JP2023503493A - Resource-saving method for activating metal surfaces prior to phosphating - Google Patents

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Abstract

本発明は、活性化段階として、分散粒子状構成要素を含有するコロイド水溶液を使用して層形成様式で金属表面をリン酸塩処理するための方法であって、該粒子状構成要素が、多価金属カチオンのリン酸塩の分散された無機化合物に加えて、少なくとも部分的にスチレン及び/又は5個以下の炭素原子を有するα-オレフィンから構成され、少なくとも部分的にマレイン酸、その無水物及び/又はそのイミドから構成される分散剤としての高分子有機化合物を含有し、該高分子有機化合物がポリオキシアルキレン単位を更に含む、方法に関する。活性化段階に先行する洗浄段階及びすすぎ段階、並びに活性化段階自体は、活性化性能を失うことなく、水に溶解した少なくとも0.5mmol/Lのアルカリ土類金属イオンを含有するコロイド水溶液を、水道水を用いて、省資源的に使用して実施することができる。本発明の方法の活性化段階において、コロイド水溶液中に溶解した縮合リン酸塩の含有量が、いずれの場合も元素Pに基づくその粒子状成分中のリン酸塩含有量に基づいて、0.25未満になるように、縮合リン酸塩の添加を省くことができる。The present invention is a method for phosphating a metal surface in a layer-forming fashion using, as an activation step, a colloidal aqueous solution containing dispersed particulate components, the particulate components comprising multiple In addition to dispersed inorganic compounds of phosphates of valent metal cations, at least partially composed of styrene and/or α-olefins having up to 5 carbon atoms, at least partially maleic acid, its anhydrides. and/or containing a polymeric organic compound as a dispersant composed of its imides, said polymeric organic compound further comprising polyoxyalkylene units. The washing and rinsing steps preceding the activation step, as well as the activation step itself, are carried out by adding a colloidal aqueous solution containing at least 0.5 mmol/L of alkaline earth metal ions dissolved in water to It can be carried out using tap water in a resource-saving way. In the activation stage of the process of the present invention, the content of condensed phosphate dissolved in the colloidal aqueous solution is reduced to 0.5, based on the phosphate content in its particulate component, in each case based on the element P. To be less than 25, the addition of condensed phosphate can be omitted.

Description

本発明は、活性化段階としてコロイド水溶液を使用して層形成様式で金属表面をリン酸塩処理するための方法であって、分散粒子状構成要素を含有し、該粒子状構成要素が、多価金属カチオンのリン酸塩の分散された無機化合物に加えて、少なくとも部分的にスチレン及び/又は5個以下の炭素原子を有するα-オレフィンから構成され、マレイン酸、その無水物及び/又はそのイミドから部分的に構成される分散剤としての高分子有機化合物を含有し、該高分子有機化合物がポリオキシアルキレン単位を更に含む、方法に関する。本発明の方法の活性化段階において、コロイド水溶液中に溶解した縮合リン酸塩の含有量が、いずれの場合も元素Pに基づくその粒子状成分中のリン酸塩含有量に基づいて、0.25未満になるように、縮合リン酸塩の添加を省くことができる。 The present invention is a method for phosphating a metal surface in a layer-forming fashion using a colloidal aqueous solution as an activation step, the process containing a dispersed particulate component, the particulate component comprising multiple In addition to dispersed inorganic compounds of phosphates of valent metal cations, maleic acid, its anhydrides and/or its It relates to a method comprising a high molecular weight organic compound as a dispersant partially composed of an imide, said high molecular weight organic compound further comprising polyoxyalkylene units. In the activation stage of the process of the present invention, the content of condensed phosphate dissolved in the colloidal aqueous solution is reduced to 0.5, based on the phosphate content in its particulate component, in each case based on the element P. To be less than 25, the addition of condensed phosphate can be omitted.

層形成リン酸塩処理は、結晶性防食コーティングを金属表面、特に鉄、亜鉛及びアルミニウムの金属の材料に適用する方法であり、これは数十年にわたって使用され、詳細に研究されてきた。腐食保護のために特によく確立されているリン酸亜鉛処理は、数マイクロメートルの層厚を使用して行われ、亜鉛イオン及びリン酸塩を含有する酸性水性組成物中での金属材料の腐食性酸洗浄に基づく。酸洗浄プロセスの過程で、アルカリ拡散層が金属表面上に形成され、これは溶液の内部に延在し、その中で難溶性の結晶子が形成され、結晶子は金属材料との界面に直接沈殿し、そこで成長し続ける。金属アルミニウムの材料上の酸洗浄反応を支援し、溶解形態で金属の材料上の層形成を妨害する浴毒アルミニウムをマスクするために、フッ化物イオンの供給源である水溶性化合物がしばしば添加される。リン酸亜鉛処理は、リン酸化される成分の金属表面の活性化によって常に開始される。湿式化学的活性化は、従来、リン酸塩のコロイド水溶液との接触によって行われ(「活性化段階」)、リン酸塩は、金属表面に固定化されている限り、その後のリン酸塩処理において、アルカリ拡散層内に結晶性コーティングを形成するための成長核として使用される。この場合の適切な分散液は、堆積されるリン酸亜鉛層のタイプからの結晶構造のわずかな結晶学的偏差しか有さない、リン酸塩結晶子に基づくコロイド状の、ほとんどが中性からアルカリ性の水性組成物である。これに関連して、例えば国際公開第98/39498号は、特に金属Zn、Fe、Mn、Ni、Co、Ca及びAlの二価及び三価のリン酸塩を教示しており、金属亜鉛のリン酸塩がその後のリン酸亜鉛処理のための活性化に使用されることが技術的に好ましい。 Layered phosphating is a method of applying crystalline anti-corrosion coatings to metallic surfaces, especially iron, zinc and aluminum metallic materials, which has been used and studied in detail for decades. Zinc phosphating, which is particularly well established for corrosion protection, is carried out using layer thicknesses of several micrometers and prevents corrosion of metallic materials in acidic aqueous compositions containing zinc ions and phosphate. based on acid wash. During the acid cleaning process, an alkali diffusion layer is formed on the metal surface, which extends into the interior of the solution, in which refractory crystallites are formed, and the crystallites are directly at the interface with the metal material. settle down and continue to grow there. A water-soluble compound that is a source of fluoride ions is often added to aid the acid cleaning reaction on metallic aluminum materials and to mask bath poisoning aluminum that in dissolved form interferes with layer formation on metallic materials. be. Zinc phosphating is always initiated by activation of the metal surface of the component to be phosphorylated. Wet-chemical activation is conventionally carried out by contacting the phosphate with a colloidal aqueous solution (the "activation step"), and the phosphate, as long as it remains immobilized on the metal surface, is not susceptible to subsequent phosphating. used as growth nuclei to form a crystalline coating in the alkali diffusion layer. Suitable dispersions in this case are colloidal, mostly neutral to phosphate crystallite-based dispersions with only minor crystallographic deviations in crystal structure from the type of zinc phosphate layer deposited. It is an alkaline aqueous composition. In this connection, for example WO 98/39498 teaches divalent and trivalent phosphates of the metals Zn, Fe, Mn, Ni, Co, Ca and Al, among others; It is technically preferred that phosphate is used for activation for subsequent zinc phosphating.

二価及び三価のリン酸塩の分散に基づく活性化段階は、特に一連の金属成分を処理する場合、活性化性能を常に最適なレベルに保つために高レベルのプロセス制御を必要とする。方法が十分に堅牢であることを確実にするために、前の処理浴又はコロイド水溶液中のエージングプロセスから持ち越された外来イオンは、活性化性能を低下させてはならない。劣化は、その後のリン酸塩処理における層重量の増加において最初に顕著であり、最終的には欠陥があるか又は不均一なリン酸塩層の形成をもたらす。したがって、プロセスが連続的に実施される場合、浴寿命を延ばすために、及び/又はコロイド水溶液に基づくリン酸塩処理が経済的に実施され得る程度までコロイド活性成分の消費を減らすために、化学物質を添加することが必要である。粒子状リン酸塩を使用して活性化する場合、その添加工程は、必ず、コロイドの安定化のための縮合リン酸塩の添加を含む。錯化剤は度々、コロイド凝集物の加速された形成、したがってコロイド状に分散した浴種の沈降を打ち消すために、前の洗浄段階から持ち越された多価金属イオン及び水硬度をマスキングするためにも添加される。縮合リン酸塩及び/又は錯化剤の投与は、維持されるべきプロセスクリティカルな最小量とシステム固有の上限の両方があるため、正確な分析モニタリングを必要とし、縮合リン酸塩及び/又は錯化剤の量は、この最小量を下回るか、又はこの上限を超えると、活性化性能に悪影響を及ぼす。 Activation steps based on dispersing divalent and trivalent phosphates require a high level of process control to keep activation performance at optimal levels, especially when processing a range of metal components. To ensure that the method is sufficiently robust, extraneous ions carried over from the aging process in previous treatment baths or aqueous colloidal solutions should not degrade the activation performance. Degradation is first noticeable in an increase in layer weight on subsequent phosphating, eventually leading to the formation of a defective or non-uniform phosphate layer. Therefore, if the process is carried out continuously, chemical treatment is required to extend the bath life and/or to reduce the colloidal active ingredient consumption to the extent that phosphating based on aqueous colloidal solutions can be economically practiced. It is necessary to add substances. When using particulate phosphate for activation, the addition step necessarily includes the addition of condensed phosphate for colloidal stabilization. Complexing agents are often used to counteract the accelerated formation of colloidal aggregates and thus the settling of colloidally dispersed bath species, to mask multivalent metal ions carried over from previous washing steps and to mask water hardness. is also added. The dosing of condensed phosphate and/or complexing agent requires accurate analytical monitoring because there are both process-critical minimum amounts to be maintained and system-specific upper limits, and the condensed phosphate and/or complexing agent If the amount of agent falls below this minimum amount or exceeds this upper limit, activation performance is adversely affected.

国際公開第98/39498号WO 98/39498

したがって、リン酸塩のコロイド水溶液に基づいて実施されるように意図されたリン酸塩処理、特にリン酸亜鉛処理のための前処理ラインの活性化段階を、リン酸塩処理のために金属表面を活性化するその特性に関してより効率的にし、当該段階をプロセスに関してより堅牢にする必要がある。これは、とりわけ、コロイド水溶液が、比較的少量の材料を使用して、可能な限り均一に、かつ包括的にリン酸塩処理される金属表面の活性化をもたらし、したがってリン酸塩処理段階において均質で微細な結晶性コーティングの形成をもたらし、その結果、優れたコーティング接着特性に加えて、後続の電気コーティングにおいて高い電荷移動抵抗、したがってそれに対応して良好なコーティングの把持が達成される能力に関する。さらに、このような方法の堅牢性を改善する態様では、コロイド構成要素の構造的及び化学的状態に関して、持ち越し及び蓄積された外来イオンに対するより高い耐性及び高い安定性があることを確実にする必要がある。この全ての目的は、資源を節約する方法で、低い技術的複雑性で連続的に実施することができるリン酸塩処理、特にリン酸亜鉛処理のための前処理ラインを確立することである。 Therefore, the activation step of the pretreatment line for phosphating, in particular zinc phosphating, intended to be carried out on the basis of colloidal aqueous solutions of phosphates is replaced with metal surfaces for phosphating. There is a need to be more efficient with respect to its properties of activating , and to make the step more robust with respect to processes. This is because, inter alia, the aqueous colloidal solution leads to the activation of metal surfaces to be phosphatized as uniformly and comprehensively as possible using relatively small amounts of material, thus in the phosphating step It relates to the ability to result in the formation of homogeneous, finely crystalline coatings so that, in addition to excellent coating adhesion properties, high charge transfer resistance and thus correspondingly good coating gripping are achieved in subsequent electrical coatings. . In addition, aspects to improve the robustness of such methods should ensure that there is greater resistance to carried-over and accumulated extraneous ions and greater stability with respect to the structural and chemical state of the colloidal components. There is The aim of all this is to establish a pretreatment line for phosphating, in particular zinc phosphating, which can be carried out continuously with low technical complexity in a resource-saving manner.

この複雑な作業プロファイルは、驚くべきことに、粒子リン酸塩に基づく活性化段階のコロイド構成要素を安定化するための特定のポリマー分散剤の使用によって対処される。活性化をもたらす粒子状構成要素の非常に効率的な安定化により、特殊な分散剤は、比較的低い割合のコロイドであっても均一な閉じたリン酸塩コーティングを生成することができ、前処理ラインの静止状態に達した後に活性化性能が著しく低下することなく、コロイド含有量が維持され一貫していることを確実にする。したがって、特定の分散剤の使用は、縮合リン酸塩の添加を完全に省くことを可能にし、したがって、リン酸塩処理方法を連続的に実施する技術的複雑さを著しく低減することができる。 This complex working profile is surprisingly addressed by the use of specific polymeric dispersants to stabilize the colloidal constituents of the particulate phosphate-based activation stage. Due to the highly efficient stabilization of the particulate constituents that lead to the activation, the special dispersants are able to produce uniform, closed phosphate coatings even with relatively low proportions of colloids, leading to Ensures that colloidal content is maintained and consistent without significant degradation in activation performance after the processing line reaches quiescent conditions. The use of specific dispersants thus makes it possible to completely dispense with the addition of condensed phosphate, thus significantly reducing the technical complexity of continuously carrying out the phosphating process.

したがって、本発明は、亜鉛、鉄若しくはアルミニウムから選択される金属材料又はそのような金属材料から少なくとも部分的に構成される成分の防食前処理のための方法であって、該金属材料又は成分は、連続する方法工程において、最初に活性化(i)、次いでリン酸塩処理(ii)、特にリン酸亜鉛処理を受け、方法工程(i)における活性化は、該金属材料又は成分をコロイド水溶液と接触させることによって行われ、前記コロイド水溶液は、分散粒子状構成要素(a)溶液に、
(a1)ホープアイト(hopeit)、フォスフォフィライト、ショルザイト及び/又はハーロライトから少なくとも部分的に選択される多価金属カチオンのリン酸塩から構成される少なくとも1つの粒子状無機化合物、及び
(a2)少なくとも部分的にスチレン及び/又は5個以下の炭素原子を有するα-オレフィンから構成され、少なくとも部分的にマレイン酸、その無水物及び/又はそのイミドから構成され、ポリオキシアルキレン単位を更に含む少なくとも1つの高分子有機化合物を含有し、
前記コロイド水溶液中で、水に溶解した縮合リン酸塩の含有量が、いずれの場合も元素Pに基づく前記少なくとも1つの粒子状化合物のリン酸塩含有量に基づいて、0.25未満である、方法に関する。
Accordingly, the present invention is a method for the anti-corrosion pretreatment of a metallic material selected from zinc, iron or aluminum or a component at least partially composed of such a metallic material, said metallic material or component comprising , in successive process steps, first undergoing activation (i) and then phosphating (ii), in particular zinc phosphating, the activation in process step (i) turning said metallic material or component into a colloidal aqueous solution wherein the colloidal aqueous solution is added to the dispersed particulate component (a) solution,
(a1) at least one particulate inorganic compound composed of phosphates of polyvalent metal cations at least partially selected from hopeite, phosphophyllite, scholzite and/or halorite; and (a2) at least partially composed of styrene and/or α-olefins having up to 5 carbon atoms, at least partially composed of maleic acid, its anhydrides and/or its imides and further comprising polyoxyalkylene units containing one macromolecular organic compound,
In said colloidal aqueous solution, the content of condensed phosphate dissolved in water is less than 0.25, in each case based on the phosphate content of said at least one particulate compound based on element P , on the method.

本発明による方法の活性化(i)におけるコロイド水溶液の分散粒子状構成要素(a)は、10kD(NMWC:公称分子量カットオフ)の公称カットオフ限界を有する水分散液の規定された部分体積の限外濾過の保持液を乾燥させた後に残存する固形分である。限外濾過は、濾液中で10μScm-1未満の導電率が測定されるまで脱イオン水(κ<1μScm-1)を添加することによって行われる。 The dispersed particulate component (a) of the colloidal aqueous solution in activation (i) of the process according to the invention is a defined partial volume of the aqueous dispersion with a nominal cutoff limit of 10 kD (NMWC: nominal molecular weight cutoff). Solids remaining after drying the ultrafiltration retentate. Ultrafiltration is performed by adding deionized water (κ<1 μScm −1 ) until a conductivity of less than 10 μScm −1 is measured in the filtrate.

本発明の文脈において、有機化合物は、その重量平均モル質量が500g/molより大きい場合、ポリマーである。モル質量は、関連する基準値の試料のモル質量分布曲線を使用して決定され、この曲線は、濃度依存性屈折率検出器を使用するサイズ排除クロマトグラフィーによって30℃で実験的に確立され、ポリエチレングリコール標準に対して較正される。平均モル質量の分析は、3次較正曲線を有するストリップ法に従ってコンピュータを用いて行われる。カラム材料としては、ヒドロキシル化ポリメタクリレートが好適であり、溶離液としては、0.2mol/L塩化ナトリウム、0.02mol/L水酸化ナトリウム及び6.5mmol/L水酸化アンモニウムの水溶液が好適である。 In the context of the present invention an organic compound is a polymer if its weight-average molar mass is greater than 500 g/mol. Molar masses are determined using a molar mass distribution curve of relevant reference value samples, which was established experimentally at 30° C. by size exclusion chromatography using a concentration-dependent refractive index detector, Calibrated against polyethylene glycol standards. Analysis of average molar masses is done computer-based according to the strip method with a cubic calibration curve. As column material, hydroxylated polymethacrylate is suitable, and as eluent, an aqueous solution of 0.2 mol/L sodium chloride, 0.02 mol/L sodium hydroxide and 6.5 mmol/L ammonium hydroxide is suitable. .

本発明による方法は、活性化段階での縮合リン酸塩の添加を省略できることが特徴である。活性化の水相に溶解した縮合リン酸塩は、永久水硬度をマスキングするタスクを果たし、経験に基づいて、リン酸塩であるホープアイト、フォスホフィライト、ショルザイト及び/又はハーライトの含有量をコロイドレベルで安定化し、したがって当該リン酸塩を活性化に恒久的に利用可能に保つという特定のタスクを果たす。粒子状構成要素(a)に基づく活性化段階に基づく本発明による方法において、縮合リン酸塩の添加を省くことができることは、当業者にとって、顕著であり、驚くべきことである。 The process according to the invention is characterized in that the addition of condensed phosphate in the activation stage can be omitted. The condensed phosphates dissolved in the aqueous phase of the activation fulfill the task of masking the permanent water hardness and, based on experience, the content of the phosphates hopeite, phosphophyllite, scholzite and/or hallite. It serves the specific task of stabilizing at the colloidal level and thus keeping the phosphate permanently available for activation. It is remarkable and surprising for the person skilled in the art that in the process according to the invention based on the activation step based on particulate component (a) the addition of condensed phosphate can be omitted.

従来の活性化浴に対するこの利点は、成分を直列にリン酸塩処理する場合、すなわちリン酸塩処理のための前処理ラインの連続運転中に特に明らかである。したがって、本発明による方法の好ましい実施形態では、少なくとも部分的に亜鉛、鉄又はアルミニウムからなる多数の特定の成分が直列に処理される。連続的な前処理は、多数の成分が活性化段階のシステムタンク内に配置されたコロイド水溶液と接触するときであり、個々の成分は当該溶液と次々に、したがって異なる時間に接触し、成分はその後リン酸塩処理プロセスに供給される。この場合、システムタンクは、直列にリン酸塩処理するための活性化を目的としてコロイド水溶液が配置される容器である。 This advantage over conventional activating baths is particularly evident when phosphating the components in series, ie during continuous operation of the pretreatment line for phosphating. Therefore, in a preferred embodiment of the method according to the invention, a number of specific components, at least partly zinc, iron or aluminum, are processed in series. Sequential pretreatment is when multiple components are contacted with an aqueous colloidal solution placed in the activation stage system tank, with individual components being contacted with the solution one after the other and thus at different times, the components being It is then fed to the phosphating process. In this case, the system tank is the container in which the aqueous colloidal solution is placed for the purpose of activation for phosphating in series.

全体として、本発明の文脈では、縮合リン酸塩の添加はこれにより完全に省略することができ、したがって、活性化は、特に多数の成分を直列に処理する場合に、前処理される成分を含む前の洗浄段階から活性化段階になる少量の縮合リン酸塩のみを含む。本発明による方法の好ましい実施形態では、コロイド水溶液中の水に溶解した縮合リン酸塩の含有量は、いずれの場合も、元素Pに基づく少なくとも1つの粒子状化合物(a1)のリン酸塩含有量に基づいて、0.20未満、特に好ましくは0.15未満、非常に好ましくは0.10未満である。 Overall, in the context of the present invention, the addition of condensed phosphates can thereby be completely omitted, and the activation therefore reduces the pretreated components, especially when processing multiple components in series. Contains only a small amount of condensed phosphate from the washing step prior to inclusion to the activation step. In a preferred embodiment of the process according to the invention, the content of condensed phosphates dissolved in water in the aqueous colloidal solution is in each case the phosphate content of at least one particulate compound (a1) based on the element P Based on the amount, it is less than 0.20, particularly preferably less than 0.15 and very preferably less than 0.10.

さらに、これに関連して、コロイド水溶液中の水に溶解した縮合リン酸塩の含有量は、Pとして計算され、コロイド水溶液に基づいて20mg/kg未満、好ましくは15mg/kg未満、特に好ましくは10mg/kg未満であることが好ましい。 Furthermore, in this connection, the content of condensed phosphate dissolved in water in the aqueous colloidal solution, calculated as P, is less than 20 mg/kg, preferably less than 15 mg/kg, particularly preferably less than 15 mg/kg, based on the aqueous colloidal solution. Preferably less than 10 mg/kg.

本発明の文脈において、縮合リン酸塩は、メタリン酸塩及びポリリン酸塩、好ましくはポリリン酸塩、特に好ましくはピロリン酸塩である。縮合リン酸塩は、好ましくは一価カチオンの化合物の形態であり、好ましくはLi、Na及び/又はKから選択され、特に好ましくはNa及び/又はKである。 In the context of the present invention, condensed phosphates are metaphosphates and polyphosphates, preferably polyphosphates, particularly preferably pyrophosphates. The condensed phosphates are preferably in the form of compounds of monovalent cations, preferably selected from Li, Na and/or K, particularly preferably Na and/or K.

縮合リン酸塩の含有量は、例えばペルオキソ二硫酸塩による酸化消化の有無にかかわらず、コロイド水溶液の非粒子状構成要素中の全リン酸塩含有量の差から分析的に決定することができ、溶解したオルトリン酸塩含有量は測光法によって定量化される。あるいは、ポリリン酸塩が縮合リン酸塩として使用される場合、酸化的消化の代わりにピロホスファターゼによる酵素的消化を行うことができる。コロイド水溶液の非粒子状構成要素は、105℃で一定質量まで乾燥された後の上述の限外濾過の透過液中のコロイド水溶液の固形分、すなわち、粒子状構成要素(a)が限外濾過によって分離された後の固形分である。 The condensed phosphate content can be determined analytically from the difference in total phosphate content in the non-particulate constituents of aqueous colloidal solutions, with or without oxidative digestion, e.g. by peroxodisulfate. , the dissolved orthophosphate content is quantified by photometry. Alternatively, if polyphosphate is used as the condensed phosphate, enzymatic digestion with pyrophosphatase can be performed instead of oxidative digestion. The non-particulate component of the aqueous colloidal solution is the solids content of the aqueous colloidal solution in the permeate of the above-mentioned ultrafiltration after being dried to constant weight at 105° C., i.e. the particulate component (a) is the solid content after separation by

持ち越された外来イオンに対する本発明による方法の高い耐性はまた、活性化段階の前に実施される洗浄段階及びすすぎ段階、並びに活性化段階自体が脱イオン水の代わりに水道水で実施されることを可能にする。このようにして、本発明による方法は、特に資源を節約する方法で実行される。したがって、本発明によれば、活性化におけるコロイド水溶液が、水に溶解した少なくとも0.5mmol/L、特に好ましくは少なくとも1.0mmol/L、特により好ましくは少なくとも1.5mmol/Lであるが、好ましくは10mmol/L以下のアルカリ土類金属イオンを含有することが好ましい。 The high tolerance of the method according to the invention to carried-over extraneous ions is also due to the fact that the washing and rinsing steps carried out before the activation step and the activation step itself are carried out with tap water instead of deionized water. enable In this way the method according to the invention is carried out in a particularly resource-saving manner. Therefore, according to the invention, the colloidal aqueous solution in the activation is at least 0.5 mmol/L, particularly preferably at least 1.0 mmol/L, particularly more preferably at least 1.5 mmol/L dissolved in water, It preferably contains 10 mmol/L or less of alkaline earth metal ions.

本発明による方法の耐性が、いずれの場合も、非常に高いイオン強度、例えば高い永久水硬度、及び同時に前の洗浄段階から持ち越された高い含有量の外来イオンで系固有の限界に達した場合、長い浴寿命を維持するために、有機錯化剤を添加して外来イオンをマスクすることができる。この場合、活性化段階、及び必要に応じて先行する洗浄段階を実施し、上水ですすぐことが可能であるという経済的利点が、活性化段階のシステムタンクにおける有機錯化剤の添加及びそれらの技術的監視によって妨げられないかどうかを評価しなければならない。これに関連して好ましい適切な有機錯化剤は、α-ヒドロキシカルボン酸から選択され、これは次いで好ましくはグルコン酸、タルトロン酸、グリコール酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、非常に特に好ましくはグルコン酸、及び/又は有機ホスホン酸から選択され、これは次いで好ましくはエチドロン酸、アミノトリス(メチレンホスホン酸)、アミノトリス(メチレンホスホン酸)、ホスホノブタン-1、2,4-トリカルボン酸、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、ヘキサメチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)及び/又はヒドロキシホスホノ酢酸から選択され、特に好ましくはエチドロン酸から選択される。 If the resistance of the process according to the invention in any case reaches system-specific limits at very high ionic strengths, e.g. high permanent water hardness, and at the same time a high content of foreign ions carried over from the previous washing stage. , organic complexing agents can be added to mask foreign ions in order to maintain a long bath life. In this case, the economic advantage of being able to carry out the activation stage and, optionally, the preceding washing stage and rinse with tap water is the addition of the organic complexing agent in the system tank of the activation stage and their must be evaluated whether it is not hampered by Suitable organic complexing agents which are preferred in this context are selected from α-hydroxycarboxylic acids, which in turn are preferably gluconic acid, tartronic acid, glycolic acid, citric acid, tartaric acid, lactic acid, very particularly preferably gluconate and/or organic phosphonic acids, which in turn are preferably selected from etidronic acid, aminotris(methylenephosphonic acid), aminotris(methylenephosphonic acid), phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, diethylenetriamine penta( methylenephosphonic acid), hexamethylenediaminetetra(methylenephosphonic acid) and/or hydroxyphosphonoacetic acid, particularly preferably etidronic acid.

安定した活性化性能を維持するために、有機錯化剤は、コロイド水溶液中のその量が、好ましくはアルカリ土類金属イオンの量の2倍以下、特に好ましくは1.5倍以下であり、非常に好ましくはアルカリ土類金属イオンの量と等モル以下である程度まで添加されるべきである。 In order to maintain stable activation performance, the amount of the organic complexing agent in the colloidal aqueous solution is preferably no more than twice the amount of alkaline earth metal ions, particularly preferably no more than 1.5 times, Very preferably it should be added to an extent that is not more than equimolar to the amount of alkaline earth metal ion.

本発明による方法の活性化(i)におけるコロイド水溶液は、好ましくはアルカリ性pH、特に好ましくは8.0超、特により好ましくは9.0超であるが、好ましくは11.0未満のpHを有し、pHを調整するためにリン酸、水酸化ナトリウム溶液、水酸化アンモニウム又はアンモニア等のpHに影響を及ぼす化合物を使用することが可能である。本発明の文脈で使用される「pH」は、20℃でのヒドロニウムイオン活性の負の常用対数に対応し、pH感受性ガラス電極によって決定することができる。 The aqueous colloidal solution in activation (i) of the process according to the invention preferably has an alkaline pH, particularly preferably above 8.0, particularly more preferably above 9.0, but preferably below 11.0. However, it is possible to use compounds that affect the pH such as phosphoric acid, sodium hydroxide solution, ammonium hydroxide or ammonia to adjust the pH. "pH" as used in the context of the present invention corresponds to the negative common logarithm of hydronium ion activity at 20°C and can be determined with a pH-sensitive glass electrode.

良好な活性化性能のため、それに応じて高い割合で活性化のために分散粒子状構成要素(a)中に含まれるべきリン酸塩の形態の多価金属カチオンを使用する必要がある。したがって、少なくとも1つの粒子状無機化合物(a1)に含まれるリン酸塩の含有量は、コロイド水溶液の分散粒子状構成要素(a)に基づいて、好ましくは少なくとも25重量%、特に好ましくは少なくとも35重量%、特により好ましくは少なくとも40重量%、非常に好ましくは少なくとも45重量%である。次いで、コロイド水溶液の無機粒子状構成要素は、限外濾過の保持液の乾燥から得られた粒子状構成要素(a)を、赤外線センサが反応炉の出口でCOを含まないキャリアガス(ブランク値)と同一のシグナルを提供するまで、触媒又は他の添加剤の混合なしに900℃でCOを含まない酸素流を供給することによって反応炉内で熱分解するときに残る。無機粒子状構成要素に含まれるリン酸塩は、25℃で15分間、10重量%HNO水溶液で構成要素を酸消化した後、原子発光分析(ICP-OES)によってリン含有量として酸消化から直接決定される。 For good activation performance it is necessary to use a correspondingly high proportion of polyvalent metal cations in the form of phosphates to be included in the dispersed particulate component (a) for activation. Accordingly, the content of phosphate contained in the at least one particulate inorganic compound (a1) is preferably at least 25 wt. % by weight, particularly more preferably at least 40% by weight, very preferably at least 45% by weight. The inorganic particulate constituents of the aqueous colloidal solution are then added to the particulate constituent (a) obtained from drying the retentate of the ultrafiltration, the infrared sensor detects at the exit of the reactor from a CO2 -free carrier gas (blank). value) when pyrolysed in a reactor by feeding a CO2 -free oxygen stream at 900° C. without admixture of catalyst or other additives until it provides a signal identical to the value ). Phosphate contained in the inorganic particulate component was determined from acid digestion as phosphorus content by atomic emission spectroscopy (ICP-OES) after acid digesting the component with 10 wt% HNO3 aqueous solution at 25°C for 15 minutes. Determined directly.

金属表面上の閉じたリン酸塩コーティングの形成を効果的に促進し、この意味で金属表面を活性化するコロイド状水分散液の活性成分は、既に述べたように、主にリン酸塩から構成され、これは次いで微細結晶性コーティングの形成をもたらし、したがって少なくとも部分的にホープアイト、フォスホフィライト、ショルザイト及び/又はハーロライトから選択され、好ましくは少なくとも部分的にホープアイト、フォスホフィライト及び/又はショルザイトから選択され、特に好ましくは少なくとも部分的にホープアイト及び/又はフォスホフィライトから選択され、非常に好ましくは少なくとも部分的にホープアイトから選択される。したがって、本発明の意味の範囲内の活性化は、活性化段階に含まれる粒子形態のリン酸塩に実質的に基づく。結晶水を考慮しないと、ホープアイトは、化学量論的にZn(POと、ニッケル含有及びマンガン含有変異体ZnMn(PO、ZnNi(POとを含み、一方、フォスホフィライトはZnFe(POからなり、ショルザイトはZnCa(POからなり、ハーロライトはMn(POからなる。本発明による水分散液中のホープアイト、フォスフォフィライト、ショルザイト及び/又はハーロライトの結晶相の存在は、上述の公称カットオフ限界10kD(NMWC:公称分子量カットオフ)の限外濾過による粒子状構成要素(a)の分離及び105℃での保持液の一定質量への乾燥後のX線回折法(XRD)によって実証することができる。 The active ingredients of colloidal aqueous dispersions that effectively promote the formation of closed phosphate coatings on metal surfaces and, in this sense, activate metal surfaces are, as already mentioned, mainly from phosphates. which in turn leads to the formation of a microcrystalline coating, thus at least partially selected from hopeite, phosphophyllite, scholzite and/or hallolite, preferably at least partially hopeite, phosphophyllite and/or or scholzite, particularly preferably at least partially selected from hopeite and/or phosphophyllite, very preferably at least partially selected from hopeite. Activation within the meaning of the invention is therefore substantially based on the particulate form of phosphate involved in the activation step. Without considering water of crystallization, hopeite stoichiometrically combines Zn 3 (PO 4 ) 2 and nickel- and manganese-containing variants Zn 2 Mn(PO 4 ) 3 , Zn 2 Ni(PO 4 ) 3 . Phosphophyllite consists of Zn 2 Fe(PO 4 ) 3 , Scholzite consists of Zn 2 Ca(PO 4 ) 3 , and Hallolite consists of Mn 3 (PO 4 ) 2 . The presence of crystalline phases of hopeite, phosphophyllite, scholzite and/or halorite in the aqueous dispersions according to the invention is determined by ultrafiltration with the nominal cut-off limit of 10 kD (NMWC: nominal molecular weight cut-off) mentioned above. It can be demonstrated by X-ray diffraction (XRD) after isolation of element (a) and drying of the retentate to constant mass at 105°C.

亜鉛イオンを含み、特定の結晶性を有するリン酸塩の存在が好ましいため、本発明による方法において、活性化の成功後に強固に接着する結晶性リン酸亜鉛コーティングを形成するには、コロイド状水分散液が、無機粒子状構成要素のリン酸塩含有量に基づいて、POとして計算される、コロイド水溶液の無機粒子状構成要素中に少なくとも20重量%、特に好ましくは少なくとも30重量%、特により好ましくは少なくとも40重量%の亜鉛を含有することが好ましい。 Since the presence of a phosphate containing zinc ions and having a certain crystallinity is preferred, in the method according to the invention, to form a strongly adhering crystalline zinc phosphate coating after successful activation, colloidal water The dispersion contains at least 20% by weight, particularly preferably at least 30% by weight, in particular at least 30% by weight, in the inorganic particulate constituent of the aqueous colloidal solution, calculated as PO4, based on the phosphate content of the inorganic particulate constituent. More preferably it contains at least 40% by weight of zinc.

本発明による方法の別の利点は、活性化(i)における微粒子無機化合物(a1)の割合が小さくても、材料の亜鉛、アルミニウム及び鉄に対して完全な活性化性能を達成するのに十分であることである。したがって、本発明によれば、コロイド水溶液の分散粒子状構成要素(a)の含有量は、いずれの場合も、コロイド水溶液に基づいて、少なくとも0.05g/kg、好ましくは少なくとも0.1g/kg、特に好ましくは少なくとも0.2g/kgであるが、好ましくは10g/kg以下、特に好ましくは2g/kg以下、非常に好ましくは1g/kg以下であることが好ましい。 Another advantage of the process according to the invention is that even a small proportion of the particulate inorganic compound (a1) in the activation (i) is sufficient to achieve full activation performance for the materials zinc, aluminum and iron. It is to be. Therefore, according to the invention, the content of dispersed particulate component (a) of the aqueous colloidal solution is in each case at least 0.05 g/kg, preferably at least 0.1 g/kg, based on the aqueous colloidal solution. , particularly preferably at least 0.2 g/kg, but preferably 10 g/kg or less, particularly preferably 2 g/kg or less, very preferably 1 g/kg or less.

しかしながら、本発明の意味の範囲内で活性化は、リン酸チタンのコロイド溶液によって達成されないことが好ましく、これは、そうでない場合には鉄、特に鋼上の層形成リン酸亜鉛処理が確実に達成されないためである。したがって、本発明による方法の好ましい実施形態では、コロイド水溶液の無機粒子状構成要素中のチタンの含有量は、コロイド水溶液に基づいて、0.01重量%未満、特に好ましくは0.001重量%未満である。特に好ましい実施形態では、活性化のコロイド水溶液(i)は、合計10mg/kg未満、特に好ましくは1mg/kg未満のチタンを含有する。 However, it is preferred that activation within the meaning of the invention is not achieved by a colloidal solution of titanium phosphate, as this would otherwise ensure a layer-forming zinc phosphate treatment on iron, in particular steel. This is because it is not achieved. Therefore, in a preferred embodiment of the method according to the invention, the content of titanium in the inorganic particulate constituents of the aqueous colloidal solution is less than 0.01% by weight, particularly preferably less than 0.001% by weight, based on the aqueous colloidal solution. is. In a particularly preferred embodiment, the aqueous colloidal solution of activation (i) contains a total of less than 10 mg/kg, particularly preferably less than 1 mg/kg, of titanium.

本発明による方法における活性化段階は、そのD50値を更に特徴とし、この値を超えると活性化性能が著しく低下する。コロイド水溶液のD50値は、好ましくは1μm未満、特に好ましくは0.4μm未満である。本発明の文脈において、D50値は、コロイド水溶液に含まれる粒子状構成要素の50体積%を超えない粒径を示す。ISO 13320:2009によれば、D50値は、Mie理論に従って、試料が活性化段階から採取された直後に、球状粒子及び散乱粒子の屈折率n=1.52-i・0.1を使用して、散乱光分析による体積加重累積粒度分布から20℃で決定することができる。 The activation step in the method according to the invention is further characterized by its D50 value, above which the activation performance drops significantly. The D50 value of the aqueous colloidal solution is preferably less than 1 μm, particularly preferably less than 0.4 μm. In the context of the present invention, the D50 value denotes the particle size that does not exceed 50% by volume of the particulate constituents contained in the aqueous colloidal solution. According to ISO 13320:2009, the D50 value is determined using refractive index n D =1.52−i·0.1 for spherical and scattering particles immediately after the sample is taken from the activation stage, according to Mie theory. can be determined at 20° C. from the volume-weighted cumulative particle size distribution by scattered light analysis.

本発明の意味の範囲内で、分散剤として使用され、ポリオキシアルキレン単位を有する高分子有機化合物(a2)は、少なくとも部分的にスチレン及び/又は5個以下の炭素原子を有するα-オレフィン、並びにマレイン酸、その無水物及び/又はそのイミドから構成され、本発明による方法の活性化段階においてコロイド水溶液の極めて高い安定性をもたらす。 Within the meaning of the present invention, the polymeric organic compound (a2) used as dispersant and having polyoxyalkylene units is at least partially styrene and/or α-olefins having up to 5 carbon atoms, and maleic acid, its anhydride and/or its imides, which lead to a very high stability of the colloidal aqueous solution during the activation stage of the process according to the invention.

この場合のα-オレフィンは、好ましくはエテン、1-プロペン、1-ブテン、イソブチレン、1-ペンテン、2-メチル-ブタ-1-エン及び/又は3-メチル-ブタ-1-エンから選択され、特に好ましくはイソブチレンから選択される。高分子有機化合物(a2)が、互いに又は他の構造単位に共有結合した不飽和形態の構造単位としてこれらのモノマーを含有することは、当業者には明らかである。適切な市販の代表物は、例えば、ポリプロピレングリコールで変性されたマレイン酸-イソブチレンコポリマーであるDispex(登録商標)CX 4320(BASF SE)、ポリエチレングリコールで変性されたマレイン酸-スチレンコポリマーであるTego(登録商標)Dispers 752 W(Evonik Industries AG)、又はEO/PO及びイミダゾール単位で変性されたマレイン酸-スチレンコポリマーであるEdaplan(登録商標)490(Munzing Chemie GmbH)である。本発明の文脈において、少なくとも部分的にスチレンから構成される高分子有機化合物(a2)が好ましい。 The α-olefin in this case is preferably selected from ethene, 1-propene, 1-butene, isobutylene, 1-pentene, 2-methyl-but-1-ene and/or 3-methyl-but-1-ene , particularly preferably isobutylene. It is clear to those skilled in the art that the macromolecular organic compound (a2) contains these monomers as structural units in unsaturated form covalently bonded to each other or to other structural units. Suitable commercial representatives are, for example, Dispex® CX 4320 (BASF SE), a maleic acid-isobutylene copolymer modified with polypropylene glycol, Tego ( Dispers 752 W (Evonik Industries AG), or Edaplan ® 490 (Munzing Chemie GmbH), a maleic acid-styrene copolymer modified with EO/PO and imidazole units. In the context of the present invention, polymeric organic compounds (a2) which are at least partially composed of styrene are preferred.

分散剤として使用される高分子有機化合物(a2)は、好ましくは1,2-エタンジオール及び/又は1,2-プロパンジオールから構成され、特に好ましくは1,2-エタンジオールと1,2-プロパンジオールの両方から構成されるポリオキシアルキレン単位を有し、ポリオキシアルキレン単位の全体における1,2-プロパンジオールの含有量は、ポリオキシアルキレン単位全体に対して、好ましくは少なくとも15重量%であるが、特に好ましくは40重量%以下である。また、高分子有機化合物(a2)の側鎖にポリオキシアルキレン単位が含まれていることが好ましい。少なくとも40重量%以上、特に好ましくは少なくとも50重量%であるが、好ましくは70重量%以下の高分子有機化合物(a2)全体におけるポリオキシアルキレン単位の含有量が、分散性に有利である。 The polymeric organic compound (a2) used as a dispersant preferably consists of 1,2-ethanediol and/or 1,2-propanediol, particularly preferably 1,2-ethanediol and 1,2- It has polyoxyalkylene units composed of both propanediol, and the content of 1,2-propanediol in the total polyoxyalkylene units is preferably at least 15% by weight with respect to the total polyoxyalkylene units. However, it is particularly preferably 40% by weight or less. Moreover, it is preferable that the side chain of the polymeric organic compound (a2) contains a polyoxyalkylene unit. A polyoxyalkylene unit content of at least 40% by weight, particularly preferably at least 50% by weight, but preferably no more than 70% by weight, in the entire polymeric organic compound (a2) is advantageous for dispersibility.

ホープアイト、フォスフォフィライト、ショルザイト及び/又はハーライトから選択されるリン酸塩の形態の多価金属カチオンによって少なくとも部分的に形成されるコロイド水溶液の無機粒子状構成要素と分散剤を固定するために、高分子有機化合物(a2)は、好ましくはN-複素環単位も含有し、N-複素環単位は、次いで好ましくはピリジン、イミダゾール、イミダゾリン、モルホリン、ピロール及び/又はピロリドン単位から選択され、特に好ましくはイミダゾール及び/又はイミダゾリン単位から選択され、特により好ましくはイミダゾール単位から選択される。これらのN-複素環単位はそれぞれ、好ましくは高分子有機化合物(a2)の側鎖の一部であり、側鎖内で、好ましくは少なくとも3個の炭素原子を介して、特に好ましくは高分子有機化合物(a2)のポリオキシアルキレン単位がN-複素環で少なくとも部分的にエンドキャップされるように主鎖に脂肪族的に接続しており、したがって好ましい実施形態では、ポリオキシアルキレン側鎖に末端N-複素環基が存在する。N-複素環単位は、高分子有機化合物(a2)の側鎖、好ましくはポリオキシアルキレン単位を有する側鎖において、複素環の窒素原子を介して共有結合していることが好ましい。N-複素環単位は、好ましくは少なくとも部分的に四級化された形態で、特に好ましくはN-アルキル化四級N-複素環単位として存在する。 For immobilizing inorganic particulate constituents of aqueous colloidal solutions formed at least in part by polyvalent metal cations in the form of phosphates selected from hopeite, phosphophyllite, scholzite and/or hallite and a dispersing agent. , the polymeric organic compound (a2) preferably also contains N-heterocyclic units, which in turn are preferably selected from pyridine, imidazole, imidazoline, morpholine, pyrrole and/or pyrrolidone units, in particular It is preferably selected from imidazole and/or imidazoline units, particularly more preferably from imidazole units. Each of these N-heterocyclic units is preferably part of a side chain of the polymeric organic compound (a2), within the side chain preferably via at least 3 carbon atoms, particularly preferably polymeric The polyoxyalkylene units of the organic compound (a2) are aliphatically attached to the main chain such that they are at least partially endcapped with N-heterocycles, thus in a preferred embodiment the polyoxyalkylene side chains are A terminal N-heterocyclic group is present. The N-heterocyclic unit is preferably covalently bonded via the nitrogen atom of the heterocyclic ring to a side chain of the high molecular weight organic compound (a2), preferably a side chain having a polyoxyalkylene unit. The N-heterocyclic units are preferably present in at least partially quaternized form, particularly preferably as N-alkylated quaternary N-heterocyclic units.

好ましい実施形態では、有機高分子化合物(a2)のアミン価は、少なくとも25mg KOH/g、特に好ましくは少なくとも40mg KOH/gであるが、好ましくは125mg KOH/g未満、特に好ましくは80mg KOH/g未満であり、したがって、好ましい実施形態では、粒子状構成要素(a)中の高分子有機化合物の全体もこれらの好ましいアミン価を有する。アミン価は、いずれの場合も、およそ1gの関連する基準値-有機高分子化合物(a2)又は粒子状構成要素中の高分子有機化合物の全体-を100mLのエタノール中で秤量することによって決定され、滴定は、20℃のエタノール溶液の温度で色が黄色に変化するまで、指示薬ブロモフェノールブルーに対して0.1N HCl滴定溶液を使用して行われる。ミリリットル単位で使用されるHCl滴定剤溶液の量に係数5.61を掛けてグラム単位の重量の正確な質量で割ったものは、関連する基準値のグラム当たりのKOHのミリグラム単位のアミン値に対応する。 In a preferred embodiment, the amine value of the organic polymeric compound (a2) is at least 25 mg KOH/g, particularly preferably at least 40 mg KOH/g, but preferably less than 125 mg KOH/g, particularly preferably 80 mg KOH/g. less than, and therefore in preferred embodiments, the bulk of the macromolecular organic compounds in the particulate component (a) also have these preferred amine values. The amine value is determined by weighing approximately 1 g of the relevant reference value - the organic polymeric compound (a2) or the total polymeric organic compound in the particulate component - in 100 mL of ethanol in each case. , the titration is carried out using 0.1N HCl titration solution against the indicator bromophenol blue until the color changes to yellow at the temperature of the ethanol solution of 20°C. The amount of HCl titrant solution used in milliliters multiplied by the factor 5.61 divided by the exact mass of the weight in grams gives the amine value in milligrams of KOH per gram of the relevant reference value. handle.

無水又はイミドの形態ではなく、遊離酸としての有機高分子化合物(a2)の構成要素である限り、マレイン酸の存在は、特にアルカリ範囲において、分散剤の水溶性の増加を付与することができる。したがって、十分な数のポリオキシアルキレン単位を確保するために、高分子有機化合物(a2)、好ましくは粒子状構成要素(a)中の高分子有機化合物全体が、DGF CV 2(06)(2018年4月現在)による酸価が少なくとも25mg KOH/g、好ましくは100mg KOH/g未満、特に好ましくは70mg KOH/g未満であることが好ましい。高分子有機化合物(a2)、好ましくはまた粒子状構成要素(a)中の高分子有機化合物の全体が、いずれの場合も、欧州薬局方9.0の01/2008:20503の方法Aに従って決定される、15mg KOH/g未満、特に好ましくは12mg KOH/g未満、特により好ましくは10mg KOH/g未満のヒドロキシル価を有することも好ましい。 As long as it is a constituent of the organic polymeric compound (a2) as the free acid, rather than in anhydrous or imide form, the presence of maleic acid can impart increased water solubility of the dispersant, especially in the alkaline range. . Therefore, in order to ensure a sufficient number of polyoxyalkylene units, the macromolecular organic compound (a2), preferably the entire macromolecular organic compound in the particulate component (a), is April 2004) is at least 25 mg KOH/g, preferably less than 100 mg KOH/g, particularly preferably less than 70 mg KOH/g. The total macromolecular organic compound (a2), preferably also the total macromolecular organic compound in the particulate component (a), is in each case determined according to Method A of European Pharmacopoeia 9.0 01/2008:20503 It is also preferred to have a hydroxyl number of less than 15 mg KOH/g, particularly preferably less than 12 mg KOH/g, particularly more preferably less than 10 mg KOH/g.

無機粒子状構成要素をコロイド状水分散液中に十分に分散させるために、高分子有機化合物(a2)の含有量、好ましくは粒子状構成要素(a)に基づく粒子状構成要素(a)中の高分子有機化合物の全体が少なくとも3重量%、特に好ましくは少なくとも6重量%であることが十分であるが、好ましくは15重量%を超えない。 In order to sufficiently disperse the inorganic particulate component in the colloidal aqueous dispersion, the content of the polymeric organic compound (a2), preferably in the particulate component (a) based on the particulate component (a) is at least 3% by weight, particularly preferably at least 6% by weight, but preferably not more than 15% by weight.

更なる態様では、本発明は、リン酸塩処理に基づき、水分散液を含む防食前処理のための方法に関する。本発明によるこのような方法は、亜鉛、鉄若しくはアルミニウムから選択される金属材料又はこのような金属材料から少なくとも部分的に構成される成分の防食前処理に関し、この方法では、金属材料又は成分は、連続する方法工程において、最初に活性化(i)、次いでリン酸塩処理(ii)、特にリン酸亜鉛処理を受け、方法工程(i)における活性化は、金属材料又は成分の少なくとも1つの金属材料を、20~100,000倍に希釈された水分散液として得ることができる上記のようなコロイド水溶液と接触させることによって行われ、該コロイド水溶液は、
-水分散液に基づいて、少なくとも5重量%の分散粒子状構成要素(A)であって、
(A1)ホープアイト、フォスフォフィライト、ショルザイト及び/又はハーロライトから少なくとも部分的に選択される多価金属カチオンのリン酸塩から構成される少なくとも1つ粒子状無機化合物と、
(A2)少なくとも部分的にスチレン及び/又は5個以下の炭素原子を有するα-オレフィンから構成され、少なくとも部分的にマレイン酸、その無水物及び/又はそのイミドから構成され、ポリオキシアルキレン単位を更に含む少なくとも1つの高分子有機化合物と、を含む分散粒子状構成要素(A)、及び
-任意に、好ましくは尿素ウレタン樹脂、特に好ましくは8mg KOH/g未満、好ましくは5mg KOH/g未満、特に好ましくは2mg KOH/g未満のアミン価を有する尿素ウレタン樹脂から選択される少なくとも1つの増粘剤(B)を含む。
In a further aspect, the present invention relates to a method for anti-corrosion pretreatment based on phosphating and comprising an aqueous dispersion. Such a method according to the invention relates to an anticorrosion pretreatment of a metallic material selected from zinc, iron or aluminum or a component at least partially composed of such a metallic material, in which method the metallic material or component is , in successive method steps, first undergoing an activation (i) and then a phosphating (ii), in particular a zinc phosphating, the activation in method step (i) comprising at least one of the metal materials or components The metal material is brought into contact with an aqueous colloidal solution as described above, which can be obtained as a 20- to 100,000-fold diluted aqueous dispersion, and the aqueous colloidal solution is
- at least 5% by weight of dispersed particulate component (A), based on the aqueous dispersion,
(A1) at least one particulate inorganic compound composed of phosphates of polyvalent metal cations at least partially selected from hopeite, phosphophyllite, scholzite and/or hallolite;
(A2) at least partially composed of styrene and/or α-olefins having 5 or less carbon atoms, at least partially composed of maleic acid, its anhydrides and/or its imides, containing polyoxyalkylene units a dispersed particulate component (A), which further comprises at least one high molecular weight organic compound; It contains at least one thickening agent (B) which is particularly preferably selected from urea urethane resins having an amine value of less than 2 mg KOH/g.

分散された分散粒子状構成要素(A)、並びに少なくとも1つの粒子状無機化合物(A1)及び高分子有機化合物(A2)については、コロイド水溶液について上に与えられたものと同じ定義及び好ましい仕様が適用される。 For the dispersed dispersed particulate component (A) and at least one particulate inorganic compound (A1) and polymeric organic compound (A2), the same definitions and preferred specifications as given above for the aqueous colloidal solution are used. Applies.

分散剤としての高分子有機化合物(A2)による粒子状構成要素(A)の優れたコロイド安定性のため、希釈は、本発明による方法を可能な限り省資源化するために、脱イオン水(κ<1μScm-1)、特に好ましくは水道水で行うことが好ましい。基礎となる技術的用途に照らして、水道水は少なくとも0.5mmol/Lのアルカリ土類金属イオンを含有する。 Due to the excellent colloidal stability of the particulate component (A) with the macromolecular organic compound (A2) as dispersant, the dilution can be done with deionized water ( κ<1 μScm −1 ), particularly preferably tap water. In light of the underlying technical application, tap water contains at least 0.5 mmol/L alkaline earth metal ions.

成分(B)による増粘剤の存在は、その粒子状構成要素と組み合わせて、水分散液にチキソトロピー流動挙動を与え、それにより、一次粒子が脱離できない分散液の粒子状構成要素中の凝集物の不可逆的形成の防止に寄与する。増粘剤の添加は、好ましくは、水分散液が、25℃の温度で、毎秒0.001~0.25の剪断速度範囲で、少なくとも1000Pa・s、好ましくは5000Pa・s未満の最大動粘度を有するように制御され、好ましくは、最大動粘度で存在する剪断速度を超える剪断速度で25℃でずり減粘挙動を示し、すなわち、剪断速度が増加するにつれて粘度が低下し、その結果、水分散液全体がチキソトロピー流動挙動を有する。指定された剪断速度範囲にわたる粘度は、コーン直径35mm及びギャップ幅0.047mmを有するコーンプレート型粘度計を使用して決定することができる。 The presence of the thickening agent according to component (B), in combination with its particulate constituents, imparts a thixotropic flow behavior to the aqueous dispersion, whereby the primary particles cannot detach and agglomerate in the particulate constituents of the dispersion. Contributes to the prevention of irreversible formation of objects. The addition of a thickener preferably ensures that the aqueous dispersion has a maximum kinematic viscosity of at least 1000 Pa·s, preferably less than 5000 Pa·s at a temperature of 25° C. and a shear rate range of 0.001 to 0.25 per second. and preferably exhibit shear-thinning behavior at 25° C. at shear rates above those existing at maximum kinematic viscosity, i.e. the viscosity decreases as the shear rate increases, resulting in water The entire dispersion has thixotropic flow behavior. Viscosity over the specified shear rate range can be determined using a cone and plate viscometer with a cone diameter of 35 mm and a gap width of 0.047 mm.

成分(B)による増粘剤は、高分子化合物又は25℃の温度の脱イオン水(κ<1μScm-1)中、0.5重量%の構成要素として、サイズ2のスピンドルを使用して、60rpm(=1分あたりの回転)の剪断速度で少なくとも100mPa・sのブルックフィールド粘度を有する化学化合物の規定された混合物である。この増粘剤特性を決定する場合、混合物は、対応する量の高分子化合物を、撹拌しながら25℃で水相に添加し、次いで、均質化された混合物を超音波浴中で気泡を除去し、24時間放置する方法で水と混合しなくてはならない。次いで、粘度の測定値を、番号2のスピンドルによって60rpmの剪断速度を加えた直後の5秒以内に読み取る。 The thickening agent according to component (B), as a 0.5 wt. It is a defined mixture of chemical compounds with a Brookfield viscosity of at least 100 mPa·s at a shear rate of 60 rpm (=revolutions per minute). When determining this thickener property, the mixture is prepared by adding the corresponding amount of polymeric compound to the aqueous phase at 25° C. with stirring, and then degassing the homogenized mixture in an ultrasonic bath. and should be mixed with water in such a way that it is allowed to stand for 24 hours. Viscosity measurements are then read within 5 seconds immediately after applying a shear rate of 60 rpm by the number 2 spindle.

本発明による水分散液は、好ましくは合計で少なくとも0.5重量%であるが、好ましくは4重量%以下、特に好ましくは3重量%以下の成分(B)による1つ以上の増粘剤を含有し、水分散液の非粒子状構成要素中の高分子有機化合物の総含有量もまた、好ましくは4重量%を超えない(分散液に基づく)。非粒子状構成要素は、105℃で一定質量まで乾燥された後の上記の限外濾過の透過液中の水分散液の固形分、すなわち、粒子状構成要素が限外濾過によって分離された後の固形分である。 The aqueous dispersions according to the invention preferably have a total of at least 0.5% by weight, but preferably no more than 4% by weight, particularly preferably no more than 3% by weight, of one or more thickeners according to component (B). The total content of macromolecular organic compounds in the non-particulate constituents of the aqueous dispersion also preferably does not exceed 4% by weight (based on the dispersion). The non-particulate component is the solids content of the aqueous dispersion in the permeate of the above ultrafiltration after drying to constant weight at 105° C., i.e. after the particulate component has been separated by ultrafiltration. is the solid content of

特定のクラスの高分子化合物は、成分(B)による特に適切な増粘剤であり、容易に商業的に入手可能である。これに関連して、成分(B)による増粘剤は、とりわけ好ましくは高分子有機化合物から選択され、次いで高分子有機化合物は、好ましくは多糖類、セルロース誘導体、アミノプラスト、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン及び/又は尿素ウレタン樹脂から選択され、特に好ましくは尿素ウレタン樹脂から選択される。 A particular class of polymeric compounds are particularly suitable thickeners according to component (B) and are readily commercially available. In this connection, the thickening agent according to component (B) is particularly preferably selected from macromolecular organic compounds, which are then preferably polysaccharides, cellulose derivatives, aminoplasts, polyvinyl alcohols, polyvinylpyrrolidone , polyurethane and/or urea-urethane resins, particularly preferably urea-urethane resins.

水分散液から出発するコロイド状水溶液を提供するための本発明による好ましい方法の成分(B)による増粘剤としての尿素ウレタン樹脂は、多価イソシアネートとポリオール並びにモノ-及び/又はジアミンとの反応から生じる高分子化合物の混合物である。好ましい実施形態では、尿素ウレタン樹脂は、好ましくは1,4-テトラメチレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2(4),4-トリメチル-1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,10-デカメチレンジイソシアネート、1,4,-シクロヘキシレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、2,4-トルエンジイソシアネート及びそれらの混合物、p-及びm-キシリレンジイソシアネート、並びに4-4’-ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンから選択され、特に好ましくは2,4-トルエンジイソシアネート及び/又はm-キシリレンジイソシアネートから選択される多価イソシアネートから得られる。特に好ましい実施形態では、尿素ウレタン樹脂は、ポリオキシアルキレンジオール、特に好ましくはポリオキシエチレングリコールから選択されるポリオールから得られ、次いでポリオキシエチレングリコールは、好ましくは少なくとも6個、特に好ましくは少なくとも8個、特により好ましくは少なくとも10個であるが、好ましくは26個未満、特に好ましくは23個未満のオキシアルキレン単位からなる。 Urea urethane resins as thickeners according to component (B) of the preferred process according to the invention for providing colloidal aqueous solutions starting from aqueous dispersions are obtained by reacting polyhydric isocyanates with polyols and mono- and/or diamines. is a mixture of polymeric compounds derived from In a preferred embodiment, the urea urethane resin is preferably 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2(4),4-trimethyl-1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,10 -decamethylene diisocyanate, 1,4,-cyclohexylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate and mixtures thereof, p- and m-xylylene diisocyanate , and 4-4′-diisocyanatodicyclohexylmethane, particularly preferably from 2,4-toluene diisocyanate and/or m-xylylene diisocyanate. In a particularly preferred embodiment, the ureaurethane resin is obtained from a polyol selected from polyoxyalkylenediols, particularly preferably polyoxyethylene glycol, and polyoxyethylene glycol preferably having at least 6, particularly preferably at least 8 more preferably at least 10, but preferably less than 26, particularly preferably less than 23, oxyalkylene units.

本発明に従って特に適切であり、したがって好ましい尿素ウレタン樹脂は、最初にジイソシアネート、例えばトルエン-2,4-ジイソシアネートをポリオール、例えばポリエチレングリコールと反応させてNCO末端ウレタンプレポリマーを形成し、続いて第一級モノアミン及び/又は第一級ジアミン、例えばm-キシリレンジアミンと更に反応させることによって得ることができる。遊離イソシアネート基もブロックされたイソシアネート基も有さない尿素ウレタン樹脂が特に好ましい。このような尿素ウレタン樹脂は、希釈によって本発明による方法のコロイド状水溶液を得ることができる水分散液の構成要素として、一次粒子のゆるい凝集体の形成を促進するが、これは水相中で安定化され、水分散液中の粒子状構成要素の沈降が大幅に防止される程度まで更なる凝集から保護される。この特性プロファイルを更に促進するために、遊離又はブロック化イソシアネート基も末端アミン基も有さない尿素ウレタン樹脂が、好ましくは成分(B)として使用される。したがって、好ましい実施形態では、尿素ウレタン樹脂である成分(B)による増粘剤は、いずれの場合も、有機高分子化合物(A2)について前述した方法に従って決定される、8mg KOH/g未満、特に好ましくは5mg KOH/g未満、特により好ましくは2mg KOH/g未満のアミン価を有する。増粘剤は水相に実質的に溶解しているため、水分散液の非粒子状構成要素に割り当てることができ、成分(A2)は粒子状構成要素(A)に実質的に結合しているが、非粒子状構成要素中の高分子有機化合物の全体が、好ましくは16mg KOH/g未満、特に好ましくは10mg KOH/g未満、特により好ましくは4mg KOH/g未満のアミン価を有する活性化のコロイド水溶液を提供するための水分散液が好ましい。尿素ウレタン樹脂は、欧州薬局方9.0の01/2008:20503の方法Aに従って決定される、10~100mg KOH/gの範囲、特に好ましくは20~60mg KOH/gの範囲のヒドロキシル価を有することが更に好ましい。分子量に関して、1000~10000g/molの範囲、好ましくは2000~6000g/molの範囲の尿素ウレタン樹脂の重量平均モル質量は、本発明によれば有利であり、したがって、いずれの場合も、本発明による高分子化合物の定義に関連して前述したように、実験的に決定されることが好ましい。 Urea urethane resins that are particularly suitable according to the present invention, and therefore preferred, are prepared by first reacting a diisocyanate, such as toluene-2,4-diisocyanate, with a polyol, such as polyethylene glycol, to form an NCO-terminated urethane prepolymer followed by a first It can be obtained by further reaction with primary monoamines and/or primary diamines such as m-xylylenediamine. Urea urethane resins having neither free nor blocked isocyanate groups are particularly preferred. Such urea-urethane resins promote the formation of loose aggregates of primary particles, as constituents of the aqueous dispersions from which the aqueous colloidal solutions of the process according to the invention can be obtained by dilution, which in the aqueous phase stabilized and protected from further agglomeration to the extent that sedimentation of the particulate component in the aqueous dispersion is largely prevented. To further enhance this property profile, urea-urethane resins having neither free or blocked isocyanate groups nor terminal amine groups are preferably used as component (B). Therefore, in a preferred embodiment, the thickening agent by component (B), which is a urea urethane resin, is in each case less than 8 mg KOH/g, in particular It preferably has an amine number of less than 5 mg KOH/g, particularly more preferably less than 2 mg KOH/g. Since the thickener is substantially dissolved in the aqueous phase, it can be assigned to the non-particulate constituents of the aqueous dispersion and component (A2) is substantially bound to the particulate constituent (A). but the totality of the macromolecular organic compounds in the non-particulate component preferably has an amine number of less than 16 mg KOH/g, particularly preferably less than 10 mg KOH/g, particularly more preferably less than 4 mg KOH/g. Aqueous dispersions are preferred for providing colloidal aqueous solutions of the same. The urea-urethane resins have a hydroxyl number in the range from 10 to 100 mg KOH/g, particularly preferably in the range from 20 to 60 mg KOH/g, determined according to Method A of European Pharmacopoeia 9.0 01/2008:20503. is more preferred. In terms of molecular weight, weight-average molar masses of the ureaurethane resins in the range from 1000 to 10000 g/mol, preferably in the range from 2000 to 6000 g/mol are advantageous according to the invention and therefore in each case according to the invention. It is preferably determined experimentally, as described above in connection with the definition of macromolecular compounds.

補助剤を添加しない場合、本発明による方法の活性化のコロイド水溶液を提供するための分散液のpHは、通常6.0~9.0の範囲であり、したがって、そのようなpH範囲が本発明によれば好ましい。しかしながら、活性化段階における実際の通常のアルカリ性コロイド水溶液との適合性のためには、アルカリ性様式で反応する化合物を添加する結果として、水分散液のpHが必要に応じて7.2超、特に好ましくは8.0超であることが有利である。いくつかの多価金属カチオンは両性特性を有し、したがってより高いpH値で粒子状構成要素から脱離することができるため、本発明による水分散液のアルカリ度は理想的には制限され、その結果、水分散液のpHは好ましくは10未満、特に好ましくは9.0未満である。 Without the addition of adjuvants, the pH of the dispersion for providing the aqueous colloidal solution for activation of the process according to the invention is usually in the range of 6.0 to 9.0, so such a pH range is the present invention. Preferred according to the invention. However, for compatibility with practically common aqueous alkaline colloid solutions in the activation stage, the addition of compounds that react in an alkaline manner results in the pH of the aqueous dispersion optionally exceeding 7.2, especially Advantageously, it is preferably greater than 8.0. The alkalinity of the aqueous dispersions according to the invention is ideally limited, since some polyvalent metal cations have amphoteric properties and can therefore be desorbed from the particulate component at higher pH values, As a result, the pH of the aqueous dispersion is preferably below 10, particularly preferably below 9.0.

コロイド状水溶液を提供するための上述の水分散液は、その一部として、好ましくは、
i)10質量部の無機粒子状化合物(A1)を0.5~2質量部の高分子有機化合物(A2)と共に4~7質量部の水の存在下で研和し、例えばZetasizer(登録商標)Nano ZS、Malvern Panalytical GmbHによって水で1000倍に希釈した後、動的光散乱によって決定した場合に1μm未満のD50値に達するまで粉砕することによって顔料ペーストを提供すること;
ii)該顔料ペーストを、少なくとも5重量%の分散粒子状構成要素(A)及び毎秒0.001~0.25の剪断速度範囲における25℃の温度で少なくとも1000Pa・sの最大動粘度が設定される増粘剤(B)を含むような量の水、好ましくは脱イオン水(κ<1μScm-1)又は上水で希釈すること;並びに
iii)アルカリ性で反応する化合物を用いて、pHを7.2~10.0の範囲に設定することによって取得可能であり、
分散液の好ましい実施形態は、コロイド水溶液に関連して記載されるように、いずれの場合も必要に応じて提供される又は必要とされる量の対応する成分(A1)、(A2)及び(A)を選択することによって同様に得られる。
The aqueous dispersions described above for providing colloidal aqueous solutions preferably include, as part thereof,
i) 10 parts by weight of inorganic particulate compound (A1) are triturated with 0.5 to 2 parts by weight of macromolecular organic compound (A2) in the presence of 4 to 7 parts by weight of water, for example Zetasizer® ) providing a pigment paste by Nano ZS, Malvern Panalytical GmbH, by 1000-fold dilution with water followed by grinding to reach a D50 value of less than 1 μm as determined by dynamic light scattering;
ii) comprising at least 5% by weight of the dispersed particulate component (A) and a maximum kinematic viscosity of at least 1000 Pa·s at a temperature of 25° C. in a shear rate range of 0.001 to 0.25 per second; and iii ) with an alkaline reacting compound to a pH of 7 can be obtained by setting the range from .2 to 10.0,
A preferred embodiment of the dispersion is the corresponding components (A1), (A2) and (A2) and ( It is similarly obtained by choosing A).

水分散液はまた、例えば、保存剤、湿潤剤及び消泡剤から選択される補助剤を含有することができ、これらは関連する機能に必要な量で含有される。増粘剤ではなく、アルカリ性様式で反応する化合物でもない非粒子状構成要素中の補助剤、特に好ましくは他の化合物の含有量は、好ましくは1重量%未満である。本発明の文脈において、アルカリ様式で反応する化合物は水溶性であり(水溶性:κ<1μScm-1の水1kg当たり少なくとも10g)、最初のプロトン化工程では8.0を超えるpK値を有する。 The aqueous dispersions may also contain adjuvants, for example selected from preservatives, wetting agents and antifoam agents, contained in amounts necessary for the relevant function. The content of auxiliaries, particularly preferably other compounds, in the non-particulate component which are neither thickeners nor compounds which react in an alkaline manner is preferably less than 1% by weight. In the context of the present invention, compounds that react in an alkaline fashion are water soluble (water solubility: at least 10 g/kg water with κ<1 μScm −1 ) and have a pK B value greater than 8.0 for the first protonation step. .

亜鉛、鉄又はアルミニウムから選択される金属材料の処理が本発明による方法の文脈において言及される場合、関連する元素の50重量%超を含有する全ての材料が含まれる。防食前処理は常に、材料又は成分の表面に関する。材料は、均一な材料又はコーティングであり得る。本発明によれば、亜鉛めっき鋼グレードは、材料鋼及び材料亜鉛の両方からなり、例えば亜鉛めっき鋼で作られた自動車車体の切削端及び円筒研削点で鉄の表面を露出させることが可能であり、この場合、本発明によれば、材料鉄の前処理が存在する。 All materials containing more than 50 wt. Anticorrosion pretreatments always relate to the surface of materials or components. The material can be a uniform material or coating. According to the invention, the galvanized steel grades consist of both material steel and material zinc, allowing the iron surface to be exposed at the cutting edges and cylindrical grinding points of e.g. car bodies made of galvanized steel. Yes, in which case, according to the invention, there is a pretreatment of the material iron.

本発明に従って処理される成分は、特にストリップ、金属シート、ロッド、パイプ等の半完成品、及び当該半完成品から組み立てられた複合構造も含む、製造プロセスに由来する任意の形状及び設計の三次元構造とすることができ、半完成品は、好ましくは接着、溶接及び/又はフランジングによって相互接続されて複合構造を形成する。 Components to be treated according to the present invention are tertiary of any shape and design resulting from the manufacturing process, including in particular semi-finished products such as strips, metal sheets, rods, pipes, etc., and also composite structures assembled from such semi-finished products. Pre-construction or semi-finished products are preferably interconnected by gluing, welding and/or flanging to form a composite structure.

アルカリ構成要素の大部分が酸性のリン酸塩処理への持ち越しを低減するために、活性化(i)とリン酸塩処理(ii)との間にすすぎ工程があってもよいが、活性化性能を完全に維持するために、すすぎ工程は省略されることが好ましい。すすぎ工程は、金属元素系又は半金属元素系の活性成分を含まずに、前の湿式化学処理工程からの成分に付着することによって処理される成分から持ち越される可溶性残渣、粒子及び活性成分を完全に又は部分的に除去するためにのみ使用され、金属元素系又は半金属元素系の活性成分は、単に成分の金属表面をすすぎ液と接触させることによって既に消費され、すすぎ液自体に含まれる。例えば、すすぎ液は、単純に水道水又は脱イオン水であってもよく、又は必要に応じて、すすぎ液によって濡れ性を改善するために界面活性化合物を含有するすすぎ液であってもよい。 There may be a rinsing step between activation (i) and phosphating (ii) to reduce carry-over of the predominantly acidic alkaline constituents into the phosphating treatment, although activation Preferably, the rinsing step is omitted to maintain full performance. The rinsing step completely removes soluble residues, particles and active ingredients carried over from the treated ingredients by adhering to the ingredients from previous wet chemical treatment steps, without metallic or semi-metallic active ingredients. used only for full or partial removal, the metallic or semi-metallic element-based active ingredient is already consumed simply by contacting the metallic surface of the ingredient with the rinse liquor and is contained in the rinse liquor itself. For example, the rinse solution may simply be tap water or deionized water, or optionally a rinse solution containing a surface-active compound to improve wetting by the rinse solution.

金属材料の活性化の目的である層形成リン酸塩処理及び半結晶性コーティングの形成のため、方法工程(ii)におけるリン酸塩処理は、POとして計算される水に溶解したリン酸塩5~50g/kgを含有し、好ましくは遊離フッ化物の少なくとも1つの供給源を更に含有する酸性水性組成物と表面を接触させることによって行うことが好ましい。本発明によれば、リン酸イオンの量は、POとして計算される、オルトリン酸と、水に溶解したオルトリン酸の塩のアニオンとを含む。 For the purpose of layer-forming phosphating, which is the purpose of the activation of the metallic material and the formation of a semi-crystalline coating, the phosphating in process step ( ii) consists of phosphate dissolved in water, calculated as PO It is preferably done by contacting the surface with an acidic aqueous composition containing from 5 to 50 g/kg and preferably further containing at least one source of free fluoride. According to the invention, the amount of phosphate ions comprises orthophosphoric acid and the anions of salts of orthophosphoric acid dissolved in water, calculated as PO4 .

本発明の好ましい実施形態では、その後のリン酸塩処理はリン酸亜鉛処理であり、方法工程(ii)におけるリン酸塩処理は、0.3~3g/kgの亜鉛イオンを含有する酸性水性組成物、好ましくは5~50g/Lのリン酸イオン、0.3~3g/Lの亜鉛イオン及び或る量の遊離フッ化物を含有する酸性水性組成物に基づく。 In a preferred embodiment of the invention the subsequent phosphating is a zinc phosphating and the phosphating in process step (ii) comprises an acidic aqueous composition containing 0.3-3 g/kg of zinc ions. based on an acidic aqueous composition containing phosphate ions, preferably 5-50 g/L, zinc ions 0.3-3 g/L and an amount of free fluoride.

遊離フッ化物イオン源は、亜鉛、鉄又はアルミニウムから選択される全ての金属材料上に層を形成することが所望され、例えば、少なくとも部分的にアルミニウムでも作られる自動車車体のリン酸亜鉛処理に必要である限り、層形成リン酸亜鉛処理のプロセスに不可欠である。成分の金属材料の全ての表面にリン酸塩コーティングが設けられている場合、活性化における粒子状構成要素の量は、リン酸亜鉛処理における層形成に必要な遊離フッ化物の量に適合させなければならないことが多い。前処理される成分が亜鉛及び鉄、特に鋼の金属材料から作製される、活性化(i)とそれに続くリン酸亜鉛処理(ii)に基づく本発明による方法では、酸性水性組成物中の遊離フッ化物の量に対する閉じた欠陥のないリン酸塩コーティングが少なくとも0.5mmol/kgであることが有利である。成分が金属材料アルミニウムでも作られている場合、及びその表面にも閉じたリン酸塩コーティングが設けられる場合には、本発明による方法では、酸性水性組成物中の遊離フッ化物の量が少なくとも2mmol/kgであることも好ましい。遊離フッ化物の濃度は、リン酸塩コーティングが主に容易に拭き取ることができる接着を有する値を超えるべきではない、というのも、これらの接着は、活性化のコロイド水溶液中の粒子状構成要素の量が不釣り合いに増加しても回避することができないからである。したがって、活性化(i)に続くリン酸亜鉛処理(ii)に基づく本発明による方法において、リン酸亜鉛処理の酸性水性組成物中の遊離フッ化物の濃度が15mmol/kg未満、特に好ましくは10mmol/kg未満、特により好ましくは8mmol/kg未満であることも経済的に有利であり、したがって好ましい。 A source of free fluoride ions is desired to form a layer on any metallic material selected from zinc, iron or aluminum, e.g. required for zinc phosphating of automobile bodies, which are also made at least partially of aluminum. is integral to the process of layer-forming zinc phosphating. If all surfaces of the component metal material are provided with a phosphate coating, the amount of particulate constituents in the activation should be matched to the amount of free fluoride required for layer formation in the zinc phosphating. I often have to. In the process according to the invention based on activation (i) followed by zinc phosphating (ii), in which the components to be pretreated are made from metallic materials of zinc and iron, in particular steel, free Advantageously, the amount of closed, defect-free phosphate coating relative to the amount of fluoride is at least 0.5 mmol/kg. If the component is also made of the metallic material aluminium, and if its surface is also provided with a closed phosphate coating, then in the process according to the invention the amount of free fluoride in the acidic aqueous composition is at least 2 mmol. /kg is also preferred. The concentration of free fluoride should not exceed the value at which the phosphate coating has predominantly readily wipeable adhesion, since these adhesions are due to the particulate constituents in the aqueous colloidal solution of the activation. This is because it is not possible to avoid a disproportionate increase in the amount of Therefore, in the process according to the invention based on activation (i) followed by zinc phosphating (ii), the concentration of free fluoride in the acidic aqueous composition of the zinc phosphating is less than 15 mmol/kg, particularly preferably 10 mmol It is also economically advantageous and therefore preferred to be below 8 mmol/kg, particularly more preferably below 8 mmol/kg.

遊離フッ化物の量は、pH緩衝なしでフッ化物含有緩衝液で較正した後、関連する酸性水性組成物中、20℃でフッ化物感受性測定電極によって電位差測定により決定することができる。適切な遊離フッ化物源は、フッ化水素酸及びその水溶性塩、例えば二フッ化アンモニウム及びフッ化ナトリウム、並びに元素Zr、Ti及び/又はSiの複合フッ化物、特に元素Siの錯体フッ化物である。したがって、本発明によるリン酸塩処理プロセスでは、遊離フッ化物の供給源は、好ましくはフッ化水素酸及びその水溶性塩並びに/又は元素Zr、Ti及び/若しくはSiの錯体フッ化物から選択される。フッ化水素酸の塩は、Fとして計算される、60℃の脱イオン水(κ<1μScm-1)への溶解度が少なくとも1g/Lである場合、本発明の意味の範囲内で水溶性である。 The amount of free fluoride can be determined potentiometrically with a fluoride-sensitive measuring electrode at 20° C. in a relevant acidic aqueous composition after calibration with a fluoride-containing buffer without pH buffering. Suitable sources of free fluoride are hydrofluoric acid and its water-soluble salts, such as ammonium difluoride and sodium fluoride, and complex fluorides of the elements Zr, Ti and/or Si, especially complex fluorides of the element Si. be. Therefore, in the phosphating process according to the invention, the source of free fluoride is preferably selected from hydrofluoric acid and its water-soluble salts and/or complex fluorides of the elements Zr, Ti and/or Si . A salt of hydrofluoric acid is water-soluble within the meaning of the invention if its solubility in deionized water at 60° C. (κ<1 μScm −1 ), calculated as F, is at least 1 g/L. be.

亜鉛で作られた金属材料の表面上の「ピンホーリング(pin-holing)」として知られているものを抑制するために、工程(ii)でリン酸亜鉛処理が行われる本発明によるそのような方法では、遊離フッ化物源が、元素Siの錯体フッ化物、特にヘキサフルオロケイ酸及びその塩から少なくとも部分的に選択されることが好ましい。ピンホーリングという用語は、リン酸塩処理の当業者によって、処理された亜鉛表面又は処理された亜鉛めっき若しくは合金亜鉛めっきされた鋼表面上の他の結晶性リン酸塩層中の非晶質白色リン酸亜鉛の局所堆積の現象を意味すると理解される。ピンホーリングは、この場合、基板の局所的に増加した酸洗浄速度によって引き起こされる。リン酸塩処理におけるそのような点欠陥は、その後に塗布される有機コーティング系の腐食性剥離の起点となる可能性があるため、ピンホールの発生は実際には大部分回避されるべきである。これに関連して、方法工程(ii)におけるリン酸亜鉛処理の酸性水性組成物中の水溶解形態のケイ素の濃度は、少なくとも0.5mmol/kg、特に好ましくは少なくとも1mmol/kg、特により好ましくは少なくとも2mmol/kgであるが、好ましくは15mmol/kg未満、特に好ましくは12mmol/kg未満、特により好ましくは10mmol/kg未満、非常に好ましくは8mmol/kg未満であることが好ましい。ケイ素の濃度の上限は、これらの値を超えると、ほとんどが緩い接着を有するリン酸塩コーティングが好まれ、活性化段階のコロイド水溶液中の不釣り合いに多量の粒子状構成要素によってさえも回避することができないため、好ましい。水溶解形態の酸性水性組成物中のケイ素の濃度は、0.2μmの公称孔径を有する膜を使用して行われる酸性水性組成物の膜濾過の濾液中の原子発光分析法(ICP-OES)によって決定することができる。 Such a method according to the invention in which a zinc phosphating treatment is performed in step (ii) to suppress what is known as "pin-holing" on the surface of metallic materials made of zinc. In the method it is preferred that the free fluoride source is at least partially selected from complex fluorides of the element Si, in particular hexafluorosilicic acid and its salts. The term pinholing is used by those skilled in the art of phosphating to describe amorphous white in a treated zinc surface or other crystalline phosphate layer on a treated galvanized or alloy-galvanized steel surface. It is understood to mean the phenomenon of local deposition of zinc phosphate. Pinholing is caused in this case by the locally increased acid cleaning rate of the substrate. Pinholes should be largely avoided in practice, as such point defects in phosphating can initiate corrosive delamination of subsequently applied organic coating systems. . In this context, the concentration of silicon in water-soluble form in the acidic aqueous composition of zinc phosphating in process step (ii) is at least 0.5 mmol/kg, particularly preferably at least 1 mmol/kg, particularly preferably at least 1 mmol/kg. is at least 2 mmol/kg, but preferably less than 15 mmol/kg, particularly preferably less than 12 mmol/kg, particularly more preferably less than 10 mmol/kg, very preferably less than 8 mmol/kg. The upper limit of the concentration of silicon, above these values, is mostly avoided by favoring phosphate coatings with loose adhesion, even by disproportionately high amounts of particulate constituents in the aqueous colloidal solution of the activation stage. preferred because it cannot The concentration of silicon in the acidic aqueous composition in water dissolved form was determined by atomic emission spectroscopy (ICP-OES) in the filtrate of membrane filtration of the acidic aqueous composition performed using a membrane with a nominal pore size of 0.2 μm. can be determined by

活性化とリン酸亜鉛処理との相互作用に関して、活性化に寄与する粒子状構成要素の含有量は、リン酸塩処理浴に含有される金属材料としてアルミニウムを含む成分に対して層形成リン酸塩処理のためのより多量の遊離フッ化物が層形成に不利な影響を及ぼさないことを確実にするために、リン酸亜鉛処理中の遊離フッ化物及びケイ素の量に適合させる必要があることがわかり、これは、特に多数の成分を前処理する場合、リン酸塩のコーティングの一定の品質にとって非常に重要である。これに関連して、一連の成分が前処理される本発明による方法が好ましく、この一連の成分は、少なくとも部分的に亜鉛及びアルミニウムの材料で作られた成分を含み、一連の成分は、連続する方法工程で最初に活性化(i)、次いでリン酸亜鉛処理(ii)を受け、方法工程(i)の活性化は、成分を上記のようなコロイド水溶液と接触させることによって行われ、これは、好ましい実施形態では、20~100,000倍に希釈された上記のような水分散液として得ることができ、方法工程(ii)におけるリン酸亜鉛処理は、
(a)5~50g/lのリン酸イオン、
(b)0.3~3g/lの亜鉛イオン、及び
(c)少なくとも1つの遊離フッ化物源、を含有する酸性水性組成物との接触によって行うことができ、
リン酸亜鉛処理の酸性水性組成物中の各場合の遊離フッ化物の濃度及びケイ素の濃度の合計に対する、POに基づく、活性化のコロイド水溶液の無機粒子状構成要素中のリン酸塩の濃度の商(mmol/kg)が、いずれの場合も、0.2より大きく、好ましくは0.3より大きく、特に好ましくは0.4より大きい。
With respect to the interaction of activation with zinc phosphating, the content of particulate constituents that contribute to the activation is the layering phosphate relative to the component containing aluminum as the metallic material contained in the phosphating bath. It may be necessary to adapt the amounts of free fluoride and silicon during zinc phosphating to ensure that higher amounts of free fluoride for the salt treatment do not adversely affect layer formation. As can be seen, this is very important for a consistent quality of the phosphate coating, especially when pretreating a large number of components. In this connection, preference is given to a method according to the invention in which a series of components is pretreated, said series of components comprising components made at least partially of zinc and aluminum materials, the series of components comprising a continuous in a method step of first undergoing activation (i) and then zinc phosphating (ii), the activation in method step (i) being effected by contacting the component with an aqueous colloidal solution as described above, which is obtainable, in a preferred embodiment, as a 20 to 100,000-fold diluted aqueous dispersion as described above, and the zinc phosphate treatment in process step (ii) is
(a) 5 to 50 g/l of phosphate ions,
(b) 0.3 to 3 g/l of zinc ions, and (c) at least one free fluoride source, by contact with an acidic aqueous composition,
Concentration of phosphate in the inorganic particulate constituent of the colloidal aqueous solution of the activation, based on PO 4 , relative to the sum of the free fluoride concentration and the silicon concentration in each case in the acidic aqueous zinc phosphating composition quotient (mmol/kg) is in each case greater than 0.2, preferably greater than 0.3 and particularly preferably greater than 0.4.

方法工程(ii)におけるリン酸亜鉛処理が本発明の第二の態様の文脈で言及される限り、リン酸亜鉛処理をもたらす酸性水性組成物の好ましいpHは、2.5超、特に好ましくは2.7超であるが、好ましくは3.5未満、特に好ましくは3.3未満である。方法工程(ii)におけるリン酸亜鉛処理の酸性水性組成物中のポイントにおける遊離酸の含有量は、好ましくは少なくとも0.4であるが、好ましくは3.0以下、特に好ましくは2.0以下である。ポイントでの遊離酸の含有量は、酸性水性組成物の試料体積10mlを50mlに希釈し、0.1N水酸化ナトリウム溶液でpH3.6に滴定することによって決定される。水酸化ナトリウム溶液のmLの消費量は、遊離酸のポイント数を示す。 As far as the zinc phosphating treatment in process step (ii) is mentioned in the context of the second aspect of the invention, the preferred pH of the acidic aqueous composition that provides the zinc phosphating treatment is above 2.5, particularly preferably 2 .7, but preferably less than 3.5, particularly preferably less than 3.3. The free acid content at points in the acidic aqueous composition of the zinc phosphating treatment in process step (ii) is preferably at least 0.4, but preferably no more than 3.0, particularly preferably no more than 2.0. is. The content of free acid at points is determined by diluting a 10 ml sample volume of the acidic aqueous composition to 50 ml and titrating to pH 3.6 with 0.1 N sodium hydroxide solution. Consumption of sodium hydroxide solution in mL indicates the number of free acid points.

リン酸亜鉛処理のための添加剤の従来の添加は、方法工程(ii)の酸性水性組成物が、過酸化水素、亜硝酸塩、ヒドロキシルアミン、ニトログアニジン及び/又はN-メチルモルホリン-N-オキシド等の従来の促進剤、並びに層形成に良い影響を及ぼす水溶性塩の形態の金属マンガン、カルシウム及び/又は鉄のカチオンを更に含有することができるように、本発明の文脈において同様に行うこともできる。環境衛生上の理由から好ましい実施形態では、合計で10ppm未満のニッケル及び/又はコバルトイオンが、方法工程(ii)におけるリン酸亜鉛処理の酸性水性組成物中に含有される。 Conventional addition of additives for zinc phosphating is such that the acidic aqueous composition of process step (ii) contains hydrogen peroxide, nitrite, hydroxylamine, nitroguanidine and/or N-methylmorpholine-N-oxide. as well as manganese metal, calcium and/or iron cations in the form of water-soluble salts that have a positive effect on layer formation. can also For environmental hygiene reasons, in a preferred embodiment, a total of less than 10 ppm nickel and/or cobalt ions are contained in the acidic aqueous composition of the zinc phosphating treatment in process step (ii).

本発明による方法では、実質的に有機のカバー層が塗布される過程で、後続の浸漬コーティングのための良好なコーティングプライマーが製造される。したがって、本発明による方法の好ましい実施形態では、中間すすぎ及び/又は乾燥工程の有無にかかわらず、あるいは好ましくはすすぎ工程はあるが乾燥工程のないリン酸亜鉛処理に続いて、浸漬コーティング、特に好ましくは電気コーティング、特により好ましくは陰極電気コーティングが行われ、これは、好ましくはアミン変性ポリエポキシドを含む分散樹脂に加えて、イットリウム及び/又はビスマスの水溶性又は水分散性の塩を含有することが好ましい。 The method according to the invention produces a good coating primer for the subsequent dip coating in the course of which the substantially organic cover layer is applied. Therefore, in a preferred embodiment of the method according to the invention, the zinc phosphating treatment with or without an intermediate rinsing and/or drying step, or preferably with a rinsing step but without a drying step, is followed by dip coating, particularly preferably is electrocoated, more preferably cathodic electrocoated, which preferably contains water-soluble or water-dispersible salts of yttrium and/or bismuth in addition to a dispersing resin comprising an amine-modified polyepoxide. preferable.

以下では、添加剤なしの、つまり、縮合リン酸塩を含まない活性化の特性を、浴寿命と、その後のリン酸亜鉛処理で達成されるリン酸塩層の重量および腐食保護の結果の両方に関して示す。 Below, the properties of the additive-free, i.e. condensed phosphate-free, activation are evaluated both as a bath life and as a result of the phosphate layer weight and corrosion protection achieved with subsequent zinc phosphate treatment. is shown with respect to

<顔料ペーストの調製>
活性化用分散液を得るための顔料ペーストを調製するため、分散剤として15質量部のEdaplan(登録商標)490(Muenzing Chemie GmbH)を25質量部の完全脱イオン水(κ<1μScm-1)に予備分散させた後、品質レベルPZ 20のリン酸亜鉛60質量部と混合した。この相をKDL型Dyno(登録商標)-Millビーズミルに移し、リン酸亜鉛粒子を2時間連続粉砕した(粉砕パラメータ:75%ビーズ充填レベル、2000回転/分、20L体積流量/時間、粉砕された材料の温度40~45℃)。結果は、Malvern製のZetasizer Nano ZSを使用して決定すると、約0.35μmの平均粒度であった。
<Preparation of pigment paste>
To prepare a pigment paste for obtaining an activating dispersion, 15 parts by weight of Edaplan® 490 (Muenzing Chemie GmbH) as a dispersing agent are added to 25 parts by weight of fully deionized water (κ<1 μScm −1 ). and then mixed with 60 parts by weight of zinc phosphate of quality level PZ 20. This phase was transferred to a KDL type Dyno®-Mill bead mill and the zinc phosphate particles were continuously milled for 2 hours (milling parameters: 75% bead loading level, 2000 rpm, 20 L volumetric flow rate/hour, milled material temperature 40-45°C). The result was an average particle size of about 0.35 μm as determined using a Zetasizer Nano ZS from Malvern.

<活性化のための分散液の調製>
次いで、約64質量部の完全脱イオン水(κ<1μScm-1)中に、TDI/XDI及びPEG-16のアミン変性プレポリマーに基づく樹脂(アミン価<1mg KOH/g;ヒドロキシル価約40mg KOH/g)を40重量%含有する尿素ウレタン樹脂溶液2.5質量部を増粘剤として供給し、均質化して、10%水酸化ナトリウム溶液を用いてpH9に調整した。その後、撹拌しながら約33質量部の顔料ペーストを添加し、1重量%NaOH溶液を使用してpH9に調整し、完全均質化の時点まで撹拌した。
<Preparation of dispersion for activation>
Then, resins based on amine-modified prepolymers of TDI/XDI and PEG - 16 (amine value <1 mg KOH/g; hydroxyl value about 40 mg KOH 2.5 parts by weight of a urea-urethane resin solution containing 40 wt. About 33 parts by weight of pigment paste were then added with stirring, adjusted to pH 9 using 1% by weight NaOH solution and stirred until complete homogenization.

<リン酸亜鉛処理のための活性化用コロイド水溶液の調製>
5リットルの
A)完全脱イオン水(κ<1μScm-1)または
B)10.3重量%のピロリン酸カリウム及び25.3重量%のリン酸カリウムからなる添加剤溶液5グラムを含有する完全脱イオン水(κ<1μScm-1)を5Lビーカー中に準備し、撹拌しながらリン酸を用いてpH10.5にし、上記分散液7.5グラムを添加した。次いで、撹拌しながら1%水酸化ナトリウム溶液を使用してpHを10.5に調整した。
<Preparation of colloid aqueous solution for activation for zinc phosphate treatment>
5 liters of A) fully deionized water (κ<1 μScm −1 ) or B) fully deionized water containing 5 grams of an additive solution consisting of 10.3 wt % potassium pyrophosphate and 25.3 wt % potassium phosphate. Ionized water (κ<1 μScm −1 ) was prepared in a 5 L beaker, brought to pH 10.5 with phosphoric acid while stirring, and 7.5 grams of the above dispersion was added. The pH was then adjusted to 10.5 using 1% sodium hydroxide solution while stirring.

<リン酸亜鉛処理の方法シーケンス>
コロイド水溶液に基づく活性化による層形成リン酸塩処理のため、冷間圧延鋼(CRS)板、溶融亜鉛めっき鋼(HDG)板及びアルミニウム(AA6014)板は以下の通りであった:
a)まず、それぞれHenkel AG&Co KGaAから入手可能な4重量%のBonderit(登録商標) C-AK 1565 A及び0.6重量%のBonderite(登録商標) C-AD 1561を含有する脱脂浴中で4分間浸漬することにより、デュッセルドルフ市水道水(pH:10.2~10.9;55℃)中で撹拌しながらアルカリ洗浄を行い;
b)いずれの場合もおよそ30秒間、デュッセルドルフ市水道水、次いで完全脱イオン水(κ<1μScm-1)によるすすぎに供し;
c)水で濡らした状態で、本発明による活性化溶液Aと接触させるか、又は添加剤を含有する活性化溶液Bと60秒間浸漬することによって接触させ;
d)直後に、更にすすぎ工程を行わずに、完全脱イオン水(κ<1μScm-1)中、52℃で撹拌しながら3分間、4.6重量%のBonderite(登録商標) M-ZN 1994、0.8重量%のBonderite(登録商標) M-AD 565、0.24重量%のBonderite(登録商標) M-AD 338、及び0.38重量%のBonderite(登録商標) M-AD 110(それぞれHenkel AG&Co KGaAから入手可能)を含有する、0.9~1.4ポイント(pH3.6に滴定)の遊離酸含有量、25~30ポイント(pH8.5に滴定)の総酸含有量、及び約150mg/kgの遊離フッ化物含有量を有するヒドロキシルアミン促進リン酸塩処理浴に浸漬し;
e)完全脱イオン水(κ<1μScm-1)による約30秒間のすすぎに供し;
f)Cathoguard(登録商標)800型(BASF SE)の電気塗装の約20μm厚の層を設け、次いで、180℃で35分間硬化させた。
<Method sequence of zinc phosphate treatment>
Cold-rolled steel (CRS), hot-dip galvanized steel (HDG) and aluminum (AA6014) plates for stratified phosphating with activation based on aqueous colloidal solutions were as follows:
a) First, 4 in a degreasing bath containing 4 wt. Alkaline washing with stirring in Düsseldorf city tap water (pH: 10.2-10.9; 55° C.) by immersion for minutes;
b) subject to rinsing with Düsseldorf city tap water and then fully deionized water (κ<1 μScm −1 ) for approximately 30 seconds in each case;
c) while wet with water, contacted with an activating solution A according to the invention or with an activating solution B containing additives by immersion for 60 seconds;
d) immediately followed by 4.6% by weight of Bonderite® M-ZN 1994 in fully demineralized water (κ<1 μScm −1 ) with stirring at 52° C. for 3 minutes without further rinsing steps , 0.8% by weight Bonderite® M-AD 565, 0.24% by weight Bonderite® M-AD 338, and 0.38% by weight Bonderite® M-AD 110 ( Free acid content from 0.9 to 1.4 points (titrated to pH 3.6), Total acid content from 25 to 30 points (titrated to pH 8.5), and a hydroxylamine-promoted phosphating bath having a free fluoride content of about 150 mg/kg;
e) subjected to a rinse of about 30 seconds with fully deionized water (κ<1 μScm −1 );
f) An approximately 20 μm thick layer of Cathoguard® type 800 (BASF SE) electrocoat was applied and then cured at 180° C. for 35 minutes.

表1は、腐食試験における層の重量及びエージング後のリン酸亜鉛処理の結果を要約したものである。対応する添加剤の添加を伴うアプローチ(B)と比較して、縮合リン酸塩の非存在下(A)で活性化が起こると、CRSでの層重量が大幅に低く、この基材では腐食保護の結果が改善されたリン酸亜鉛コーティングが実現されますが、亜鉛及びアルミニウムへの層の適用は、添加剤の不足により悪影響を受けず、均質で閉じたリン酸亜鉛コーティングも提供することができる。アルミニウムでのみ、添加剤による活性化と比較して糸状試験(Filiform test)の結果がわずかに低下しますが、それでもなお、多くの場合、自動車業界で通常必要とされる腐食値を満たす。注目すべきは、縮合リン酸塩の非存在下でさえ、本発明による方法における活性化性能は、数ヶ月間保持される。 Table 1 summarizes the results of the layer weight and zinc phosphate treatments after aging in the corrosion test. Compared to the approach (B) with the addition of the corresponding additive, activation in the absence of the condensed phosphate (A) resulted in significantly lower layer weights on the CRS and no corrosion on this substrate. A zinc phosphate coating with improved protective results is achieved, but the application of the layer on zinc and aluminum is not adversely affected by the lack of additives and can also provide a homogeneous and closed zinc phosphate coating. can. Only with aluminium, the Filiform test results are slightly lower compared to activation with additives, but nevertheless in many cases the corrosion values normally required in the automotive industry are met. Remarkably, even in the absence of condensed phosphate, the activation performance in the method according to the invention is retained for several months.

Figure 2023503493000001
Figure 2023503493000001

Claims (16)

亜鉛、鉄若しくはアルミニウムから選択される金属材料又はそのような金属材料から少なくとも部分的に構成される成分の防食前処理のための方法であって、前記金属材料又は前記成分は、連続する方法工程において、最初に活性化(i)、次いでリン酸塩処理(ii)、特にリン酸亜鉛処理を受け、方法工程(i)における前記活性化は、前記金属材料又は前記成分をコロイド水溶液と接触させることによって行われ、前記コロイド水溶液は、分散粒子状構成要素(a)の溶液に、
(a1)ホープアイト、フォスフォフィライト、ショルザイト及び/又はハーロライトから少なくとも部分的に選択される多価金属カチオンのリン酸塩から構成される少なくとも1つの粒子状無機化合物、及び
(a2)少なくとも部分的にスチレン及び/又は5個以下の炭素原子を有するα-オレフィンから構成され、部分的にマレイン酸、その無水物及び/又はそのイミドから構成され、ポリオキシアルキレン単位を更に含む少なくとも1つの高分子有機化合物を含有し、
前記コロイド水溶液中で、水に溶解した縮合リン酸塩の含有量が、いずれの場合も元素Pに基づく前記少なくとも1つの粒子状化合物のリン酸塩含有量に基づいて、0.25未満である、方法。
Method for the anti-corrosion pretreatment of a metallic material selected from zinc, iron or aluminum or a component at least partially composed of such a metallic material, said metallic material or said component being subjected to successive method steps first undergoing activation (i) and then phosphating (ii), in particular zinc phosphating, said activation in process step (i) bringing said metallic material or said component into contact with an aqueous colloidal solution. wherein said aqueous colloidal solution is added to a solution of dispersed particulate component (a),
(a1) at least one particulate inorganic compound composed of phosphates of polyvalent metal cations at least partially selected from hopeite, phosphophyllite, scholzite and/or hallolite, and (a2) at least partially at least one polymer composed of styrene and/or α-olefins having up to 5 carbon atoms in the nucleus, partly composed of maleic acid, its anhydrides and/or its imides, and further comprising polyoxyalkylene units contains organic compounds,
In said colloidal aqueous solution, the content of condensed phosphate dissolved in water is less than 0.25, in each case based on the phosphate content of said at least one particulate compound based on element P ,Method.
前記コロイド水溶液中で、水に溶解した縮合リン酸塩の含有量が、いずれの場合も元素Pに基づく前記少なくとも1つの粒子状化合物のリン酸塩含有量に基づいて、0.20未満、好ましくは0.15未満、特に好ましくは0.10未満であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 In said aqueous colloidal solution, the content of condensed phosphates dissolved in water, based on the phosphate content of said at least one particulate compound, in each case based on element P, is preferably less than 0.20 is less than 0.15, particularly preferably less than 0.10. 前記コロイド水溶液中で、Pとして計算された水に溶解した縮合リン酸塩の含有量が、前記コロイド水溶液に基づいて、20mg/kg未満、好ましくは15mg/kg未満、特に好ましくは10mg/kg未満であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。 The content of condensed phosphate dissolved in water, calculated as P, in said aqueous colloidal solution is less than 20 mg/kg, preferably less than 15 mg/kg, particularly preferably less than 10 mg/kg, based on said aqueous colloidal solution 3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that 前記コロイド水溶液が、水に溶解した少なくとも0.5mmol/L、好ましくは少なくとも1.0mmol/L、特に好ましくは少なくとも1.5mmol/Lであるが、10mmol/L以下のアルカリ土類金属イオンを含有することを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の方法。 Said colloidal aqueous solution contains at least 0.5 mmol/L, preferably at least 1.0 mmol/L, particularly preferably at least 1.5 mmol/L but not more than 10 mmol/L alkaline earth metal ions dissolved in water The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that 前記コロイド水溶液が、好ましくはα-ヒドロキシカルボン酸から選択され、次いで好ましくはグルコン酸、タルトロン酸、グリコール酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、非常に好ましくはグルコン酸及び/又は有機ホスホン酸から選択され、次いで好ましくはエチドロン酸、アミノトリス(メチレンホスホン酸)、アミノトリス(メチレンホスホン酸)、ホスホノブタン-1、2,4-トリカルボン酸、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、ヘキサメチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)及び/又はヒドロキシホスホノ酢酸から選択され、特に好ましくはエチドロン酸から選択される、少なくとも1つの錯化剤を含有することを特徴とする、請求項4に記載の方法。 Said aqueous colloidal solution is preferably selected from α-hydroxycarboxylic acids, then preferably selected from gluconic acid, tartronic acid, glycolic acid, citric acid, tartaric acid, lactic acid, very preferably gluconic acid and/or organic phosphonic acids. and then preferably etidronic acid, aminotris(methylenephosphonic acid), aminotris(methylenephosphonic acid), phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, diethylenetriaminepenta(methylenephosphonic acid), hexamethylenediaminetetra(methylenephosphonic acid ) and/or hydroxyphosphonoacetic acid, particularly preferably etidronic acid. 前記コロイド水溶液中の前記錯化剤の量が、アルカリ土類金属イオンのモル量の2倍以下、好ましくは1.5倍以下であり、特に好ましくはアルカリ土類金属イオンと等モル量以下であることを特徴とする、請求項5に記載の方法。 The amount of the complexing agent in the colloidal aqueous solution is 2 times or less the molar amount of the alkaline earth metal ion, preferably 1.5 times or less, and particularly preferably equal to or less than the molar amount of the alkaline earth metal ion. 6. A method according to claim 5, characterized in that: 活性化(i)における前記コロイド水溶液が、アルカリ性pH、好ましくは8.0超、特に好ましくは9.0超のpHであるが、好ましくは11.0未満のpHを有することを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載の方法。 characterized in that said colloidal aqueous solution in activation (i) has an alkaline pH, preferably above 8.0, particularly preferably above 9.0, but preferably below 11.0, The method according to any one of claims 1-6. 前記少なくとも1つの粒子状無機化合物(a1)に含有される、POとして計算される、リン酸塩の含有量が、前記コロイド水溶液の前記分散無機粒子状構成要素に基づいて、好ましくは少なくとも25重量%、特に好ましくは少なくとも35重量%、特により好ましくは少なくとも40重量%、非常に好ましくは少なくとも45重量%であることを特徴とする、請求項1~7のいずれかに記載の方法。 The content of phosphate, calculated as PO4, contained in said at least one particulate inorganic compound ( a1), based on said dispersed inorganic particulate constituents of said aqueous colloidal solution, is preferably at least 25 % by weight, particularly preferably at least 35% by weight, particularly more preferably at least 40% by weight, very preferably at least 45% by weight. 前記コロイド水溶液の前記高分子有機化合物(a2)が、それらの側鎖にポリオキシアルキレン単位を含有し、前記高分子有機化合物(a2)の全体におけるポリオキシアルキレン単位の含有量が、好ましくは少なくとも40重量%、特に好ましくは少なくとも50重量%であるが、特に好ましくは70重量%を超えないことを特徴とする、請求項1~8のいずれかに記載の方法。 The polymeric organic compound (a2) in the colloidal aqueous solution contains polyoxyalkylene units in their side chains, and the content of the polyoxyalkylene units in the entire polymeric organic compound (a2) is preferably at least 9. Process according to any of the preceding claims, characterized in that it is 40% by weight, particularly preferably at least 50% by weight, but particularly preferably not exceeding 70% by weight. 前記コロイド水溶液の前記有機高分子化合物(a2)が、好ましくはピリジン、イミダゾール、イミダゾリン、モルホリン、ピロール及び/又はピロリドン単位から、特に好ましくはイミダゾール及び/又はイミダゾリン単位から、特により好ましくはイミダゾール単位から選択され、それぞれが好ましくは前記高分子有機化合物(a2)の側鎖の一部であり、側鎖内で、次いで、好ましくは少なくとも3個の炭素原子を介して、特に好ましくは、前記高分子有機化合物(a2)のポリオキシアルキレン単位がN-複素環単位で少なくとも部分的にエンドキャップされるような方法で主鎖に脂肪族的に接続されている、N-複素環単位も含むことを特徴とする、請求項1~9のいずれかに記載の方法。 The organic polymer compound (a2) of the colloidal aqueous solution is preferably composed of pyridine, imidazole, imidazoline, morpholine, pyrrole and/or pyrrolidone units, particularly preferably imidazole and/or imidazoline units, particularly more preferably imidazole units. selected, each preferably part of a side chain of said macromolecular organic compound (a2), within the side chain and then preferably via at least 3 carbon atoms, particularly preferably said macromolecular It also contains N-heterocyclic units that are aliphatically connected to the main chain in such a way that the polyoxyalkylene units of the organic compound (a2) are at least partially endcapped with N-heterocyclic units. A method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that 前記コロイド水溶液が、好ましくは尿素ウレタン樹脂、好ましくは8mg KOH/g未満、特に好ましくは5mg KOH/g未満、非常に好ましくは2mg KOH/g未満のアミン価を有する尿素ウレタン樹脂から選択される少なくとも1つの増粘剤を更なる成分b)として含有することを特徴とする、請求項1~10のいずれかに記載の方法。 The aqueous colloidal solution is preferably selected from urea-urethane resins, preferably urea-urethane resins having an amine number of less than 8 mg KOH/g, particularly preferably less than 5 mg KOH/g, very preferably less than 2 mg KOH/g. Process according to any of the preceding claims, characterized in that it contains one thickening agent as further component b). 前記コロイド水溶液の前記粒子状構成要素中及び前記粒子状構成要素に基づく高分子有機化合物の全体が、少なくとも3重量%、好ましくは少なくとも6重量%であるが、好ましくは15重量%を超えないことを特徴とする、請求項1~11のいずれかに記載の方法。 the total macromolecular organic compound in and based on said particulate constituents of said aqueous colloidal solution is at least 3% by weight, preferably at least 6% by weight, but preferably does not exceed 15% by weight; The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that 前記コロイド水溶液が、1μm未満、好ましくは0.4μm未満のD50値を有することを特徴とする、請求項1~12のいずれかに記載の方法。 Process according to any of the preceding claims, characterized in that the aqueous colloidal solution has a D50 value of less than 1 µm, preferably less than 0.4 µm. 前記コロイド水溶液の前記粒子状構成要素の含有量が、いずれの場合も前記コロイド水溶液に基づいて、少なくとも0.05g/kg、好ましくは少なくとも0.1g/kg、特に好ましくは少なくとも0.2g/kgであるが、好ましくは10g/kg以下、特に好ましくは2g/kg以下であることを特徴とする、請求項1~13のいずれかに記載の方法。 The content of said particulate constituents of said aqueous colloidal solution is in each case based on said aqueous colloidal solution is at least 0.05 g/kg, preferably at least 0.1 g/kg, particularly preferably at least 0.2 g/kg but preferably not more than 10 g/kg, particularly preferably not more than 2 g/kg. 前記コロイド水溶液が、20~100,000倍に希釈された水分散液として得られ、
-前記水分散液に基づいて、少なくとも5重量%の分散粒子状構成要素(A)であって、
(A1)ホープアイト、フォスフォフィライト、ショルザイト及び/又はハーロライトから少なくとも部分的に選択される多価金属カチオンのリン酸塩から構成される少なくとも1つの粒子状無機化合物と、
(A2)少なくとも部分的にスチレン及び/又は5個以下の炭素原子を有するα-オレフィンから構成され、少なくとも部分的にマレイン酸、その無水物及び/又はそのイミドから構成され、ポリオキシアルキレン単位を更に含む少なくとも1つの高分子有機化合物と、を含む分散粒子状構成要素(A)、及び
-任意に、好ましくは尿素ウレタン樹脂、特に好ましくは8mg KOH/g未満、好ましくは5mg KOH/g未満、特に好ましくは2mg KOH/g未満のアミン価を有する尿素ウレタン樹脂から選択される少なくとも1つの増粘剤を含むことを特徴とする、請求項1~14のいずれかに記載の方法。
The colloidal aqueous solution is obtained as an aqueous dispersion diluted 20 to 100,000 times,
- at least 5% by weight of dispersed particulate component (A), based on said aqueous dispersion,
(A1) at least one particulate inorganic compound composed of phosphates of polyvalent metal cations at least partially selected from hopeite, phosphophyllite, scholzite and/or hallolite;
(A2) at least partially composed of styrene and/or α-olefins having 5 or less carbon atoms, at least partially composed of maleic acid, its anhydrides and/or its imides, containing polyoxyalkylene units a dispersed particulate component (A), which further comprises at least one high molecular weight organic compound; Process according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one thickening agent selected from urea-urethane resins, particularly preferably with an amine number of less than 2 mg KOH/g.
方法工程(ii)におけるリン酸塩処理が、POとして計算される水に溶解した5~50g/kgのリン酸塩、0.3~3g/kgの亜鉛イオン、及び合計で0.1g/kg未満のニッケル元素及びコバルト元素のイオンを含有し得る量の遊離フッ化物を含有する酸性水性組成物との接触によって行われることを特徴とする、請求項1~15のいずれかに記載の方法。 The phosphating in process step (ii) comprises 5-50 g/kg phosphate dissolved in water calculated as PO4, 0.3-3 g/kg zinc ions and a total of 0.1 g/kg A process according to any of the preceding claims, characterized in that it is carried out by contact with an acidic aqueous composition containing an amount of free fluoride which may contain less than kg of ions of elemental nickel and elemental cobalt. .
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