CN110546303A - 用于处理金属表面的含水酸性组合物、使用这种组合物的处理方法和经处理的金属表面的用途 - Google Patents

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Abstract

在第一方面中，本发明涉及用于处理金属表面的含水酸性组合物，所述组合物包含以下组分：a)至少一种水溶性或水分散性的阴离子聚电解质；b)至少一种有机官能硅烷，所述有机官能硅烷包含一种或多种选自氨基、巯基、甲基丙烯酰氧基、环氧基和乙烯基的反应性官能团；c)至少一种水分散性的固体蜡，其中组分之间的重量比a:b在1:2‑4:1的范围内，以干物质为基础；组分之间的重量比(a+b):c在1:3‑3:1的范围内，以干物质为基础，并且其中组分a和b可以至少部分以它们的接枝反应产物存在。本发明的其它方面涉及使用这种组合物的处理方法和如此处理的金属表面的用途。

Description

用于处理金属表面的含水酸性组合物、使用这种组合物的处 理方法和经处理的金属表面的用途
本发明涉及用于处理金属表面的含水组合物、使用这种含水组合物处理金属表面的方法和经处理的金属表面的用途，特别地在汽车工业中的用途。
在第一方面中本发明涉及用于处理金属表面(特别地涂覆的金属表面例如锌或锌合金涂覆的钢带，例如热浸镀锌(HDG)钢带)的含水组合物。
在汽车技术领域中广泛地使用电解镀锌(EG)钢，特别地用于车体以及在普遍的工业中。通常在使钢镀锌之后，考虑到改进钢的成形性质，将所得的钢产物(是带材或片材)磷化处理，还称为预磷化处理。此后还施加额外的润滑剂例如预润滑剂(prelube)、干润滑剂(drylube)或热熔黏合剂(hotmelt)。这种类型的锌层、额外的磷酸盐层和润滑剂对优异的成形性和防止成形工具的擦伤和污染是有益的。
随着表面品质不断改进，连续地热浸锌(合金)涂覆(HDG)钢在汽车工业中变得更重要。然而在临界成形操作中，来自HDG钢的锌趋向于积聚在成形工具上，导致不可接受的表面缺陷(还称为擦伤)。与预磷化处理的EG钢相反，尽管使用润滑剂如拉制用油和热熔黏合剂，在HDG钢上在成形操作中的磨损和摩擦增加。
为了改进热浸的锌涂覆钢的摩擦学性质，已知就在施加抑制腐蚀的润滑剂之前施加额外的层。这些额外处理中的大多数是基于“原位干燥”技术。传统的金属表面处理化学方法如磷化处理需要之后清洗以去除施加的过量化学品。原位干燥化学方法允许施加的处理组合物在金属基材上干燥而不用在沉积和干燥步骤之间的清洗。
在过去的几十年中，已经公开了用于解决在(外部)汽车部件的生产中使用HDG钢时遇到的一个或多个问题的各种方法和建议，例如成形性、(点)焊接、胶黏剂结合和涂漆。技术人员遇到的问题之一是“对压制有利的对结合不利”。
开发了需要清洗的三阳离子(Ni、Mn、Zn)带材磷化处理工艺。此外，开发了没有清洗的非晶带材磷化处理工艺。使用这些所谓的预磷化处理以改进耐腐蚀性、润滑性和粘附性。除了在带材磷化处理中涉及的复杂的不经济的加工之外，产生的磷酸盐层经受差的焊接性能。它们难以去除，致使随后的标准磷化处理步骤困难。
EP1988189A1公开了涂覆HDG钢片材的连续工艺，该工艺包括供应包含磷酸锌颗粒的表面预调节试剂至HDG片材的表面的步骤，中间预干燥步骤和供应也包含磷酸锌的处理试剂的步骤。
US2008/308192A1公开了使用含有浓度不小于0.01mol/l的硫酸根离子的含水碱性处理溶液用于处理镀锌钢片材的表面，目的在于减少在成形片材的操作过程中镀锌钢片材的涂层劣化，以及目的为改进其临时的腐蚀防护。
在WO2015039762A1和WO2015/197430A1中公开了涉及施加硫酸盐、氢氧化物和碳酸盐的碱性混合物的类似工艺。
JP3006455公开了具有厚度为0.8-4μm的膜的润滑处理的金属材料。通过施加一种或多种水溶性和/或水分散性的丙烯酸类树脂和处理试剂并然后干燥来形成这种膜，其中所述丙烯酸类树脂具有10-85℃的玻璃化转变温度并且所述处理试剂相对于树脂的固体含量含有0.2-5重量％硅烷偶联剂和0.5-10重量％金属皂。
EP317684公开了用于锌涂覆钢的多官能涂层组合物，该组合物包含具有游离的羧基基团的丙烯酸、乙烯基-丙烯酸、苯乙烯-丙烯酸、腈-丙烯酸类的有机共聚物，和某些润滑性添加剂(考虑到降低摩擦系数)，和多价阳离子和传导颗粒(考虑到促进焊接性)。
WO 01/64356公开了用涂层组合物涂覆的金属制品，所述涂层组合物包含硅烷偶联剂组分、聚合物组分和蜡组分，所述聚合物组分具有根据如在这一WO公开文本中表示的通式1的特定化学结构。
EP3059331公开了金属表面处理试剂，其包含锆化合物、含水环氧树脂和羟基羧酸，所述含水环氧树脂来源于特定的羧基聚合物并具有5-50mg/g的酸值。
以上提出的金属表面处理中的一些，特别是在汽车(车体)制备中使用的HDG处理实际上已被商业化。然而，考虑到可加工性，汽车工业中的不断发展对原料钢片材提出了更高的要求。
在典型的制备工艺中，车辆制造商接收来自钢制造商的作为带状卷材的镀锌钢，例如可通过以上处理之一来处理该镀锌钢并且如果适用，为了在储存和运输过程中的临时腐蚀防护以及为了成形性，将该镀锌钢涂油。从钢带切割坯料并且将坯料成形为期望的形状。随后将各种成形零件胶黏结合或(点)焊在一起成为组件例如车体(白车身)。在任选的除油步骤之后，该组件通常经受磷化处理并然后涂漆，通常采用E涂覆工艺。
在这个制备链中的各个步骤对接收状态的涂覆的例如热浸镀锌钢有不同的要求，特别是用于制造外部车辆(车体)零件。高度期望的是HDG钢的相关性质与润滑的EG钢的相关性质相当。那些性质包括例如压制性能和成形行为，例如根据VDA 230-213；耐久性胶黏剂结合，例如根据SEP1220-6；对焊接性没有负面影响；允许磷化处理和/或替代的预处理的标准碱性清洁的可能性(例如见VDA 230-213)；对涂漆性特别是E涂覆没有负面影响。有利地，HDG钢的处理应为效率高且有效的工艺，可包括在这种钢的典型生产线中。考虑到环境因素和法规，应使废物处理最少。
以上讨论的处理技术没有一个以令人满意的技术和工艺方式完全满足这些要求的组合。
本发明的目的是提供金属处理组合物用于改进被处理的金属表面的摩擦学和粘附性方面。
本发明另外的目的是提供金属处理组合物，该金属处理组合物具有适合目前汽车(车体)制备工艺的摩擦学(成形性)、粘附性、焊接性、润湿性和涂漆性性质的组合，或者对以上已知金属处理组合物的替代。
另一个目的是提供金属处理组合物，该金属处理组合物是多官能的并且当考虑到经处理的金属表面的预期最终用途(例如家用电器、建筑材料等)而需要一种或几种以上性质时可令人满意地使用该金属处理组合物。
又一个目的是提供金属表面处理工艺，特别地用于汽车工业的HDG钢，其可包括在制造金属表面的连续生产线中。
在第一方面中，如在权利要求1中限定的，本发明提供含水酸性组合物用于处理金属表面例如涂覆的金属表面，特别是锌或锌合金涂覆的金属表面，有利的是HDG钢带。
根据本发明的含水酸性组合物包含三种主要成分，即一种或多种阴离子聚电解质(组分a)、一种或多种有机官能硅烷(组分b)和一种或多种固体水分散性的蜡(组分c)。组分的重量比a:b在1:2-4:1的范围内，以干物质为基础；并且组分的重量比(a+b):c在1:3-3:1的范围内，以干物质为基础。
在本申请中，根据Pure Appl.Chem.,第78卷，第11期，第2067-2074页，2006年“Terminology of polymers containing ionisable or ionic groups and of polymerscontaining ions”(IUPAC Recommendations 2006)中的IUPAC定义使用表达“聚电解质”。阴离子聚电解质是其中大部分的构成单元具有阴离子属性的可电离基团或离子基团或两者的大分子。这些基团的实例为羧酸、磺酸、磷酸、膦酸和甲基丙烯酸。因此水溶性的阴离子聚电解质的典型实例为聚丙烯酸、聚磺酸、磷酸化的聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸、聚马来酸、聚乙烯基膦酸和聚乙烯基磺酸。水溶性的阴离子聚电解质的其它典型实例包括共聚物和三元共聚物，例如甲基乙烯基醚和马来酸的共聚物、甲基乙烯基醚和丙烯酸的共聚物、乙烯基膦酸和丙烯酸的共聚物、马来酸和丙烯酸的共聚物、乙烯-丙烯酸和磺酸的共聚物。分子量Mw通常在5000-500.000g/mol的范围内。聚电解质是水分散性的，优选水溶性的。
有利地，阴离子聚电解质的酸值为至少200mg KOH/g，例如考虑到粘附性性质为300或更大。粘附性主要与根据本发明的组合物中的阴离子聚电解质的阴离子基团数有关。优选地酸值为至少400、更优选至少600和最优选至少700mg KOH/g。
聚电解质是根据本发明的含水酸性组合物中的成膜组分。有利地，在准备施加的(非浓缩)组合物中，也就是说以用于预期的最终施加的浓度，这种组分a以0.6-40g/L、优选1.6-20g/L的量存在。
有机官能硅烷是具有反应性有机基团的硅化合物。优选地，有机基团选自氨基、巯基、甲基丙烯酰氧基、环氧基和乙烯基。其促进在金属基材和聚电解质之间的粘附性。
优选地，有机官能硅烷以其水解的和部分缩合的形式存在，更优选地其基本上不含醇。在与水接触时，有机官能硅烷将水解(形成硅烷醇基基团并释放醇)并部分缩合，由此形成硅烷低聚物。
在未浓缩的组合物中，处于根据本发明的施加浓度下，至少一种有机官能硅烷以0.3-40g/L、优选0.8-20g/L的量存在。有机官能硅烷(处于水解的和部分水解的和缩合的形式)的典型实例包含乙烯基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基-丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基-丙基甲基二甲氧基硅烷。
一旦施加并干燥，组分(a+b)在1-200mg/m2的金属表面的范围内、优选在4-70mg/m2的范围内存在于经处理的金属表面上。如果层重量小于1mg/m2，低摩擦行为的粘附性(改进)和耐久性可能不足，而较高的层重量(>200mg/m2)可影响焊接性和清洁性。
在这方面，注意到还可以以阴离子聚电解质和有机官能硅烷反应的接枝反应产物的形式提供组分a和b。最可能的是在根据本发明施加的组合物中，聚电解质的阴离子基团至少一定程度上已与水解的和缩合的硅烷组分的有机官能基团反应。
蜡(组分c)的实例包含一种或多种水分散性的蜡，如(改性)聚乙烯蜡、氧化的HDPE蜡、聚丙烯蜡、褐煤(酯)蜡、巴西棕榈蜡、酰胺蜡、石蜡、氧化的聚烯烃蜡、高熔费-托蜡、乙烯丙烯酸蜡的乳液。蜡组分优选在1.5-30g/L、更优选4-15g/L的范围内存在。有利地，蜡组分的熔融温度在60-150℃的范围内、优选在75-120℃的范围内。组分c所施加的层重量(以干固体为基础)优选在3-60mg/m2的范围内、更优选在6-30mg/m2的范围内。如果在所施加的层中蜡组分以较低比例存在，成形性质不足，而在较高的层重量下不利地影响胶黏剂和/或漆的结合。另外，将减小焊接性。
组分比(a+b):c在1:3-3:1的范围内，以干物质为基础。
对于处理HDG钢用于由该HDG钢制造汽车车身零件而言，优选地阴离子聚电解质(组分a)与蜡(组分c)的比小于1。
蜡组分(如果以薄层施加)减小摩擦系数，其对金属表面如金属片的成形性质有积极影响。额外施加润滑剂如(拉制用)油可改进成形性质。然而，蜡和润滑剂(如果存在)减小胶黏剂结合性质以及涂漆性，包括直接后涂漆。根据本发明，蜡组分的粒状固体包括在聚电解质和有机官能硅烷的膜中，由此至少使胶黏剂/漆结合性质的减小调平(levelling)。还在较长的时间段中维持了成形性质，因为在聚电解质和硅烷化合物的膜成形基质中蜡颗粒与金属基材结合。
有利地，根据本发明的含水处理组合物不含用于促进粘附性的无机化合物颗粒。虽然存在这样的固体无机颗粒可潜在提供改进如此处理的金属表面的结合行为，但是成形(摩擦学)性质将大幅劣化。
根据本发明的含水组合物是酸性的。优选地pH在1.2-6、更优选1.6-3.5的范围内。如果pH小于该下限，可发生金属表面的过蚀刻。如果pH较高，则组合物的稳定性可能有不足之处，并且可能出现聚电解质的酸基团与金属基材的粘附性不足。
任选地，根据本发明的含水酸性组合物包含添加剂。考虑到与金属基材的粘附性，有利地，该组合物还包含至少一种氟化物化合物，有利地是水溶性的氟化物化合物，优选具有至少4个F原子和选自Si、Ti、Zr和Al的一种或多种元素的含氟酸(fluoacid)例如六氟锆酸铵、六氟锆酸和六氟钛酸。如果存在，F-阴离子的优选总量在0-3g/L的范围内，最优选0.1-1.5g/L。氟离子有蚀刻被钝化氧化物表皮覆盖的金属表面的功能，导致改进的粘附性。有利地在施加的层中氟化物的总量(如果存在)为至多6mg/m2。
可存在的其它多价阳离子包括Zn2+、Mn2+、Mg2+、Sr2+和Ca2+。对于单个阳离子物质，这通常在0-1g/L、优选0-0.5g/L的范围内。期望在施加组合物中维持所有阳离子的总量处于小于2g/L的水平。取决于在组合物与金属表面接触过程中的施加方法，Zn、Mg、Al和Fe可溶解在例如浸浴中，导致浸浴中的处理组合物中的这些阳离子的量提高。
可添加磷酸盐以提供足够量的示踪元素P，从而允许通过XRF确定层重量。它们还有助于以上所述的相关性质并且可用于调节pH。合适的磷酸盐化合物的实例包含磷酸二氢锌、磷酸氢铵、三磷酸铬、磷酸、正磷酸铝。如果存在，典型量在0-40g/L、有利地0-20g/L的范围内。通常，磷酸盐(PO4 3-)(如果存在)的层重量在至多80mg/m2的范围内。高磷酸盐沉积物将引起差的焊接性能并且在随后的清洁工序中难以去除锌磷酸盐。
可存在络合剂/螯合剂用于稳定含水组合物，特别地用于防止阳离子与磷酸盐(如果存在)和聚电解质的沉积。其实例为羟基羧酸、膦酸酯和它们的盐。其它实例包括ATMP、DTPMP、HEDP、PBTC、HPAA、葡萄糖酸、乙醇酸、乳酸、柠檬酸。络合剂的浓度在0-30g/L、优选0-15g/L的范围内。有利地，在施加的层中的任选的络合剂的量在0-80mg/m2的范围内。以这些量，络合剂还改进在碱性清洁工序中该层的易除去性。
以上组分的总固体在2.4-160g/L的范围内，而6.4-92.5g/L的范围是优选的。
可添加表面活性剂至基础组合物以用于改进润湿性、发泡和流动性质。
没有特别限制待由根据本发明的组合物表面处理的金属表面，尽管在处理涂覆的金属表面例如锌或锌合金涂覆的钢、特别是HDG钢带或钢片时大程度上使用该组合物的有益性质的完全组合。可施加根据本发明的组合物的金属基材的其它实例包含铝、冷轧钢(CRS)、电镀锌钢(EG)、AluSi(AS)、热浸锌合金涂覆的钢材例如Mg、Al(ZM)、锌铁(GA)、Galfan(ZA)、Galvalume(AZ)钢，以及具有通过CVD和/或PVD施加的涂层的金属表面。
在第二方面中，本发明提供金属表面例如涂覆的金属表面，特别是锌或锌合金涂覆的钢带，更特别是HDG钢的处理方法，包括在金属表面上施加如以上所述根据本发明的含水酸性组合物的步骤。
没有限制使待处理的金属表面与根据本发明的含水酸性处理组合物接触的方法。重要的施加方法包括浸渍(挤压)、喷涂(挤压)、喷雾盘、溢流(挤压)、辊涂(ChemCoater)和接触涂覆机。
有利地，该方法以连续的方式在先进金属基材上，更优选在金属带的热浸镀锌生产线中进行。在施加组合物的过程中，金属表面的温度通常在20-50℃的范围内。清洗经处理的金属表面是多余的。通常原位进行所施加的组合物的干燥。为了避免对经处理的金属表面不利的副作用，限制施加的组合物的湿膜在金属表面上存在的时间段，优选在1毫秒和10秒之间。
优选地，该方法包括干燥施加的含水酸性组合物的步骤，优选在升高的温度下，更优选在35-80℃范围内的最大金属温度下。可使用通过气体加热、感应加热、红外或近红外加热的方式加热来进行干燥。
有利地，在干燥后所得的涂层重量为：
在干燥之后的实施方案中，进行将润滑剂施加至处理的金属表面的另外步骤，优选采用0.2至3.0g/m2的涂层重量。有利地，在卷绕之前还在轧机中施加润滑剂。
在第三方面中，本发明提供根据本发明处理的金属表面、特别是涂覆的金属表面例如锌或锌合金涂覆的钢片在汽车部件的制备中的用途。这样的用途通常包括以下至少一个或多个步骤：使坯料金属片经受成形例如热成形，例如通过胶黏剂结合将成形的金属片连接在一起，将成形的金属片(点)焊在一起，(碱性)除油，磷化处理和涂漆如施加E涂层。
这个发明的益处包括
·改进的成形性(较小的摩擦力和因此所需的压力较小)
·在重复的成形操作过程中较少的擦伤/工具污染
·在金属上施加的润滑剂的量减小
·在Zn涂覆的和ZnMg合金涂覆的金属基材上改进的胶黏剂结合
·与仅涂油的金属相比持久的胶黏剂结合
·易于去除润滑剂
·经济的施加工艺
·每m2低的化学消耗
·非常有限的化学品废物
·不需要清洗的水
·可在充分宽的操作窗口中在没有电极粘附的情况下进行焊接操作
·可在标准车体磷化处理工艺然后E涂覆步骤中使用经处理的金属片
·当涂油时在清洁之后涂漆
·当未涂油时直接涂漆而不用清洁
通过以下实施例说明本发明。实施例
聚电解质组分a1
聚乙烯基膦酸-共-丙烯酸溶液的可商购牌号的无规共聚物(以30mol％乙烯基膦酸和70mol％丙烯酸为基础并且固体含量为38重量％)。酸值为769mg KOH/g。
通过在合适的溶剂即水中溶解预定量的聚电解质样品来测定酸值，因为这种聚电解质是水溶性的。然后用具有已知浓度的氢氧化钾溶液滴定如此获得的水溶液。使用酚酞作为颜色指示剂。
聚电解质组分a2
水溶性的共聚物，其为乙烯基醚和马来酸酐的反应产物，具有220.000g/mol的分子量Mw。通过水解将酸酐转化为酸形式。为了溶解和水解，将聚合物分散在温水中。用水稀释聚电解质溶液以获得21重量％的固体重量浓度。组分a2的酸值为852mg KOH/g。
有机官能硅烷组分b
将两种可商购得到的有机官能硅烷低聚物(10重量％部分水解和缩合的环氧硅烷和30重量％完全水解的氨基烷基硅烷)与8重量％磷酸混合1小时。然后添加52重量％水并将溶液保持在50℃下8小时。最终硅烷溶液具有31重量％的固体含量。因为在水解过程中几乎没有释放醇类，不需要额外的蒸馏步骤使产物不含VOC。
接枝反应产物ab
以2:1的干重量比共混聚电解质组分a2与3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。在50℃下进行水解和反应3小时。用水稀释在真空蒸馏去除醇之后所得产物至17.5重量％的固体重量浓度。这种接枝反应产物具有396mg KOH/g的酸值。
蜡组分c
非离子稳定的水分散的褐煤酯蜡(固体30重量％)
实施例Ex1：
将3重量％的有机官能硅烷组分b和2.4重量％聚电解质组分a1添加至软化水。最终混合物含有9.1g/L的聚电解质(干固体重量)和9.3g/L的硅烷(干固体重量)。最后，以2.4重量％的浓度添加蜡组分c，相当于7.2g/L的蜡。总固体：25.6g/L；pH＝2.1和1.8g/L磷酸盐(来源于有机官能硅烷组分b)。重量比聚电解质：硅烷＝1:1.3，聚电解质：蜡＝1:0.8和(聚电解质+硅烷)：蜡＝1:0.4。
实施例Ex2：
在添加19g/L六氟酞酸(50重量％)和6g/L正磷酸铝(48重量％)之前向2.4重量％的以上接枝反应产物ab(产生2.8g/L的聚电解质)添加11g/L的HEDP(60重量％)作为络合剂。最后添加2.4重量％蜡组分c(7.2g/L的蜡)。实施例2：比A:B＝1:0.5和比(A+B):C＝1:1.7重量比聚电解质：硅烷＝1:0.5，聚电解质：蜡＝1:1.7和(聚电解质+硅烷)：蜡＝1:0.6。
比较例CEx1：
制备金属处理水溶液，其含有二氢磷酸锌(8.6g/L的磷酸和3g/L的锌)和24g/L的蜡组分c。总固体18.8g/L。pH＝2.1。
比较例CEx2：
这种溶液含有46g/L的正磷酸铝(干固体)、乳液丙烯酸酯共聚物8.6g/L(干固体)和24g/L的蜡组分c。总固体61.8g/L；pH1.9。丙烯酸酯共聚物的酸值为4mg KOH/g。
比较例CEx3：
制备了聚电解质组分a2(30g/L)和蜡组分c(24g/L)的金属处理水溶液。总固体13.5g/L；pH＝2.2。重量比聚电解质：蜡＝1:1.1。
比较例CEx4：
这种组合物含有硅烷组分b(200g/L)和蜡组分c(24g/L)。总固体69g/L；pH＝3。
比较例CEx5：
制备了含有8.6g/L乳液丙烯酸酯共聚物(酸值：＝4mg KOH/g)、4.3g/L硅烷和.2g/L的蜡组分c的组合物7.2g/。
使用ChemCoater将如表1中总结的以上含水金属处理组合物施加至具有0.6mm厚度的HDG钢(牌号BH180)。在干燥之前湿膜具有2g/m2的涂层重量。在70℃的PMT下干燥样品。
表1总结了组成。
表1.实施例(Ex)和比较例(CEx)的组成
样品 聚合物/聚电解质 硅烷 接枝产物 蜡 氟化物 磷酸盐 络合剂
CEx1 c Zn磷酸盐
CEx2 丙烯酸类共聚物 c Al磷酸盐
CEx3 a2 c
CEx4 b c
CEx5 丙烯酸类共聚物 b c
Ex1 a1 b c
Ex2 ab c TiF<sub>6</sub> Al磷酸盐 HEDP
使每个样品经受各种测试，包括：
润滑性
线性摩擦测试：擦伤
力5kN、20mm/min、测试长度55mm、工具Ra＝0.4
-在6个行程之后目视检查
-CoF＝在6个行程前后的摩擦系数
在施加表1的组合物之后，如此处理的样品每侧装载1g/m2的预润滑油PL61(Zeller+Gmelin)。
胶黏剂结合
胶黏剂结合测试：根据SEP 1220-6在有和没有老化(VDA 621-415)的情况下搭接剪切(lapshear)。
在施加表1的组合物之后，如此处理的样品每侧装载3g/m2的预润滑油PL 3802-39S(Fuchs)并使用两种可商购得到的结构胶黏剂即Betamate(Dow)和M91测试。
·失效模式：粘着(adhesive)/内聚(cohesive)，内聚是期望的失效机制。
焊接性
根据SEP 1220/2测试点焊接性能。
将材料焊接至其自身以及与HDG和EG涂覆的材料组合。使用在SEP1220-2中规定的标准焊接参数。已经进行的测试：
·焊接电流范围窗口：
·电极寿命测试
·额外地评估了电极粘附行为。
测试可移动性(适合于标准E涂覆工艺)
对于随后的无故障工艺步骤如磷化处理、涂漆和类似或替代步骤，应在碱性清洁步骤中尽可能多地去除成形助剂(金属处理组合物/润滑剂)。
·VDA 230-213(ch.5.10)水破坏测试
·涂层重量(去除)的XRF测量
表2以量化的方式总结了结果。为了比较磷酸化的EG的测试结果，还包括了可商购得到的在GI上无机处理的NIT和在GA和G1参比物上T处理的(磷酸锌)。
在碱性清洁步骤之后，按照标准的磷化处理工序(活化和磷化处理)。目测研究(使用显微镜)如此处理的样品的性能，并评估磷酸盐层的均匀性、覆盖率、晶体尺寸和厚度。如果与GI参比物相比在磷酸盐层中确定没有异常，则给出评级“通过”，这意味着如此处理的样品适合于通过使用显微镜观察晶体尺寸、磷酸盐层的覆盖率和厚度所评价的E涂层。
以上结果表明根据本发明的实施例1具有在HDG钢上类似于磷酸盐EG钢的关于成形性、粘附结合和焊接的性质组合，并且比可商购得到的处理方式和比较例更好。实施例2显示关于所有测试性质的最佳总体性能。
下表3提供关于在除油、分别用2mL/m2的Cex1、Ex1和Ex2处理和用3g/m2 PL3802-39S涂油之后在GI(锌涂覆的)和MZ(镁锌涂覆的)钢样品上根据SEP 1220-6测试的结构胶黏剂Betamate和M91的胶黏剂结合性质的进一步测试数据。
表3
以上测试结果显示对于两种类型的钢和两种类型的胶黏剂而言根据本发明的组合物(Ex1和Ex2)提供与除油(未处理)参比物相比类似或更好的结合性能，而在所有这些条件下比较例CEx1的性能低于参比物。
下表4提供了与GI参比物DX56MZ140(1.5mm)相比使用不同的胶黏剂在有和没有使用根据Ex2的组合物后处理的情况下对于锌镁合金涂覆的钢HX460LAD+Z120(1.5mm)(在下表中表示为MZ)的另外的粘附性测试数据。以2g/m2施加Ex2的组合物、在190℃下固化60分钟和用PL61(3g/m2)涂油。100％内聚失效被认为是优异的。
表4
图1是根据本发明处理的钢产物的实施方案的图解图，其中附图标记是指：
1＝钢带或钢片；
2＝Zn或Zn合金涂层；
3＝HDG钢带或钢片；
4＝根据本发明的处理组合物；
5＝额外的润滑剂(油)。
已经显示：如果需要，根据本发明的金属表面处理组合物和处理方法提供摩擦学和粘附性质的均衡改进，从而允许焊接操作。因此，根据本发明处理的金属表面，特别是如此处理的锌或锌合金涂覆的表面，对于在制品例如汽车(车体)零件的制造工艺(涉及成形、连接和涂漆操作)中使用而言是有吸引力的。

Claims (16)

1.用于处理金属表面的含水酸性组合物，所述组合物包含以下组分：
a)至少一种水溶性或水分散性的阴离子聚电解质；
b)至少一种有机官能硅烷，所述有机官能硅烷包含一种或多种选自氨基、巯基、甲基丙烯酰氧基、环氧基和乙烯基的反应性官能团；
c)至少一种水分散性的固体蜡；
其中组分之间的重量比a:b在1:2-4:1的范围内，以干物质为基础；组分之间的重量比(a+b):c在1:3-3:1的范围内，以干物质为基础，并且其中组分a和b可以至少部分以它们的接枝反应产物存在。
2.根据权利要求1所述的含水酸性组合物，其中该至少一种阴离子聚电解质具有至少250、优选至少400、更优选至少600和最优选至少700mg KOH/g的酸值。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的含水酸性组合物，其中该至少一种阴离子聚电解质以0.6-40g/L、优选1.6-20g/L的量存在。
4.根据前述权利要求中任一项所述的含水酸性组合物，其中该至少一种有机官能硅烷以0.3-40g/L、优选0.8-20g/L的量存在。
5.根据前述权利要求中任一项所述的含水酸性组合物，其中该至少一种水分散性的蜡以1.5-30g/L、优选4-15g/L的量存在。
6.根据前述权利要求中任一项所述的含水酸性组合物，其中组分比a:c小于1。
7.根据前述权利要求中任一项所述的含水酸性组合物，其具有在1.2-6、优选1.6-3.5范围内的pH。
8.根据前述权利要求中任一项所述的含水酸性组合物，其中该组合物还包含至少一种氟化物化合物，优选具有至少4个F原子和选自Si、Ti、Zr和Al的一种或多种元素的含氟酸，更优选F-阴离子的总量为0-3g/L、最优选0.1-1.5g/L。
9.根据前述权利要求中任一项所述的含水酸性组合物，其中该组合物还包含一种或多种络合剂和/或表面活性剂。
10.金属表面、特别是锌或锌合金涂覆的钢带的处理方法，包括在金属表面上施加根据前述权利要求中任一项所述的含水酸性组合物的步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括将施加的含水酸性组合物干燥的步骤，优选在升高的温度下，更优选在35-80℃范围内的最大金属温度下。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的方法，其中涂层重量(干固体)在0.001g/m2-1.5g/m2、优选0.004-0.2g/m2的范围内。
13.根据前述权利要求10-12中任一项所述的方法，其中涂层重量(干固体)为
组分a)聚电解质： 0.3-320mg/m2、优选0.8-80mg/m2；
组分b)硅烷： 0.15-320mg/m2、优选0.4-80mg/m2；
组分c)蜡： 0.75-240mg/m2、优选在3-60mg/m2范围内。
14.根据前述权利要求10-13中任一项所述的方法，还包括施加润滑剂的步骤，优选采用0.2-3.0g/m2的涂层重量。
15.根据前述权利要求10-14中任一项处理的涂覆的金属表面、特别是锌或锌合金涂覆的钢片在生产汽车部件中的用途。
16.根据权利要求15所述的用途，至少包括成形、连接和涂漆的步骤。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309803B6 (cs) * 2021-09-21 2023-10-25 Univerzita Pardubice Přípravky pro zvýšení kluznosti povrchů polymerních materiálů a kompozitů

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001064356A1 (en) * 2000-02-28 2001-09-07 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Metal sheet material with superior corrosion resistance
EP1852523A1 (en) * 2005-02-02 2007-11-07 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Aqueous surface treating agent for metal material, surface treating method and surface-treated metal material
CN101705484A (zh) * 2003-02-25 2010-05-12 坎梅陶尔股份有限公司 以富聚合物组合物涂布金属表面的方法
CN101983234A (zh) * 2008-01-30 2011-03-02 凯密特尔有限责任公司 用含有蜡的润滑剂组合物涂覆金属表面的方法
CN101983233A (zh) * 2008-01-30 2011-03-02 凯密特尔有限责任公司 用润滑剂组合物涂覆金属表面的方法
CN105086565A (zh) * 2005-04-14 2015-11-25 凯密特尔有限责任公司 用含水有机组合物涂覆金属部件的方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60252551A (ja) 1984-05-28 1985-12-13 Nichibei:Kk コイルスプリング装置
JPS636455A (ja) 1986-06-26 1988-01-12 Fuji Electric Co Ltd 水中アンモニア分析装置
ATE90714T1 (de) 1987-11-26 1993-07-15 Procoat Sa Multifunktionaler schutzanstrich fuer zinkbeschichtete stahloberflaechen und ihre legierungen.
US20040009300A1 (en) * 2000-10-11 2004-01-15 Toshiaki Shimakura Method for pretreating and subsequently coating metallic surfaces with paint-type coating prior to forming and use og sybstrates coated in this way
EP1328590B1 (de) 2000-10-11 2011-08-03 Chemetall GmbH Verfahren zur vorbehandlung oder/und beschichtung von metallischen oberflächen vor der umformung mit einem lackähnlichen überzug und verwendung der derart beschichteten substrate
JP3865693B2 (ja) * 2002-12-26 2007-01-10 日本ペイント株式会社 アルミニウム−亜鉛合金メッキ鋼板処理用水性樹脂組成物、被覆方法及びアルミニウム−亜鉛合金メッキ鋼板
FR2864552B1 (fr) 2003-12-24 2006-07-21 Usinor Traitement de surface par hydroxysulfate
KR101068708B1 (ko) 2006-02-20 2011-09-28 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 인산 아연 피막을 가지는 용융 아연 도금 강판의 제조 방법
JP2007297709A (ja) 2006-04-07 2007-11-15 Nippon Paint Co Ltd 表面調整用組成物及びその製造方法、並びに表面調整方法
ES2441248T3 (es) * 2006-04-07 2014-02-03 Chemetall Gmbh Composición de acondicionamiento de superficies, método para producir la misma, y método de acondicionamiento de superficies
PL380239A1 (pl) 2006-07-18 2008-01-21 Constantia Colorcap Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób kompletacji stosu wieczek opakowaniowych
JP5088095B2 (ja) 2006-12-13 2012-12-05 Ｊｆｅスチール株式会社 平板部耐食性、耐黒変性およびプレス成形後の外観と耐食性に優れた表面処理亜鉛系めっき鋼板、並びに亜鉛系めっき鋼板用水系表面処理液
JP6180221B2 (ja) 2013-08-01 2017-08-16 オリンパス株式会社 ブレード検査装置
ES2734456T3 (es) 2013-09-19 2019-12-10 Fuchs Petrolub Se Capa funcional inorgánica sobre acero galvanizado por inmersión en caliente como ayuda para la conformación
JP6118419B2 (ja) 2013-10-18 2017-04-19 日本パーカライジング株式会社 金属材料用表面処理剤、表面処理金属材料の製造方法
RU2692361C2 (ru) 2014-06-27 2019-06-24 Хенкель Аг Унд Ко. Кгаа Твердый смазочный материал для оцинкованной стали

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001064356A1 (en) * 2000-02-28 2001-09-07 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Metal sheet material with superior corrosion resistance
CN101705484A (zh) * 2003-02-25 2010-05-12 坎梅陶尔股份有限公司 以富聚合物组合物涂布金属表面的方法
EP1852523A1 (en) * 2005-02-02 2007-11-07 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Aqueous surface treating agent for metal material, surface treating method and surface-treated metal material
CN105086565A (zh) * 2005-04-14 2015-11-25 凯密特尔有限责任公司 用含水有机组合物涂覆金属部件的方法
CN101983234A (zh) * 2008-01-30 2011-03-02 凯密特尔有限责任公司 用含有蜡的润滑剂组合物涂覆金属表面的方法
CN101983233A (zh) * 2008-01-30 2011-03-02 凯密特尔有限责任公司 用润滑剂组合物涂覆金属表面的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李金林: "《胶粘剂技术与应用手册》", 31 December 1991, 宇航出版社 *

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Publication number Publication date
PT3601632T (pt) 2021-08-06
EP3601632B1 (en) 2021-05-05
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