本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種水性金屬表面處理劑及使用其的金屬表面處理方法。該水性金屬表面處理劑包括水溶性鋯化合物、硅化合物、含氟化合物、磷酸化合物以及金屬化合物。該硅化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.2至1.2之間。該含氟化合物具有至少一個(gè)以上氟離子基團(tuán)，且該含氟化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.08至0.5之間。該磷酸化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.1至0.5之間。該金屬化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.05至0.4之間。從而，可使具有該水性金屬表面處理劑的金屬材料具備良好的耐蝕性、耐堿洗性、干燥性及上漆附著性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)涉及一種。該水性金屬表面處理劑包括水溶性鋯化合物、硅化合物、含氟化合物、磷酸化合物以及金屬化合物。該硅化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.2至1.2之間。該含氟化合物具有至少一個(gè)以上氟離子基團(tuán)，且該含氟化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.08至0.5之間。該磷酸化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.1至0.5之間。該金屬化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.05至0.4之間。從而，可使具有該水性金屬表面處理劑的金屬材料具備良好的耐蝕性、耐堿洗性、干燥性及上漆附著性。【專利說明】
本專利技術(shù)涉及一種表面處理劑及表面處理方法，特別涉及一種。
技術(shù)介紹
熟知的使用于金屬材料表面處理的金屬表面處理劑大都含有鉻成分，然而，其所產(chǎn)生的六價(jià)鉻已被證實(shí)會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，故近年來已被管制或禁用；而使用三價(jià)鉻仍有氧化成六價(jià)鉻的疑慮，故其也逐漸被減用。為了取代含鉻處理劑，目前已有提出以有機(jī)釩化合物及無機(jī)酸所組成的金屬表面處理劑，但是，經(jīng)上述處理劑表面處理后的金屬材料在經(jīng)過堿洗脫脂程序后，有100%白銹生成的問題，顯見上述處理劑所形成的保護(hù)膜的耐蝕性及耐堿洗性不佳。此外，上述保護(hù)膜于成膜過程中，也常因干燥性不佳而造成產(chǎn)線設(shè)備輥輪沾粘及污染。因此，有必要提供創(chuàng)新且具進(jìn)步性的水性金屬表面處理劑及金屬表面處理方法，以解決上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種水性金屬表面處理劑，其包括水溶性鋯化合物、硅化合物、含氟化合物、磷酸化合物以及金屬化合物。該硅化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.2至1.2之間。該含氟化合物具有至少一個(gè)以上氟離子基團(tuán)，且該含氟化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.08至0.5之間。該磷酸化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.1至0.5之間。該金屬化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介`于0.05至0.4之間。本專利技術(shù)還提供一種金屬表面處理方法，該方法為將上述的水性金屬表面處理劑設(shè)置于金屬本體的表面。本專利技術(shù)的水性金屬表面處理劑及金屬表面處理方法可于金屬本體的表面形成保護(hù)膜，該保護(hù)膜可使金屬本體的表面具有良好的耐蝕性、耐堿洗性、干燥性及上漆附著性，且本專利技術(shù)的水性金屬表面處理劑為無鉻處理劑，因此，不會對環(huán)境造成污染，符合環(huán)保要求。【具體實(shí)施方式】本專利技術(shù)的水性金屬表面處理劑包括水溶性鋯化合物、硅化合物、含氟化合物、磷酸化合物、金屬化合物及可選擇性添加的水溶性或水分散性有機(jī)樹脂。該水溶性鋯化合物(A)可選自硝酸鋯、硝酸氧鋯、硫酸鋯、醋酸鋯、氟鋯酸、碳酸鋯銨、碳酸鋯鈉、碳酸鋯鉀及其彼此組合中的其中一種。該硅化合物(B)可選自水分散性微粒二氧化硅、硅烷偶合劑及其彼此組合中的其中一種。在本實(shí)施方案中，該水分散性微粒二氧化硅的粒徑與種類并無特殊限制，優(yōu)選地，該水分散性微粒二氧化硅為膠態(tài)二氧化硅或粉末二氧化硅，且二氧化硅粒子的平均粒徑小于100納米。該硅烷偶合劑可選自Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、Y _環(huán)氧丙烷基丙基二甲氧硅烷、Y _環(huán)氧丙烷基丙基二乙氧基硅烷、N-( β -氛基乙基)_ Y _氛基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-( β -氛基乙基-氛基丙基二甲氧基硅烷、N- (β -氛基乙基)-Y -氛基丙基二乙氧基硅烷、Y -環(huán)氧丙烷基丙基甲基二乙氧基硅烷及其彼此組合中的其中一種，在本實(shí)施方案中，該硅烷偶合劑在水解縮合后，將形成二維或三維S1-O-Si交聯(lián)結(jié)構(gòu)；同時(shí)，S1-O鍵也與金屬表面形成S1-O-M(Μ表示金屬)的化學(xué)鍵結(jié)，使該水性金屬表面處理劑與金屬表面之間具有良好的附著性，且讓所形成的保護(hù)膜的整體結(jié)構(gòu)更為致密。優(yōu)選地，該硅化合物(B)的含有量相對于該水溶性鋯化合物(A)的質(zhì)量比(Β/Α)介于0.2至1.2之間。當(dāng)質(zhì)量比(Β/Α)小于0.2時(shí)，雖然仍會于金屬材料表面上形成保護(hù)膜，但是，該保護(hù)膜的耐蝕性、耐堿洗性及上漆附著性并不佳；當(dāng)質(zhì)量比(Β/Α)大于1.2時(shí)，該水性金屬表面處理劑的成本會提高，但該保護(hù)膜的性質(zhì)并未有明顯改善，且膜的干燥性也會變得不佳。該含氟化合物(C)具有至少一個(gè)以上氟離子基團(tuán)，在本實(shí)施方案中，該含氟化合物可選自氟化鋯銨、氟化鋯鉀、氟鋯酸、氟鈦酸銨、氟鈦酸、氟硅酸、氫氟酸及氟化氫銨中的其中一種。優(yōu)選地，該含氟化合物(C)的含有量相對于該水溶性鋯化合物(A)的質(zhì)量比(C/A)介于0.08至0.5之間。當(dāng)質(zhì)量比(C/A)小于0.08時(shí)，所形成的保護(hù)膜的耐堿洗性不佳；當(dāng)質(zhì)量比(C/A)大于0.5時(shí)，其所形成的保護(hù)膜的性質(zhì)并未有明顯改善，且其過量副產(chǎn)物也不利保護(hù)膜的干燥性及上漆附著性。該磷酸化合物(D)可選自下列物質(zhì)中的一種:磷酸；磷酸二氫鹽、磷酸一氫鹽、磷酸鹽；三聚磷酸；縮合磷酸鹽，如三聚磷酸鹽、偏磷酸鹽；1-羥基甲烷-1，1-二膦酸、1-羥基乙燒_1, 1- 二勝酸、1-羥基丙烷_1, 1- 二勝酸、氨基二亞甲基勝酸、2-勝酸丁燒-1, 2, 4- 二羧酸；以及前述鹽類的組合。 優(yōu)選地，該磷酸化合物(D)的含有量相對于該水溶性鋯化合物(A)的質(zhì)量比(D/A)介于0.1至0.5之間。當(dāng)質(zhì)量比(D/A)小于0.1時(shí)，將影響保護(hù)膜與金屬表面之間的附著性；當(dāng)質(zhì)量比(D/A)大于0.5時(shí)，保護(hù)膜的干燥性會變得不佳。該金屬化合物(E)的金屬元素至少包含鋁、鎂、錳及鈣中的其中一種，在本實(shí)施方案中，該金屬化合物可選自硫酸鋁、硝酸鋁、醋酸鋁、氧化鋁、磷酸二氫鋁、硫酸鎂、硝酸鎂、醋酸鎂、草酸鎂、氧化鎂、硫酸錳、硝酸錳、醋酸錳、氧化錳、硫酸鈣、硝酸鈣、醋酸鈣、氧化鈣及其彼此組合中的其中一種。優(yōu)選地，該金屬化合物(E)的含有量相對于該水溶性鋯化合物㈧的質(zhì)量比(E/A)介于0.05至0.4之間。當(dāng)質(zhì)量比(E/A)小于0.05時(shí)，將使金屬表面的干燥性改善效果不足；當(dāng)質(zhì)量比(E/A)大于0.4時(shí)，雖可有效改善金屬表面的干燥性，但會造成保護(hù)膜的上漆附著性不佳。該水溶性或水分散性有機(jī)樹脂(R)為含有可使其單獨(dú)溶于水中或在水中分散的官能基的樹脂，在本實(shí)施方案中，該水溶性或水分散性有機(jī)樹脂可選自聚氨酯樹脂，其可由聚酯多元醇、聚醚多元醇等多元醇與二異氰酸酯反應(yīng)配制而成并在水中穩(wěn)定地分散或溶解。或者，在另一實(shí)施方案中，該水溶性或水分散性有機(jī)樹脂可選自壓克力樹脂，其可由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等單體乳液聚合而成，該壓克力樹脂可還包含壓克力接枝環(huán)氧樹脂共聚體、壓克力接枝聚脲樹脂共聚體、壓克力接枝聚烯烴樹脂共聚體或其彼此組合，且該壓克力樹脂的平均分子量范圍介于10，000至1，000, 000之間，而其平均粒徑介于0.1微米至2微米之間。該水溶性或水分散性有機(jī)樹脂可選擇性地添加于該水性金屬表面處理劑中，且優(yōu)選地，該有機(jī)樹脂(R)固成分相對于整體固成分之比介于0.01至0.9之間。當(dāng)有機(jī)樹脂固成分占整體固成分小于0.01時(shí)，所形成的保護(hù)膜將無法進(jìn)一步提升上漆附著性；當(dāng)有機(jī)樹月旨(R)固成分占整體固成分大于0.9時(shí)，會造成保護(hù)膜干燥性不足的疑慮。優(yōu)選地，該水性金屬表面處理劑的pH值介于6.0至11.0之間。當(dāng)pH值低于6.0時(shí)，將使該水性金屬表面處理劑較不穩(wěn)定且容易形成沉本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種水性金屬表面處理劑，包括：水溶性鋯化合物；硅化合物，該硅化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.2至1.2之間；含氟化合物，具有至少一個(gè)以上氟離子基團(tuán)，該含氟化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.08至0.5之間；磷酸化合物，該磷酸化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.1至0.5之間；以及金屬化合物，該金屬化合物的含有量相對于該水溶性鋯化合物的質(zhì)量比介于0.05至0.4之間。
【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭敬國，
申請(專利權(quán))人：中國鋼鐵股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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