[其他]锌和有机聚合物的组合物镀层

说明书

本发明是关于一种新型的电镀层及其制备方法。

更具体地讲，本发明是关于具有各种优良性能，例如对油漆的附着性、涂覆前后的耐蚀性、焊接性和压制加工性的锌镀层;制备该镀层的方法和在镀层中含有锌或锌合金和一种有机聚合物的电镀金属材料。

金属表面，特别是钢板表面，镀上锌或锌合金，以便使其美观耐蚀。其中，由于汽车在为了融雪而喷撒食盐的恶劣条件下使用，为了防止生锈，在汽车用钢板上镀锌或锌合金的倾向与日俱增。

经过电镀的金属材料往往还要进行涂装，以便提高其耐蚀性或使其美观。然而，金属镀层，象锌或锌合金镀层，通常与油漆的附着性差，因此，在涂漆前通常要在金属镀层表面打底漆。目前已提出并实际使用了各种各样的预处理方法。其中典型的例子包括化学处理方法（化学转化法），例如磷化处理法或使用铬酸溶液的铬酸盐处理法，以及通过喷砂即喷丸使表面粗糙的物理处理方法。这些方法即所谓的表面状态控制法，其中期望的主要目的是增加可利用的附着表面积和固着效果。

另一方面，也在研究各种无须打底漆的镀层。例如，曾提出一种分散镀法，其中将不溶于水性树脂分散到镀液中，以便进行共沉积（美国专利3434924和3461044）。在这种方法中，通过形成一种金属和树脂的镀层组合物，来增强镀层对油漆的亲合力。

然而，上面提到的转化处理法，象磷化处理法和铬酸盐处理法，在工艺过程控制和防止环境污染方面还存在一些问题。换句话说，广泛应用于镀锌金属涂漆前打底漆的磷化处理法存在着一些局限性和问题，例如操作程序长（6～8道工序），镀液控制复杂和大量生成的残渣废液的排放问题。铬酸盐处理法也存在一个固有缺点，就是除了铬的毒性和废液处理之外，镀层对油漆的附着性也未必一定很好。

采用上述化学处理形成无机氧化物层的缺点是它经不起猛烈压制加工。

采用物理方法（例如喷砂）很难提供足以获得大面积固着效果的精细、复杂的粗度。

虽然采用不溶水性树脂的分散镀法是一项值得注意的技术，但是，它仍然存在许多问题：很难使树脂颗粒均匀分散和稳定分散，很难扩大规模，换言之，表面积很大的钢带很难均匀电镀。此外，在产品的物理性能上也存在一些问题，例如与油漆的附着性并不总是满足要求，因此其压制加工性差。

如上所述，由于长期的耐久性能是用于制造汽车车身的特别耐蚀薄钢片所要求的，所以，目前迫切需要与油漆的附着性很强而又具有优良的耐蚀性的薄钢片。

本发明的目的在于通过克服传统锌镀层和打底处理的缺点，提供一种可显示具有无须打底、优良的与油漆的附着性、耐蚀性、焊接性和压制加工性的多功能镀层。

在对镀层的理想的化学性能和理想的表面状态（表面粗度、晶粒粒径及其形状）进行了深入研究之后，改变通常的做法，例如合金化元素的控制和预处理或与其有关的处理（例如转化处理或喷砂处理）的改进，本发明人发现，上述本发明的目的可以通过使用具有特定化学结构的水溶性有机聚合物来控制晶粒的颗径和形状，并将特定的水溶性有机聚合物加到施镀基质中而形成组合物来达到。本发明就是在这一发现的基础上完成的。

本发明的组合物镀层中含有70～99.9%（重量）的锌或锌合金和0.1～30%（重量）的有机聚合物。

所述聚合物溶于水，是阴离子型、阳离子型或两性型的，它分散在锌和/或锌合金的电镀晶粒或晶界中，重均分子量为1，000～1，000，000。

所述聚合物每500分子量单位具有至少一个芳环和平均1～10个羟基。

所述聚合物中含有的极性基团从下列基团中选取：

磺基，

式为-O-PO（OR）₂的磷酸基，

式为-O-P（OR）₂的亚磷酸基，

式为-PO（OR）₂的膦酸基，

式为-P（OR）₂的亚膦酸基，

式为-RPO（OR）的次膦酸基，

式为-PR（OR）的三价膦酸基，

式为-NR₁R₂的叔氨基，

式为-NR₁R₂R₃·X的季铵基，以及

式为-COOH的羧基。

其中R为氢或一个烃基，R₁、R₂、R₃各为一个直链或支链的烷基、直链或支链羟烷基、芳环，X为反阴离子。