[发明专利]在磷化之前用活化剂涂覆金属表面的方法

说明书

本发明涉及在磷化之前用活化剂涂覆金属表面的方法。具体地，本发明涉及一种磷化金属表面的方法，其中在磷化之前，金属表面用基于磷酸盐和钛的含水胶体活化剂处理，其中所述活化剂含有至少一种具有至少一个有机基的水溶性硅化合物。本发明还涉及相应的活化剂。

本专利申请是申请日为2009年12月9日、申请号为200980156325.6，同题的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种磷化金属表面的方法，其中在磷化之前，金属表面用基于磷酸钛的含水胶体活化剂处理，以及涉及相应的活化剂。

背景技术

磷化是一种已在金属表面上使用数十年、用于短期或持久腐蚀保护和还经常改善后续底漆层或漆层的粘合性的预处理方法。被称为成膜磷化方法(即它们形成清楚可见的结晶层)的含锌磷化方法具有突出的品质，并且迄今仅有有限地被具有等效涂覆性能的预处理方法所替代。特别地，磷酸锌-镍或锌-锰-镍具有突出的品质，并且出于对腐蚀保护和油漆粘合性的原因，它们在有机涂层下的富铝-、铁-或锌-金属表面上通常是绝对必需的。

为了形成高质量涂层，含锌的磷化方法特别需要预先活化，其中用基于磷酸盐胶体或/和磷酸盐颗粒的晶核以及任选用其它物质涂覆干净的或已被清洁的金属表面。

基于良好的活化，结晶的含锌磷酸盐的层能够基本至完全封闭地形成。此外，在许多实施方案中，如果结晶层具有相对细颗粒的晶体或/和基本由均匀成型的晶体形成，这是有利的。例如，基于良好的活化，磷酸锌-锰-镍的涂层通常具有1.0至3.5 g/m²的层重量，以及当在扫描电子显微镜下观察时，磷酸盐晶体的平均晶体尺寸经常低于12 μm。但是如果在省略这种磷化之前进行活化，则形成的磷酸盐层通常具有5至8 g/m²的层重量，以及当在扫描电子显微镜下观察时，磷酸盐晶体具有经常大于30 μm的晶体尺寸。在后者情况下，层重量对于与后续底漆层或漆层的油漆粘合性而言过高，因为基于过厚的磷酸盐层将预期油漆粘合性不足。过大的磷酸盐晶体的结果是磷酸盐层的油漆粘合性降低、耐腐蚀性降低、机械强度降低，油漆表面不均匀以及化学品的消耗显著更高。这些性能的品质进展经常是严格成比例的。

现有市售的活化剂在必须用补充溶液再次补充至较大程度以保持或变为可操作性之前或在它们被新的批料溶液替代之前，在批量生产中通常具有仅约一天的使用寿命。经由添加有机聚合物的一些市售的独立活化剂在批量生产中具有最多约四或五天的使用寿命，但是这种使用寿命因此仅对于五个工作日内的作业具有有限的适用性。受限制的使用寿命主要表现在磷酸锌处理期间形成的磷酸盐层在工作周之内由于改变的活化剂经历层重量增加，例如约1.3 g/m²增加至例如4.5 g/m²的层重量，由此也经历涂层厚度增加。此外，耐腐蚀性和油漆粘合性方面的劣化也与这一现象有关。在大多数汽车车间中，约1.0至约3.5 g/m²的层重量是原则上可允许的。但是油漆粘合性降低和化学品消耗较高也与层重量较高有关。

因此有利的是活化剂的浴组成和层重量以及其它层性能的变化在生产周期之内较少大范围变化。术语“浴”这里表示处理浴。

发明内容

目的因此是研发和建议一种活化剂，其尽可能可以使用五天(=一个工作周)，并且在这期间其性能仅显示微小变化(=长期稳定性)。如果在使用期内随后形成的磷酸盐涂层的层重量以及平均磷酸盐晶体尺寸仅发生微小变化，则活化品质也被认为是良好的或甚至很好的。

根据本发明的方法，在一周内测得层重量的改变和变化值为±0.3至最高±1.0g/m²，取决于实验室测试批次和装置，其中层重量总是保持在1.0至3.5 g/m²。如果在使用期内，活化剂在磷化期间形成的磷酸盐涂层的性能方面仅产生微小变化和改变，则这是有利的。