用于制造設置有不含鉻VI且不含鈷的鈍化物的基底的方法技術

本發明專利技術涉及用于通過施加實現了改進的抗腐蝕防護的含有硅烷改性和/或硅氧烷改性的硅酸鹽的第一酸性鈍化物和第二堿性鈍化物來制造設置有不含鉻VI且不含鈷的鈍化物的基底的方法、用于鈍化的水性酸性組合物、經鈍化的基底以及用于施加所述鈍化的裝置。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用于制造設置有不含鉻VI且不含鈷的鈍化物的基底的方法、設置有 這樣的鈍化物的基底及用于執行該方法的裝置、以及適合用在前述方法中的用于鈍化的水 性酸性組合物。
技術介紹
金屬基底的鈍化已經證明了其價值，然而，從健康和環保的角度來看，鈍化溶液的 組分已成為一種風險。因而，通常不再使用鉻（VI)組分，并且通常也不再期望例如鈷和鎳 等元素。 美國專利4, 578, 122中公開了用于鈍化的不含鉻（VI)且不含鈷的組合物。使用 在水性酸性溶液中的硝酸根離子和鉻（III)化合物，另外添加活化金屬離子，例如鐵離子、 鋁離子、鑭離子或鈰離子。一方面硝酸根離子與鉻（III)離子的比率、以及另一方面硝酸根 離子與活化金屬離子的比率應該不小于4:1。 將來，由于健康或環境的原因或者使用的金屬離子昂貴的原因，不再期望美國專 利4, 578, 122中所示的添加活化金屬離子。 公布的專利申請DE3213384公開了不含鉻VI和鈷的第一酸性鈍化物和第二堿性 鈍化物。然而，該兩步鈍化在抗腐蝕防護方面還不理想。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的是提供一種得到良好的抗腐蝕防護且避免對健康和環境不必 要的風險的鈍化金屬基底的方法。此外，本專利技術的目的是提出一種適用于執行該方法的用 于鈍化金屬基底的組合物和裝置。 本專利技術所基于的目的通過根據權利要求1所述的方法、根據權利要求21所述的水 性溶液、根據權利要求23所述的基底以及根據權利要求30所述的裝置來實現。 施加第一酸性鈍化物和第二堿性鈍化物來制造根據本專利技術方法的設置有不含鉻 VI且不含鈷的鈍化物的金屬基底，用于制造第二堿性鈍化物的水性堿性組合物含有硅烷改 性的硅酸鹽，所述硅烷改性的硅酸鹽優選地包含化學鍵合至硅酸鹽的硅烷。這兩種鈍化物 (酸性和堿性）的組合帶來良好的抗腐蝕防護。 第一酸性鈍化物和第二堿性鈍化物作為水性組合物施用，其構成將在下面說明。 結合本專利技術，鈍化/鈍化物的概念用于：用于鈍化基底的水性組合物；或者用于相應的水性 組合物的施加以及用于施加在金屬工件的表面上的涂層。利用酸性和堿性水性組合物處理 金屬基底的表面使包含在該組合物中的化學成分沉積并且在基底的表面上形成涂層，即， 形成鈍化物。該涂層或各個涂層提供了改善的抗腐蝕防護。 第一酸性鈍化物可以具有任意組成；然而，根據本專利技術，該組成優選不含鉻VI和 鈷。優選地，該組成也不含鎳。第一酸性鈍化物的特別優選的組成在下面進一步描述。 根據本專利技術，涂覆有第一酸性鈍化物的基底或工件涂覆有第二鈍化物，第二鈍化 物為堿性鈍化物。第二堿性鈍化物明顯增加了抗腐蝕防護。通過施加在第一酸性鈍化物上 的第二堿性鈍化物，其酸性鈍化層不含任何釩或鎢的工件變得顯著更耐腐蝕。然而，特別 地，如果第一酸性鈍化物使用含釩和/或鎢或其化合物的水性酸性組合物制成，則改善了 抗腐蝕防護。 應用含硅酸鹽的水性組合物作為覆蓋第一酸性鈍化物的第二堿性鈍化物是本發 明的一個顯著特征。以這種方式，將硅酸鹽化合物施加在第一酸性鈍化物上。典型的硅酸 鹽化合物為水玻璃；然而，水性聚硅酸鹽或膠態硅酸鹽也非常適用于第二堿性鈍化物。優選 地，第二堿性鈍化物具有硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰和/或硅酸銨。也可以在工件上施加具有 硅酸鹽化合物的混合物的第二堿性鈍化物。可以使用膠態硅酸鹽以及溶解的硅酸鹽。硅烷 或硅氧烷連接至硅酸鹽的硅烷改性或硅氧烷改性的硅酸鹽（優選地，聚硅酸鹽）也已被證 明非常適用于實現本專利技術。在存在水的情況下，多數硅酸鹽形成堿性溶液或懸浮體。然而， 如果需要，可以通過添加苛性堿溶液（例如苛性鈉溶液）來增強堿性。 已經證明在水性組合物中使用聚硅酸鋰以鈍化金屬基底特別有利于制造第二堿 性鈍化物。在第一酸性鈍化物上施加聚硅酸鋰的水性組合物或聚硅酸鋰與其他水玻璃（硅 酸鈉和/或硅酸鉀）或膠態硅溶膠的混合物帶來特別改善的抗腐蝕防護。同時，在使用聚 硅酸鋰來制造第二堿性鈍化物的情況下，在根據本專利技術進行鈍化的金屬基底的表面上避免 了通過鈉水玻璃或鉀水玻璃的水性組合物進行鈍化時常見的灰霧（grayishhaze)的形成。 根據本專利技術，用于第二堿性鈍化物的水性堿性組合物包含硅烷或硅氧烷。硅烷或 硅氧烷的添加進一步增加了防腐蝕保護。優選地，使用乙烯基硅烷和/或氨基硅烷來制造 第二堿性鈍化物；然而，以上和下面提到的硅烷的環氧硅烷和硅氧烷也適用。具體地，單獨 地或以與硅酸鹽組合的混合物的形式的烷基烷氧基硅烷（在此為單烷基烷氧基硅烷、二烷 基烷氧基硅烷或三烷基烷氧基硅烷）適用于在已經通過酸性水性組合物處理的金屬工件 上建立耐腐蝕涂層。可以使用不同硅烷化合物的混合物。甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅 烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基）3-氨基丙基 甲基二甲氧基硅烷、3-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三 乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷以及3-巰基丙基三甲氧基硅烷是特別 適合的硅烷化合物。優選地，硅烷被化學鍵合至硅酸鹽。 基于第二堿性鈍化物的水性組合物的總量，可以以lwt%至最高達99wt%的量使 用硅烷或硅氧烷。然而，具有僅少量（例如最高達20wt%)的硅烷的水性組合物已經呈現 出明顯提高的抗腐蝕防護。 根據本專利技術，使用水性堿性組合物來制造第二堿性鈍化物，該水性堿性組合物含 有：硅酸鹽以及硅烷和/或硅氧烷；或者硅酸鹽與硅烷或相應的硅氧烷的混合物；或者硅酸 鹽組分和硅烷組分的相應化合物（即，硅烷改性的硅酸鹽）或來自硅酸鹽和硅氧烷組分的 化合物（即，硅氧烷改性的硅酸鹽）。在此硅烷或相應的硅氧烷通常例如通過水解作為共價 側鏈鏈接至一種或多種硅酸鹽。這些硅烷改性或硅氧烷改性的硅酸鹽在第一酸性鈍化物上 產生優異的抗腐蝕防護；這種抗腐蝕防護遠超過簡單的酸性鈍化層或堿性鈍化層的效果。 可以通過NMR光譜在金屬基底上檢測到硅烷改性或硅氧烷改性的硅酸鹽。具體地，可以檢 測到硅-碳鍵（SiC鍵）。同時，第二堿性鈍化物形成用于其他涂層（例如顏色涂層或包含 潤滑劑或其他添加劑的涂層）的優異的基底，這進一步提高了經涂覆的表面的用途。如果 結合該專利技術提及或描述了硅烷改性的硅酸鹽，那么一般也意指且包括硅氧烷改性的硅酸鹽 的使用。 根據本專利技術的另一優選實施方案，第二堿性鈍化物可以通過部分水解或優選地完 全水解的硅酸鹽與硅烷或相應的硅氧烷化合物來制造。一方面，由于在水性溶液中硅酸鹽 與硅烷或相應的硅氧烷的共同水解，形成硅烷改性或相應的硅氧烷改性的硅酸鹽。另一 方面，在工廠中可以去除水解釋放的乙醇，使得可以讓當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于制造金屬基底的方法，通過在所述金屬基底上施加第一酸性鈍化物和第二堿性鈍化物在所述金屬基底上設置有不含鉻VI和鈷的鈍化物，其特征在于，使用含有硅烷改性和/或硅氧烷改性的硅酸鹽的水性堿性組合物來制造所述第二堿性鈍化物。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：馬塞爾·羅特，克里斯托弗·克斯特，英戈·克呂佩爾，韋雷納·格羅斯曼，格哈德·羅伊斯曼，
申請(專利權)人：艾華德·多肯股份公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE