[发明专利]细晶质的和/或快速磷酸盐转化涂层的组合物和方法

说明书

本发明涉及在金属表面上淀积含磷酸锌的转化涂层的组合物和方法，所述金属表面特别是铁、钢、锌-是合金、镀锌钢和其它主要含锌的表面以及铝及其含有至少45％(重量)铝的合金的表面。本发明特别涉及在高涂覆速度下产生具有很细的平均结晶粒废的转化涂层的组合物和方法。

磷酸锌转化涂层的一般方法在本领域中是众所周知的。参见例如M.Hamacher，Ecologically Safe Pretreatments of MetalSurfaces，Henkel-Referate 30(1994)，pp.138-143，除可能与本文所有明确说明的方面相反的以外，将该文献引入本文作为参考。简言之，将活泼金属与含锌和磷酸根离子的含水酸性组合物接触，导致在该活泼金属表面上淀积含有磷酸锌的转化涂层。如果该活泼金属是亚铁，则在该涂层内通常可包含磷酸铁，按现代的惯例，镍和/或锰通常包含在该涂料组合物中，因而也就包含在所形成的涂层中。为了加速该过程并改善涂层的均匀性，通常将称为“促进剂”的一种组分包含在该涂料组合物中，该促进剂通常并不结合到所形成的涂层中。通常广泛使用的促进剂包含硝酸根、亚硝酸根和氯酸根离子、水溶性硝基芳族有机化合物例如对硝基苯磺酸以及羟胺(后者几乎总是呈盐或配合物形式)。

经常在现有技术的转化涂层特别是冷轧钢上的涂层观察到的问题是在处理后的衬底金属表面上产生一些小锈斑，这些锈斑是由于在转化涂层处理过程中充分地与形成转化涂层的液体组合物接触被所形成的和/或被截留在衬底表面上的小气泡封闭而产生的。可以认为，在形成所需的能很充分地防止生锈的保护性转化涂层之前，这些气泡内的水蒸气足以造成生锈，而一旦生成了锈斑，即使与形成转化涂层的液体组合物充分接触，通常也不可能满意地将其覆盖。

本发明的一个目的是提供一种用于磷化处理的组合物和方法，该组合物和方法可以提供比目前通常采用磷酸锌处理所能获得的涂层具有更精细结晶粒度的保护性转化涂层。另一个或并行的目的是提供磷酸锌处理的组合物和方法，该组合物和方法可在与待涂覆的衬底金属短暂接触的时间中形成高质量的保护性转化涂层，因此，卷材涂装和其它连续的磷化处理作业均可在高速下进行。另一并行的或另一个目的是避免由于充分地与转化型涂料溶液接触被气泡封闭而在处理后的衬底的一些小面积上形成表面锈斑。其他的目的从以下的叙述将会显而易见。

除了在权利要求书和操作实施例中或除非特意指出的之外，本说明书中所有以数字表示的材料量或反应条件和/或用量应理解为在说明本发明的最宽范围时被用措词“约为”修饰。然而，通常优选在所指出的数字范围内实施。此外，在整个说明书和权利要求书中，除非对与原意相反的部分另有说明而外，百分数、“份数”和比值均以重量计；适用于或优选用于与本发明有关的给定用途的某种或某类材料的说明指的是任何两种或多种该种或该类成分的混合物都同样是适宜的或优选的；用化学术语说明的成分指的是在添加到任一种本说明书中规定的组合物中时的成分，且不必排除一旦混合时，混合物成分中化学上的相互作用；呈离子形式的材料规格意指存在足够的抗衡离子以便使该组合物基本上呈现电中性；任一种这样含蓄地规定的抗衡离子应优选自其它明确地规定的在可能的程度上呈离子形式的抗衡离子；另外，除了要避免对本发明的目的有不良作用的抗衡离子之外，上述抗衡离子可以自由选择，术语“分子”和“摩尔”及其字面上的差异可以应用到离子的、元素的或任一种由存在于其中的各类原子的数目限定的其它类型的化学个体以及严格定义的中性分子的物质上；首字母缩写词或其它缩写的第一个定义适用于本文中随后使用的所有相同的缩写；术语“聚合物”包括“低聚物”、“均聚物”、“共聚物”、“三聚物”等。