[发明专利]金属表面处理剂及用它涂覆的金属材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于防止金属腐蚀和提高金属和涂料之间附着力的金属表面处理剂，以及涉及已用这种金属表面处理剂处理表面的底材，以及本发明适用于使用金属产品的各种工业领域，例如建筑材料、电器设备、机器和汽车。

背景技术

过去在保护金属表面不受各种腐蚀性环境影响的努力中，已用许多种无机材料、金属和有机材料进行防腐蚀处理。迄今使用过许多不同的防腐蚀剂，其中包括水溶性防腐蚀剂、可汽化的防腐蚀剂和油基防腐蚀剂。水溶性防腐蚀剂通常旨在暂时的短期使用，而不长期使用。可汽化的防腐蚀剂在封闭的环境中显示出它特有的防腐蚀效果。油基防腐蚀剂有相对强的防腐蚀效果，并可长期使用。它们为液态防腐蚀油、粘性的防腐蚀脂和将防腐蚀添加剂或成膜剂溶解在有机溶剂中生成的溶液。但是，液态防腐蚀油和防腐蚀脂不能用作涂料等的底漆，因为处理后它们使表面发粘。此外，为了达到足够的防腐蚀性能，必需增加膜厚。日本专利2682168公开了这些材料的一种替代物，它为有机硅化合物和含羟基的环氧树脂的组合物。虽然这种材料的确在整个固化反应中提供了极好的防腐蚀效果，但是为了达到防腐蚀效果，膜需要至少10微米厚。

由于铝和铝合金很轻，它们用在许多不同的应用场合。但是，因为它们在其表面上有氧化铝膜，当涂料直接涂覆时，它不能很好地附着。对于涂料底涂层，已提出许多种化学转化处理方法，此前已提交了许多专利申请书，但是目前铬酸盐法仍是最常用的。但是，从环境观点出发铬酸盐的处理是不希望的，使得非铬酸盐处理更具有吸引力。在为金属表面提供抗腐蚀性、抗静电性等的努力中，已提出用碱金属水溶液处理的方法，但是为得到所需的性能需要浸泡在沸水或酸中作为后处理。

本发明提供了一种满足这些要求的金属表面处理剂，也就是牢固地附着到金属制品例如铝和铝合金上，即使薄的膜厚也有极好的防腐蚀效果，以及有极好的可塑性和对涂料的附着力，以及本发明提供了一种其表面用这种防腐蚀剂处理的金属材料。

发明概述

由于努力研究的结果，根据发现包括含有三个羰基和一个烷氧基甲硅烷基的有机硅化合物、用链烷醇胺改性的环氧树脂、封端的多异氰酸酯和氨基树脂的组合物当用在金属上时，有极好的防腐蚀性能和涂料附着性，因此本发明人得到本发明。

具体地说，本发明涉及：

(1)金属表面处理剂，它含有以下组分(A)至(D)：

(A)至少一种有三个羰基和至少一个烷氧基甲硅烷基的有机硅化合物，当组分(A)至(D)的总量为100时，其重量比率为5-15；

(B)至少一种用链烷醇胺改性的环氧树脂，相对于上述总量，其重量比率为10-30；

(C)至少一种封端的多异氰酸酯，相对于上述总量，其重量比率为50-70；以及

(D)至少一种氨基树脂，相对于上述总量，其重量比率为5-15，

(2)上述(1)的金属表面处理剂，其中有三个羰基和至少一个烷氧基甲硅烷基的有机硅化合物(A)用以下通式(1)表示：式中所述的化合物包括烯醇型化合物，它是一种互变异构体；在通式(1)中，R¹和R³为C₁-C₅烷基，R²和R⁴为C₂-C₁₀亚烷基，而X、Y和Z各为0或1，

(3)上述(1)的金属表面处理剂，其中在用链烷醇胺改性的环氧树脂(B)中的环氧树脂为双酚型环氧树脂，

(4)上述(1)的金属表面处理剂，其中封端的多异氰酸酯(C)用以下通式(2)和/或(3)表示：

式中通过(2)和(3)中的R⁷和R⁸为C₁-C₅烷基，

(5)上述(1)的金属表面处理剂，其中氨基树脂(D)为蜜胺树脂，以及

(6)一种带有用上述(1)至(5)中任一项的金属表面处理剂涂覆形成的膜的金属材料，所述的膜有抗腐蚀性、漆膜附着性、极好的可塑性和高的表面硬度。

实施本发明的最好方式

用于本发明的有三个羰基和至少一个烷氧基甲硅烷基的有机硅化合物(下文简称三羰基化合物)与合成这种化合物的方法一起在日本专利申请公开号H9-3076和3077中公开，因此这一公开的化合物可便利地使用。