[发明专利]形成多层涂膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及形成多层涂膜的方法，该方法能够通过使用一种含水涂料组合物合并预处理(基底处理)步骤和电沉积涂覆步骤，其中在该预处理步骤中，在电沉积涂覆前对金属基底，尤其是对未处理的冷轧钢板进行处理。

发明背景

汽车车体是通过成型诸如冷轧钢板或镀锌钢板的金属材料、作为待涂覆材料涂覆金属成型品并对其进行装配而生产出来的。一般来说，为了赋予电沉积涂覆膜粘结性能，在电沉积涂覆前，会对金属成型品进行抗腐蚀处理，如用磷酸锌进行化学处理。

使用阳离子电沉积涂料组合物的电沉积涂覆应用广泛，主要用于汽车车体和作为部件的底漆，这是因为这种涂覆方法能得到具有好的抗腐蚀性和深镀能力(throwing power)的均匀涂膜。当材料经受磷酸锌等的预处理时，传统的阳离子电沉积涂料组合物能够通过电沉积涂覆带给待涂覆的材料足够的抗腐蚀性；但是如果该材料未经过足够的预处理(化学处理等)，则难以保证抗腐蚀性。

日本专利No.3168381描述了一种阴极电沉积涂料组合物，其包括含有阳离子基团的亲水成膜树脂和固化剂，其分散于含有中和剂的含水介质中，其中以金属计，以0.1-20重量％的量包含选自于铝盐、钙盐和锌盐的至少一种磷钼酸盐，并以0.01-2.0重量％的量包含铈化合物，重量％是基于涂料组合物的固体含量。所述涂料组合物提高了未经过表面处理的冷轧钢板的抗腐蚀性。

日本专利No.3368399描述了一种阴极电沉积涂料组合物，其包括含有阳离子基团的亲水成膜树脂和固化剂，其分散于含有中和剂的含水介质中，其中基于涂料组合物中固体含量以金属重量计，铜化合物和铈化合物的总量是0.01-2.0重量％，并且铜/铈的金属重量比是1/20到20/1。同上述专利相似，它也描述了可提高未经过表面处理的冷轧钢板的抗腐蚀性。

根据使用上述电沉积涂料组合物的方法，在100到450V施加电压的条件下进行一步电沉积涂覆。然而，在这样的电沉积条件下，不足以用铈或铈-铜进行成膜。因此，根据这些发明的提高抗腐蚀性的方法，所得到的水平达不到由传统的以磷酸盐进行的化学转变处理实现的电沉积涂覆后的对基底的粘结性能和抗腐蚀性的水平。

目前，预处理步骤和电沉积涂覆步骤分别需要化学处理液和阳离子电沉积涂料组合物，并且使用彼此不同的两种液体在两个步骤中独立地进行。化学处理液和阳离子电沉积涂料组合物在其中组分稳定溶解或分散在液体或组合物中的pH范围方面彼此相异。因此，如果将这些液体组合，将会出现许多缺陷如混合液的不稳定性，即不容易来组合这两个步骤。并且，在电沉积涂覆中，加入化学处理剂时，即使其数量很小，也会对涂覆效率、抗腐蚀性及所得膜的外观产生负面影响。因为这些原因，在预处理后和电沉积涂覆前，待涂覆的材料必须用水彻底地清洗，从而导致需要长且大的涂覆装置以进行预处理和电沉积涂覆。

发明概述

考虑到上述情况，本发明的目标是提供一种能够通过使用一种特定的含水涂料组合物而令人吃惊地合并预处理步骤和电沉积涂覆步骤以将两个步骤整合为一体的方法，而在传统的方法中，预处理和电沉积涂覆是通过分别使用化学处理液和阳离子电沉积涂料组合物独立进行的。

本发明提供一种用于形成多层涂膜的方法，包括：

将待涂覆的材料浸入含水涂料组合物的步骤，该含水涂料组合物包含(A)稀土金属化合物，(B)具有阳离子基团的基础树脂，和(C)固化剂，其中在含水涂料组合物中，基于涂料组合物的固体含量以稀土金属计稀土金属化合物(A)的含量是0.05-10wt.％；

在含水涂料组合物中施加小于50V的电压的预处理步骤，其中待涂覆的材料用作阴极；和

在含水涂料组合物中施加50-450V的电压的电沉积涂覆，其中待涂覆的材料用作阴极，由此完成上述目标。

所述含水涂料组合物优选进一步包含(D)铜化合物或(E)锌化合物。

在上述的预处理步骤中，源自稀土金属化合物(A)的电解反应产物的存在量不小于5mg/m²。

在上述的预处理步骤中，源自稀土金属化合物(A)和铜化合物(D)的电解反应产物，或源自稀土金属化合物(A)和锌化合物(E)的电解反应产物，存在量不小于5mg/m²。

在上述预处理步骤中，通电时间优选为10-300秒。

在上述电沉积涂覆步骤中，通电时间优选为30-300秒。

上述含水涂料组合物优选pH值为5-7，电导率为1500到4000μS/cm。