有问题的脱脂处理液。然而，至今仍未有可以省去碱脱脂后的水洗工序，而且即使被带入后续的磷酸盐化学转化处理液中亦不会阻碍化学转化性能的不属于聚氧亚烷基烷基苯基醚的表面活性剂，至少这类表面活性剂尚未为人所熟悉，而且还没有人知道使用这类表面活性剂来对金属材料进行脱脂及化学转化处理的方法。

本发明的目的是提供一种金属材料的碱脱脂处理液，使用这种处理液时可以省去被现有技术认为困难的在碱脱脂工序与磷酸盐化学转化处理工序之间必须进行的水洗工序，而且即使碱脱脂液被带进后续的磷酸盐化学转化处理液中亦完全不会阻碍化学转化处理或发生弊害，且环保上没有问题，以及提供一种使用这种处理液的方法，即，使用该处理液对金属材料进行脱脂及化学转化处理的方法。

本发明人等对用于解决上述问题的方法进行了深入研究，结果发现，在使用含有特定结构表面活性剂的碱脱脂处理液洗净金属表面后，立即使其与磷酸盐化学转化处理液接触时，可以显著地缩短脱脂处理～化学转化处理的工序，至此便完成了本发明。