[发明专利]新颖复合化学转化涂膜，使用其的多层涂膜和形成多层涂膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有预涂覆(预处理)的涂膜和电沉积涂膜的多层涂膜，其适于金属材料，特别是未被处理过的冷轧钢板。此外，本发明涉及一种形成适于金属材料，特别是未被处理过的冷轧钢板的多层涂膜的方法，其包括第一和第二步骤。

发明背景

汽车车体是通过将金属材料例如冷轧钢板或者镀锌钢板转化为模制制品，然后涂覆它们并进行装配等等而制成的产品。防腐蚀处理例如磷酸锌化学转化通常在涂覆步骤中对金属模制品进行，目的是对基质电沉积涂膜提供最初的粘合性能等等。

此外，电沉积涂料组合物具有出众的耐腐蚀和深镀能力，并且可以形成均匀的涂膜；因此，其被广泛的使用，集中于汽车车体和零件底漆中。但是，虽然常规阳离子电沉积涂料组合物可以赋予材料(该材料优选已经进行了预处理例如磷酸锌预处理)足够的耐腐蚀性，但是对于预处理不足的材料而言，保持耐腐蚀性的稳定性是困难的。

特别地，因为常规磷酸锌处理需要每单位面积上大的沉积量，目的是获得足够的基质耐腐蚀效果，所以它不是经济的并且因为它沉淀了大量的淤渣，因此这里存在着对环保产生不利影响的问题。

此外，作为电沉积涂料组合物，需要的是该涂料能够确保在预处理不足的情况下材料的耐腐蚀性、考虑与适当的预处理方法相结合的环境保护、并制定经济性的基质耐腐蚀体系。

因此，日本专利(Kokai)公开Hei-9(1997)-249990和日本专利公开2000-64090提供一种有效的用于金属材料的涂覆基质处理的预处理方法，其中在水溶液中进行电解，该水溶液含有0.05g/L或者更多的至少一种选自钇(Y)离子、钕(Nd)离子、钐(Sm)离子和镨(Pr)离子的稀土金属离子、硫离子和锌离子，该方法使用待处理的金属作为阴极。

此外，日本专利公开Hei-8(1996)-53637提供了一种阴极电沉积涂料组合物，该组合物通过将具有阳离子基团的亲水性成膜树脂和固化剂分散于含中和剂的水性介质而获得，其中含有基于涂料固含量的0.1-20重量％的至少一种选自铝盐，钙盐和锌盐的磷钼酸盐和含有作为金属的0.01-2.0重量％的铈化合物。这是一种能够提高表面未被处理过的冷轧钢板的耐腐蚀性的方法。

但是，在上述专利文献中，分别叙述的预处理方法和用电沉积涂料组合物涂覆加工的组合不可以达到这样的程度：即，其中表现出的基质粘合力等于或大于通过磷酸盐的常规化学转化，并且在电沉积涂覆之后的实际的耐腐蚀性，特别是对于汽车中使用表现出足够的基质耐腐蚀性的程度。此外，还进一步需要通过减少所获得的被处理过的涂膜的每单位面积上的沉积量来提高经济效率和环保性能。

发明概述

考虑到上述目前的情况，本发明的一个目标是提供一种新颖的涂膜，虽然与常规预处理获得的化学转化涂膜的量相比，其是通过极少的量形成的涂膜，但是其具有等于或者大于常规方法的涂膜粘合力和耐腐蚀性。

此外，本发明的一个目标是提供一种形成多层涂膜的方法，与通过常规化学溶液和电沉积涂料组合物的预处理步骤和阳离子电沉积涂覆步骤相比，这形成了极少的量的涂膜和电沉积涂膜，由此，通过赋予涂膜等于或高于常规步骤的出众的粘合力和耐腐蚀性来提供一种新颖的具有高经济效益和环保性能的基质耐腐蚀方法。

本发明提供一种含有稀土金属化合物的结晶连续涂膜，其形成于金属基质上。本发明还提供一种复合化学转化涂膜，在其中无定形稀土金属化合物存在于含有稀土金属化合物的结晶连续涂膜上，并且该连续涂膜形成于金属基质上。本发明进一步提供一种复合化学转化涂膜，其含有膜厚为3-200nm的由稀土金属化合物构成的结晶连续涂膜，该连续涂膜形成于金属基质上。此外，本发明还提供一种复合化学转化涂膜，其包含着含有稀土金属化合物的结晶连续涂膜，该连续涂膜具有下限1mg/m²和上限110mg/m²的涂膜量，其形成于金属基质上。

为了优选的实施本发明，可以优选的是上述结晶连续涂膜是一种含有选自铈(Ce)、钇(Y)、钕(Nd)、钐(Sm)和镨(Pr)的至少一种稀土金属的化合物。

作为本发明另外的方面，这里是一种多层涂膜，其中将膜厚为5-50μm的有机树脂涂膜涂覆到上述的复合化学转化涂膜上。

为了优选的实施本发明，可以优选的是上述有机树脂涂膜是一种电沉积固化的涂膜，用阳离子改性环氧树脂和封端的异氰酸酯固化剂作为主要组分，此外，上述有机树脂涂膜是一种另外含有颜料的电沉积固化的涂膜。