[发明专利]用于无镍磷化金属表面的改进方法

说明书

本发明涉及一种用于基本无镍磷化金属表面的方法，其中用以下组合物依次处理金属表面：i)包含至少一种水溶性硅酸盐的碱性含水清洁剂组合物，和ii)包含锌离子、锰离子和磷酸根离子的酸性含水且基本无镍的磷化组合物。本发明还涉及上述清洁剂组合物本身，并且涉及通过上述方法经磷酸盐涂覆的金属表面及其用途。

本发明涉及一种使用特定清洁剂组合物基本无镍磷化金属表面的方法、该清洁剂组合物本身和通过该方法磷酸盐涂覆的金属表面以及所述表面的用途。

由现有技术已知位于金属表面上的磷酸盐涂层。该类涂层用于防止金属表面腐蚀，并且此外还用作后续涂膜的粘合促进剂。

该类磷酸盐涂层尤其用于汽车工业以及一般工业领域。

后续涂膜以及粉末涂层和湿漆尤其为阴极沉积的电涂层(CEC)材料。由于CEC的沉积需要金属表面和处理浴之间的电流流动，因此重要的是设置磷酸盐涂层中的限定电导率以确保有效且均匀的沉积。

因此，通常使用含镍的磷化溶液来施加磷酸盐涂层。在该方法中沉积的镍(元素或合金组分如Zn/Ni形式)在后续电涂程序的过程中提供涂层的适当导电性。

然而，由于镍离子的高毒性和环境有害性，所以镍离子不再为处理溶液的理想组分，且因此应尽可能避免或至少减少其量。

原则上确实已知使用无镍或低镍的磷化溶液。然而，其限于特定基材如钢。

此外，由于非理想的基材表面，在主导的CEC沉积条件下，所述无镍或低镍体系可能导致不良防腐值和涂层粘合值。

因此，本发明目的是提供一种方法，利用该方法可使金属表面经受基本无镍磷化，其中避免上述现有技术的缺点。

该目的通过根据权利要求1的方法、根据权利要求12的磷化组合物和根据权利要求14的经磷酸盐涂覆的金属表面来实现。

通过基本无镍磷化金属表面的本发明方法，用以下组合物依次处理金属表面：

i)包含至少一种水溶性硅酸盐的碱性含水清洁剂组合物，以及然后ii)包含锌离子、锰离子和磷酸根离子的酸性含水的基本无镍的磷化组合物。

定义：

本发明方法可用于处理未涂覆的金属表面或已经转化涂覆的金属表面。因此，在下文中提及“金属表面”总是还包括已经转化涂覆的金属表面。然而，优选所述金属表面是未涂覆的。

就本发明而言，“含水组合物”是其至少部分地，优选主要地，即以大于50重量％的程度包含水作为其溶剂/分散介质的组合物。除溶解的组分外，其还可包含粗分散的组分。因此，其可以是例如乳液。然而，优选地，其为溶液，换言之，其不含粗分散组分的组合物。

在下文中提及“水溶性硅酸盐”是指在25℃下的水溶解度(在完全软化水中)为至少1mg/l，优选至少10mg/l，更优选至少100mg/l，更优选至少1g/l，更优选至少10g/l，更优选至少100g/l，更优选至少200g/l，更优选至少300g/l，非常优选至少350g/l的硅酸盐。硅酸盐还可呈胶态溶液形式。

当组合物包含小于0.3g/l的镍离子时，就本发明而言，认为其是“基本无镍”的。磷化组合物优选包含小于0.1g/l，更优选小于0.01g/l的镍离子。

就本发明而言，“磷酸根离子”还是指磷酸氢根、磷酸二氢根和磷酸。此外，意欲包括焦磷酸和多磷酸及其所有部分和完全去质子化的形式。

就本发明而言，“金属离子”替换地是金属阳离子、络合金属阳离子或络合金属阴离子。

金属表面优选包括钢、钢合金、热浸镀锌体系、电解镀锌体系、锌合金如Zn/Fe或Zn/Mg、铝或铝合金。在热浸镀锌和电解镀锌体系的情况下，它们在每种情况下更特别地是在钢上的该种体系。金属表面更特别地至少部分镀锌。