專利名稱：金屬表面處理用組成物、金屬表面處理方法以及金屬材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于金屬表面處理的金屬表面處理用組成物、使用此金屬表面處理用組成物來對金屬材料進行表面處理的金屬表面處理方法、以及利用此金屬表面處理方法加以處理而成的金屬材料。
背景技術：
通常，在對被處理物實施涂覆時，從確保耐腐蝕性和涂膜的緊密附著性的觀點考慮，會實施表面處理。特別是在對金屬(金屬材料、金屬結構物)進行涂覆時，會對金屬表面實施以化學方式形成化學轉化膜的化學轉化處理(表面處理)。作為此化學轉化處理的一個例子，雖然有使用鉻酸鹽的鉻酸鹽化學轉化處理，但是鉻被指出具有危害性，因而近年來，廣泛使用磷酸鋅系處理劑作為不含鉻的處理劑(表面處理劑、化學轉化處理劑)來進行處理(磷酸鋅處理)(例如，參照專利文獻I)。但是，由于磷酸鋅類處理劑是一種金屬離子濃度和酸濃度高，且反應性非常高的處理劑，所以污水處理的經濟性、操作性欠佳。另外，伴隨著磷酸鋅類處理劑的金屬表面處理，會有不溶于水的鹽類生成且形成沉淀繼而析出。通常將此沉淀物稱作泥狀沉淀物(sludge),除去、廢棄此泥狀沉淀物會產生成本等問題。另外，由于磷酸離子可能會通過富營養(yǎng)化而對環(huán)境造成負擔，因而在處理廢液時必須下工夫，所以優(yōu)選不使用此磷酸鋅類處理劑。并且，在使用磷酸鋅系處理劑進行金屬表面處理時，有必要進行表面調整，所以也存在步驟變長的問題。作為此磷酸鋅類處理劑或鉻酸鹽化學轉化處理劑以外的處理劑，已知有包含鋯化合物的化學轉化處理劑(例如，參照專利文獻2)。此包含鋯化合物的化學轉化處理劑是一種金屬離子濃度和酸濃度并不那么高且反應性也并不高的處理劑，污水處理的經濟性、操作性良好。而且，在抑制泥狀沉淀物產生方面，此包含鋯化合物的化學轉化處理劑具有優(yōu)于上述磷酸鋅系處理劑的特性。但是，利用包含鋯化合物的處理劑而獲得的化學轉化膜與通過陽離子電沉積涂覆等而獲得的涂膜間的緊密附著性不算好。因此，目前是通過在此包含鋯化合物的處理劑中并用磷酸離子等成分，來提高緊密附著性、改善耐腐蝕性。但是，并用磷酸離子時，會產生如上所述的富營養(yǎng)化問題。另外，現(xiàn)有技術中嘗試通過加入水溶性樹脂成分來提高涂膜緊密附著性(例如，參照專利文獻3)。在此專利文獻3中，公開了一種作為包含下述結構的金屬表面處理用組成物的化學轉化處理劑。也就是說，此化學轉化處理劑是包含水溶性樹脂的化學轉化處理齊U，并且水溶性樹脂至少具有由下述式(I)、式(2)所表示的構成單位。
[化學式I]
權利要求
1.一種金屬表面處理用組成物，用于金屬的表面處理，其中，含有 鋯化合物及/或鈦化合物；以及 數(shù)均分子量為150以上、500000以下的多胺化合物， 其中，所述多胺化合物的每Ig固體成分中具有O. I毫摩爾以上、17毫摩爾以下的伯及/或仲氨基； 以金屬元素換算，所述金屬表面處理用組成物中的所述鋯化合物及/或鈦化合物的含量為IOppm以上、IOOOOppm以下；并且 所述鋯化合物及/或鈦化合物中所含的鋯元素及/或鈦元素相對于所述多胺化合物的質量比為O. I以上、100以下， 其中，所述多胺化合物是具有由下述式(3)所表示的構成單位的化合物，
2.根據(jù)權利要求I所述的金屬表面處理用組成物，其中，所述多胺化合物是由含伯及/或仲氨基的化合物與胺活性降低化合物A進行反應而生成的產物，所述胺活性降低化合物A具有與所述伯及/或仲氨基有反應性的官能團A。
3.根據(jù)權利要求2所述的金屬表面處理用組成物，其中，所述產物是相對于100毫摩爾的所述伯及/或仲氨基，使I毫摩爾以上、60毫摩爾以下的所述官能團A進行反應而生成的。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的金屬表面處理用組成物，其中，所述官能團A是選自以縮水甘油基、異氰酸基、醛基、以及酸酐基所組成的群組中的至少一種基團。
5.一種金屬表面處理用組成物，用于金屬的表面處理，其中，含有鋯化合物及/或鈦化合物；以及 數(shù)均分子量為150以上、500000以下的多胺化合物， 其中，所述多胺化合物是由含伯及/或仲氨基的化合物與胺活性降低化合物B相互作用而生成的產物，所述胺活性降低化合物B中含有至少一種通過與所述伯及/或仲氨基相互作用而降低胺活性的官能團B ；以金屬元素換算，所述金屬表面處理用組成物中的所述鋯化合物及/或鈦化合物的含量為IOppm以上、IOOOOppm以下；并且 所述鋯化合物及/或鈦化合物中所含的鋯元素及/或鈦元素相對于所述多胺化合物的質量比為O. I以上、100以下， 其中，所述多胺化合物是具有由下述式(3)所表示的構成單位的化合物，
6.根據(jù)權利要求5所述的金屬表面處理用組成物，其中，所述產物是相對于100毫摩爾的所述伯及/或仲氨基，使I毫摩爾以上、60毫摩爾以下的所述官能團B與其進行相互作用而生成的。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的金屬表面處理用組成物，其中，所述官能團B是選自以羧基、磺酸基、磷酸基、硅烷醇基、以及亞磷酸基所組成的群組中的至少一種基團。
8.根據(jù)權利要求I或5所述的金屬表面處理用組成物，其中，所述金屬表面處理用組成物的PH值為I. 5以上、6. 5以下。
9.根據(jù)權利要求I或5所述的金屬表面處理用組成物，其中，進一步含有氟化合物， 所述金屬表面處理用組成物中游離氟元素的含量為O. Olppm以上、IOOppm以下。
10.根據(jù)權利要求I或5所述的金屬表面處理用組成物，其中，所述金屬表面處理用組成物進一步含有選自以硝酸、亞硝酸、硫酸、亞硫酸、過硫酸、磷酸、含羧酸基的化合物、含磺酸基的化合物、鹽酸、溴酸、氯酸、過氧化氫、HMnO4, HVO3> H2WO4及H2MoO4，及其鹽類所組成的群組中的至少一種氧化劑。
11.根據(jù)權利要求I或5所述的金屬表面處理用組成物，其中，所述金屬表面處理用組成物進一步含有選自以鎂、鋅、鈣、鋁、鎵、銦、銅、鐵、錳、鎳、鈷、鈰、鍶、稀土元素、以及銀所組成的群組中的至少一種金屬元素。
12.根據(jù)權利要求I或5所述的金屬表面處理用組成物，其中，所述金屬表面處理用組成物進一步含有選自以非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、以及兩性表面活性劑所組成的群組中的至少一種表面活性劑。
13.一種金屬表面處理方法，用來處理金屬材料的表面，其中，包括以下步驟 處理液接觸步驟，使包含根據(jù)權利要求I或5所述的金屬表面處理用組成物的金屬表面處理液與所述金屬材料相接觸；以及 水洗步驟，對經過所述處理液接觸步驟的金屬材料進行水洗。
14.根據(jù)權利要求13所述的金屬表面處理方法，其中，在所述處理液接觸步驟中，同時進行所述金屬材料的脫脂處理。
15.根據(jù)權利要求13或14所述的金屬表面處理方法，其中，在所述處理液接觸步驟中，將所述金屬材料作為陰極來進行電解處理。
16.根據(jù)權利要求13所述的金屬表面處理方法，其中，包括使經過所述水洗步驟的金 屬材料與酸性水溶液相接觸的酸接觸步驟，所述酸性水溶液含有選自以鈷、鎳、錫、銅、鈦、以及鋯所組成的群組中的至少一種。
17.根據(jù)權利要求13所述的金屬表面處理方法，其中，包括使經過所述水洗步驟的金屬材料與含高分子液體相接觸的含高分子液體接觸步驟，所述含高分子液體含有水溶性高分子化合物及水分散性高分子化合物中的至少一種。
18.一種金屬材料，利用根據(jù)權利要求13所述的金屬表面處理方法處理而成。
19.根據(jù)權利要求18所述的金屬材料，為在鐵系金屬材料表面具有表面處理膜層的金屬材料，其中，所述表面處理膜層含有10mg/m2以上的鋯元素及/或鈦元素，根據(jù)所述表面處理膜層的XPS分析而獲得的鋯元素及/或鈦元素相對于氮元素的質量比為O. 05以上、500以下。
20.根據(jù)權利要求18所述的金屬材料，為在鋅系金屬材料表面具有表面處理膜層的金屬材料，其中，所述表面處理膜層含有10mg/m2以上的鋯元素及/或鈦元素，根據(jù)所述表面處理膜層的XPS分析而獲得的鋯元素及/或鈦元素相對于氮元素的質量比為O. 05以上、500以下。
21.根據(jù)權利要求18所述的金屬材料，為在鋁系金屬材料表面具有表面處理膜層的金屬材料，其中，所述表面處理膜層含有5mg/m2以上的鋯元素及/或鈦元素，根據(jù)所述表面處理膜層的XPS分析而獲得的鋯元素及/或鈦元素相對于氮元素的質量比為O. 05以上、500以下。
22.根據(jù)權利要求18所述的金屬材料，為在鎂系金屬材料表面具有表面處理膜層的金屬材料，其中，所述表面處理膜層在其最表面，含有5mg/m2以上的鋯元素及/或鈦元素，根據(jù)所述表面處理膜層的XPS分析而獲得的鋯元素及/或鈦元素相對于氮元素的質量比為O. 05以上、500以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠形成可以獲得充分的基材覆蓋性、涂膜緊密附著性、和耐腐蝕性的化學轉化膜的金屬表面處理用組成物，以及使用此金屬表面處理用組成物來對金屬材料進行表面處理的金屬表面處理方法等。用于金屬的表面處理的金屬表面處理用組成物含有鋯化合物及/或鈦化合物以及數(shù)均分子量為150以上、500000以下的多胺化合物；多胺化合物的每1g固體成分中具有0.1毫摩爾以上、17毫摩爾以下的伯及/或仲氨基；以金屬元素換算，金屬表面處理用組成物中的所述鋯化合物及/或鈦化合物的含量為10ppm以上、10000ppm以下；鋯化合物及/或鈦化合物中所含的鋯元素及/或鈦元素相對于多胺化合物的質量比為0.1以上、100以下。
文檔編號C25D9/10GK102828173SQ20121028954
公開日2012年12月19日 申請日期2007年2月28日 優(yōu)先權日2006年3月1日
發(fā)明者印部俊雄, 托馬斯·科爾貝格 申請人:日本油漆株式會社, 凱密特爾有限責任公司