[发明专利]非铬酸盐金属表面处理剂及其用途

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于金属基材，特别是预涂层的(本文下面简称为PCM)钢板(用于金属涂布的钢板，如锌涂层钢板、铝涂层钢板、锡涂层钢板等)的金属表面处理剂，一种表面处理PCM钢板的方法，一种生产PCM钢板的方法，和用所述方法生产的PCM钢板。

现有技术

作为金属表面处理剂，以前已广泛使用了含有铬酸盐的表面处理剂，如铬酸盐体系或磷酸盐一铬酸盐体系，而且现在还在使用。然而，考虑到目前对环境保护更严格控制的趋势，由于害怕铬酸盐的毒性，尤其是致癌性，这些涂层体系的使用看来将被限制。因此，尚期待开发一种不含铬酸盐，而又在赋予耐腐蚀性上与铬酸盐一样有效的防锈剂。如日本公开出版物Hei-11-29724，本发明的发明人之前开发了一种非铬酸盐防锈剂，含有水基树脂和如在其中掺入的，一种含有硫代羰基团的化合物、磷酸离子、和水分散性二氧化硅。然而遗憾的是，发现该体系在储藏稳定性上有缺陷，而且在涂层厚度薄时，耐腐蚀性较小。同时，关于硅烷偶联剂，在日本公开出版物Hei-8-73775中已公开了一种含有两种不相似的硅烷偶联剂的酸性表面处理剂。然而，该系统是要用来提高抗指纹性和涂层粘性的，在用这些金属表面处理后需要高耐腐蚀性和良好可加工性的应用领域，如本发明的领域中，有很大的缺陷。还有，日本公开Hei-10-60315公开了一种钢结构表面处理剂，它含有一种具有与水乳剂反应的某个官能团的硅烷偶联剂，但在此需要的耐腐蚀性仅满足轻度测试的程度(如湿测试的要求)，而且，当涉及耐腐蚀性时，该系统和本发明提供的防锈剂系统比较，相差甚远。根据上文所述的背景技术，对开发在涂层厚度薄时，显示足够耐腐蚀性和涂层粘性的防锈剂有持续的需要。

同时，在PCM钢板领域中，也等待着用非铬酸盐防锈剂生产的，而且与哪些常规铬酸盐处理的PCM钢板比较，涂层粘性和耐腐蚀性相当或更高的PCM钢板的出现。

发明简述    

本发明的目的是提供一种用于PCM的非铬酸盐表面处理剂，它适用于涂布了金属的钢板，特别是电镀钢板，而且能赋予PCM钢板高可加工性和耐腐蚀性，还具有提高了的储藏稳定性。

根据本发明用于PCM的非铬酸盐金属表面处理剂每升含有：

(a)硅烷偶联剂和/或其量为0.01-100g/l的水解缩合产物，

(b)其量为0.05-100g/l(固体)的水分散性二氧化硅，和

(c)锆离子量为0.01-50g/l的锆化合物，和/或钛离子量为0.01-50g/l的钛化合物。

根据本发明用于PCM的非铬酸盐金属表面处理剂可含有一种或多种选自硫离子、硫代硫酸根离子、过硫酸根离子和三嗪硫醇化合物，其量为0.01-100g/l。

根据本发明处理金属表面的方法包括：用任何上述金属表面处理剂处理涂布了金属的钢板表面，最适用于涂锌钢板的表面处理。

根据本发明生产PCM钢板的方法包括：用任何所述金属表面处理剂处理涂布了金属的钢板表面，并在表面上连续涂上无铬酸盐底料和表面涂层。

本发明的PCM钢板可用上述生产方法获得。

发明详述

正如作为其必需成分的硅烷化合物，本发明的金属表面处理剂含有一种硅烷偶联剂和/或其水解缩合产物。硅烷偶联剂的水解缩合产物指可通过水解聚合该硅烷偶联剂得到的寡聚物。

可如上在本发明中使用的硅烷偶联剂不受特别限制，但包括下列，以及其它：乙烯基甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-异丁烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、N-(1，3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙胺、N，N’-双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]亚乙基二胺、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-异丁烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-异丁烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷和N-[2-(乙烯基苯甲氨基)乙基]-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。