[发明专利]用于有效磷化金属表面的替换组合物和替换方法

说明书

本发明涉及一种用于有效磷化金属表面的替换酸性含水组合物，所述组合物除了锌离子、锰离子、磷酸根离子和优选镍离子外还包含至少一种式R₁R₂R₃C‑NO₂的促进剂，其中碳原子上的取代基R₁、R₂和R₃各自彼此独立地选自由如下组成的组：羟甲基、1‑羟乙基、2‑羟乙基、1‑羟丙基、2‑羟丙基、3‑羟丙基、1‑羟基‑1‑甲基乙基和2‑羟基‑1‑甲基乙基。本发明还涉及一种制备该组合物的方法、一种用于磷化金属表面的替换方法以及由其生产的磷酸盐涂层的用途。

本发明涉及一种有效磷化金属表面的替换组合物、一种生产该组合物的方法、一种磷化金属表面的替换方法以及相应生产的磷酸盐涂层的用途。

金属表面上的磷酸盐涂层由现有技术已知。该类涂层用于金属表面的腐蚀控制，而且还用作后续涂膜的粘合促进剂或用作成型助剂。

这些涂层也被称为转化涂层，因为由金属表面浸出的阳离子包括在涂层结构中。

该类磷酸盐涂层尤其用于汽车工业和一般工业领域。后续涂膜以及粉末涂层和湿漆尤其为经阴极沉积的电涂层(CEC)材料。

然而，磷酸盐涂层还用作用于冷成型的随后施加的润滑层下的成型助剂或用作涂覆前短储存时间的保护。

酸性磷化浴液中的质子导致金属阳离子由金属表面氧化性酸洗出。同时将质子还原为氢气，导致朝向金属表面形成pH梯度。表面pH值的升高是磷化层在其中沉积的关键。

磷化浴液通常使用所谓的促进剂，其以液体添加剂形式加入浴液中。这些促进剂通过将金属表面处形成的氢气由平衡氧化移除且因此促进pH梯度的形成而辅助磷酸盐层的沉积。

一种特别有效的该促进剂是硝基胍。但该化合物确实具有一些缺点：

1)由于原料在小于20重量％的水含量下的储存存在问题，因此其被归类为爆炸性的。

2)由于低水溶性，生产含硝基胍的含水添加剂是复杂的。必须首先使用稳定剂制备悬浮液。

3)最后，添加剂的保质期是有限的且必须加入生物杀伤剂。

因此，本发明的一个目的是提供一种替换组合物和替换方法，通过其可以有效地磷化金属表面，更特别是不仅由锌制成的那些，而且还有铝和任选地铁表面，特别是同时避免上述硝基胍作为促进剂的缺点且实现与使用硝基胍磷化的那些相当的膜粘合性和腐蚀控制结果。

该目的通过本发明的用于磷化金属表面的酸性含水组合物实现，该组合物除了锌离子、锰离子、磷酸根离子和优选地镍离子外，还包含至少一种下式(I)的促进剂：

R₁R₂R₃C-NO₂ (I)

其中碳原子上的取代基R₁、R₂和R₃各自彼此独立地选自由如下组成的组：羟甲基、1-羟乙基、2-羟乙基、1-羟丙基、2-羟丙基、3-羟丙基、1-羟基-1-甲基乙基和2-羟基-1-甲基乙基。

所述目的进一步通过本发明的用于磷化金属表面的方法实现，其中将金属表面，任选地在清洁和/或活化之后用本发明组合物处理且此后任选地冲洗和/或干燥。

定义：

本发明方法可用于处理未涂覆的金属表面或已涂覆有转化涂层(例如经历初步磷化)的金属表面。因此，总是认为下文提及的“金属表面”还包括已涂覆有转化涂层的金属表面。

对本发明而言，“含水组合物”为至少部分包含，优选主要(例如以大于50重量％的程度)包含水作为其溶剂/分散介质的组合物。除了溶解的组分之外，其还可包含分散的，即乳化和/或悬浮的组分。同样适用于“含水添加剂”。