Активирующая жидкость для промывки и способ обработки металлической подложки



Активирующая жидкость для промывки и способ обработки металлической подложки
Активирующая жидкость для промывки и способ обработки металлической подложки
Активирующая жидкость для промывки и способ обработки металлической подложки

 


Владельцы патента RU 2634527:

ППГ ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. (US)

Изобретение относится к обработке подложки перед фосфатированием. Предложена активирующая жидкость для промывки при обработке подложки, содержащая первый компонент, включающий дисперсию частиц фосфатов двухвалентных или трехвалентных металлов, имеющих средний размер частиц не больше чем 10 мкм, и второй компонент, включающий первый и второй сополимеры. Первый сополимер получают полимеризацией этиленоксида, пропиленоксида или их комбинаций, в которой один конец первого сополимера завершается аминной группой, гидроксильной группой или алкильной группой. Второй сополимер получают полимеризацией стирола и второго мономера, содержащего, по меньшей мере, одну карбоксильную группу, ангидридную группу или их комбинации. Второй мономер присутствует в количестве меньше чем 50 мас.%, в расчете на общий вес второго компонента. Также предложены способы обработки подложки активирующей жидкостью для промывки, и подложки, обработанные активирующей жидкостью для промывки. Изобретение обеспечивает получение активирующая жидкость в виде устойчивой дисперсии, способствующей образованию фосфатного слоя, обеспечивающему коррозионную стойкость и/или усиливающему адгезию нанесенных впоследствии покрытий. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.

 

Область, к которой относится изобретение

Предложена активирующая жидкость для промывки при обработке подложки.

Уровень техники

Фосфатные конверсионные покрытия, как известно, применяют для обработки металлических поверхностей, особенно металлов железа, цинка и алюминия и их сплавов. После нанесения, эти фосфатные покрытия образуют фосфатный слой, главным образом, из кристаллов фосфата цинка и железа, которые обеспечивают коррозионную стойкость и/или усиливают адгезию нанесенных впоследствии покрытий.

До нанесения фосфатного покрытия металлическую подложку обычно "кондиционируют" или "активируют", подвергая поверхность металлической подложки обработке разбавленной водной дисперсией, иногда называемой «активирующей жидкостью для промывки» или «активатором», путем введения или погружения металлической подложки в резервуар, который содержит раствор с активирующей жидкостью для промывки. "Активация" поверхности металлической подложки достигается вследствие адсорбции металлической поверхностью коллоидных титанфосфатных частиц, которые присутствуют в растворе с активирующей жидкостью для промывки. Эти коллоидные титанфосфатные частицы, однако, имеют тенденцию агломерироваться в растворе с активирующей жидкостью для промывки вследствие растворенных ионов кальция (Ca2+) и магния (Mg2+) (ионов жесткой воды), которые обычно присутствуют в растворе кондиционирующей жидкостью для промывки.

Фосфат цинка и другие дисперсии фосфатов двухвалентных металлов также могут использоваться, чтобы "активировать" поверхность металлической подложки, но такие дисперсии, как правило, неустойчивы.

Сущность изобретения

Предложена активирующая жидкость для промывки для обработки подложки. В одном варианте осуществления активирующая жидкость для промывки включает:

(а) первый компонент, включающий дисперсию частиц фосфатов двухвалентных или трехвалентных металлов или их комбинацию, причем указанные частицы фосфатов металлов имеют средний размер частиц не больше чем 10 мкм; и

(b) второй компонент, включающий:

(i) первый сополимер, полученный полимеризацией этиленоксида, пропиленоксида или их комбинаций, в котором один конец первого сополимера завершается аминной группой, гидроксильной группой или алкильной группой; и

(ii) второй сополимер, полученный полимеризацией стирола и второго мономера, содержащего, по меньшей мере, одну карбоксильную группу, ангидридную группу или их комбинации, в котором второй мономер присутствует в количестве меньше чем 50 мас. % в расчете на общий вес второго компонента.

Также раскрыт способ обработки подложки. В одном варианте осуществления способ включает: (i) нанесение активирующей промывки на, по меньшей мере, часть подложки, причем активирующая жидкость для промывки включает:

(a) первый компонент, включающий дисперсию частиц фосфатов двухвалентных или трехвалентных металлов или их комбинаций, причем указанные частицы фосфатов металлов имеют средний размер частиц не больше чем 10 мкм; и

(b) второй компонент, включающий:

(i) первый сополимер, полученный полимеризацией этиленоксида, пропиленоксида или их комбинаций, в котором один конец первого сополимера завершается аминной группой, гидроксильной группой или алкильной группой; и

(ii) второй сополимер, полученный полимеризацией стирола и второго мономера, содержащего, по меньшей мере, одну карбоксильную группу, ангидридную группу или их комбинации, в котором второй мономер присутствует в количестве меньше чем 50 мас. % в расчете на общий вес второго компонента.

В одном варианте осуществления также предложена подложка, обработанная активирующей жидкостью для промывки.

Подробное описание

Как используется здесь, если явно не указано иного, все числа, такие как числа, которые выражают величины, интервалы, количество или проценты, могут читаться, как будто предварены словом "приблизительно", даже если этот термин явно не используется. Также понятно, что множественный термин может охватывать свою сингулярную взаимозаменяемую часть и наоборот.

Что касается любого числового интервала значений, такие интервалы, как понятно, включают каждое число и/или часть между установленным интервалом от минимума до максимума.

Как используется здесь, фраза "активирующая жидкость для промывки" относится к водному раствору и/или коллоидной суспензии или дисперсии, которую наносят на, по меньшей мере, часть подложки и/или в которой, по меньшей мере, часть подложки погружают, чтобы способствовать образованию покрытия фосфатом цинка на, по меньшей мере, части подложки, которую обработали активирующей жидкостью для промывки. Следовательно, понятно, что подложку обрабатывают активирующей жидкостью для промывки до фосфатирования, по меньшей мере, части обработанной подложки раствором фосфата цинка.

Как используется здесь, термин "транспортное средство" или его модификации включает, но не ограничивается ими, гражданским, коммерческим, и военным наземным транспортным средством, таким как автомобили и грузовики.

Данное изобретение направлено на активирующую жидкость для промывки, которая используется, чтобы "активировать" или "кондиционировать", по меньшей мере, часть подложки до фосфатирования, по меньшей мере, части подложки раствором фосфата цинка. Другими словами, активирующая жидкость для промывки способствует образованию кристаллов фосфата цинка и цинка/железа на подложке, когда, по меньшей мере, часть подложки, которую подвергали активирующей жидкостью для промывки, фосфатируют раствором фосфата цинка. Неограничивающие примеры соответствующей подложки, которую можно обрабатывать активирующей жидкостью для промывки, включают, но не ограничивается ими, металл и/или сплав металла. Например, металл и/или сплав металла может быть алюминием, сталью или цинком. В одном варианте осуществления стальная подложки может включать холоднокатаную сталь, оцинкованную сталь и сталь горячего цинкования. В одном варианте осуществления подложка может включать часть транспортного средства, такую как кузов транспортного средства (например, без ограничения, дверь, панель кузова, панель багажника, панель крыши, капот и/или крышки) и/или рама.

В одном варианте осуществления предложена активирующая жидкость для промывки для обработки подложки. В одном варианте осуществления активирующая жидкость для промывки включает (а), первый компонент, включающий дисперсию частиц фосфатов двухвалентных или трехвалентных металлов или их комбинаций, причем указанные частицы фосфатов металлов имеют средний размер частиц, который не превышает 10 мкм; и (b) второй компонент, включающий: (i) первый сополимер, полученный полимеризацией этиленоксида, пропиленоксида или их комбинаций, причем один конец первого сополимера завершается аминной группой, гидроксильной группой или алкильной группой; и (ii) второй сополимер, полученный полимеризацией стирола и второго мономера, содержащего, по меньшей мере, одну карбоксильную группу, ангидридную группу или их комбинации, причем второй мономер присутствует в количестве меньше чем 50 мас. % в расчете на общий вес второго компонента.

В варианте осуществления (а) первый компонент включает дисперсию частиц фосфатов двухвалентных или трехвалентных металлов или их комбинаций, причем указанные частицы фосфатов металлов имеют средний размер частиц не больше чем 10 мкм; такой как от 0,06 до 8 мкм, или от 0,1 до 5 мкм.

В варианте осуществления величина частиц может быть измерена, с использованием прибора, такого как Mastersizer 2000, доступный от Malvern Instruments, Ltd., Malvern, Worcestershire, UK или эквивалентного прибора. Прибор Mastersizer 2000 направляет луч лазера через дисперсию частиц, и измеряет рассеяние света дисперсией. Количество дисперсии обратно пропорционально величине частиц. Ряд детекторов измеряет рассеянный свет, и данные затем анализируют программным обеспечением компьютера, чтобы получить распределение частиц по размерам, из которого может быть обычно определена средняя величина частиц.

В варианте осуществления фосфат металла может присутствовать в активирующей промывке в количестве от 50 до 5000 ч/млн (ppm) в расчете на общий вес фосфата металла в активирующей жидкости для промывки. В другом варианте осуществления фосфат металла может присутствовать в композиции промывочного кондиционера в количестве от 150 до 1500 ppm общего фосфата металла в расчете на общий вес активирующей жидкости для промывки.

В варианте осуществления двухвалентные или трехвалентные металлы могут быть цинком, железом, кальцием, марганцем, алюминием или их комбинациями.

Соответствующие фосфаты цинка, полезные в растворе промывочного кондиционера включают, без ограничения, Zn3(PO4)2, Zn2Fe(PO4)2, Zn2Ca(PO4)2, Zn2Mn(PO4)2 или их комбинации.

Соответствующие фосфаты железа, полезные для раствора промывочного кондиционера включают, без ограничения, FePO4, Fe3(PO4)2 или их комбинации.

Соответствующий фосфаты кальция, полезные для раствора промывочного кондиционера включают, без ограничения, CaHPO4, Ca3(PO4)2 или их комбинации.

Соответствующие фосфаты марганца, полезные для раствора промывочного кондиционера включают, без ограничения, Mn3(PO4)2, MnPO4 или их комбинации.

Соответствующие фосфаты алюминия, полезные для раствора промывочного кондиционера включают, без ограничения, AlPO4.

В варианте осуществления второй компонент (b) включает первый сополимер (i) и второй сополимер (ii). В варианте осуществления, по меньшей мере, некоторые из первого сополимера (i) и второго сополимера (ii) могут полимеризоваться. В варианте осуществления первый сополимер (i) может присутствовать в избытке.

В варианте осуществления массовое соотношение компонента (а) к компоненту (b) может быть от 1:1 до 20:1, такое как от 2:1 до 10:1, такое как от 4:1 до 5:1.

Как упомянуто выше, в варианте осуществления, первый сополимер (i) может быть получен полимеризацией этиленосида, пропиленоксида или их комбинаций, в котором один конец первого сополимера может быть завершен аминной группой, гидроксильной группой или алкильной группой, такой как, например, Jeffamine М, доступный от Huntsman Corporation. В варианте осуществления, первый сополимер (i) может быть получен полимеризацией мономеров, включающих структуру (I):

(I)

В вариантах осуществления R1 может быть NH2 или OR2, R2 может быть водородом, метальной группой или этильной группой, и x≥0 и y>0.

В варианте осуществления, первый сополимер (i) может присутствовать в активирующей промывке в количестве от 10 до 10000 ppm в расчете на общий вес второго соединения, таком как от 25 до 1000 ppm, или от 50 до 200 ppm

Как упомянуто выше, в варианте осуществления, второй сополимер (ii) может быть получен полимеризацией стирола и второго мономера, содержащего, по меньшей мере одну карбоксильную группу, ангидридную группу или их комбинации. В варианте осуществления мономер может быть одноосновной кислотой, такой как (мет)акриловая кислота, двухосновной кислотой, такой как малеиновая кислота или итаконовая кислота, ангидридом кислоты, таким как ангидрид акриловой кислоты или малеиновый ангидрид или их комбинации, такие как, например, диспергирующие агенты, такие как Zetasperse 3100, доступный от Air Products Chemicals Inc. или Disperbyk-190, доступный от BYK-Chemie GmbH.

В варианте осуществления второй сополимер (ii) может присутствовать в количестве меньше, чем 50 мас. % в расчете на общий вес второго компонента, например меньше, чем 25 мас. %, в частности меньше, чем 10 мас. %. В варианте осуществления второй сополимер (ii) может присутствовать в количестве большем, чем 0%, таком как больше, чем 2 мас. %.

В варианте осуществления активирующая жидкость для промывки может дополнительно включать диоксид кремния. В варианте осуществления диоксид кремния может быть осажденным диоксидом кремния. В варианте осуществления диоксид кремния может быть хрупким под сдвиговым усилием. В варианте осуществления диоксид кремния может включать диоксид кремния 160 EZ. В варианте осуществления диоксид кремния может присутствовать в количестве от 50 до 5000 ppm в расчете на общий вес активирующей промывки, таком как от 100 до 1000 ppm, таком как от 150 до 500 ppm.

Активирующая жидкость для промывки может необязательно дополнительно включать дополнительные компоненты, такие как неионогенные поверхностно-активные вещества и вспомогательные средства, традиционно используемые в технологии предварительной обработки. В водной среде могут присутствовать органические растворители, способные диспергироваться в воде, например, спирты с приблизительно до 8 атомами углерода, такие как метанол, изопропанол и т.д., могут присутствовать; или простые эфиры гликолей, такие как моноалкиловые эфиры этиленгликоля, диэтиленгликоля или пропиленгликоля и т.д. Если присутствуют, то органические растворители, способные диспергироваться в воде, обычно могут использоваться в количестве до приблизительно 10 об. % в расчете на общий объем водной среды.

Другие необязательные компоненты включают поверхностно-активные вещества, которые функционируют как смачивающие вещества для подложки или пеногасители. Могут использоваться анионные, катионные, амфотерные, и/или неионогенные поверхностно-активные вещества. Пеноудаляющие поверхностно-активные вещества часто присутствуют на уровне до 1 мас. %, таком как 0,1 мас. % и смачивающие вещества обычно присутствуют на уровне до 2 мас. %, таком как до 0,5 мас. %, в расчете на общий вес раствора промывочного кондиционера.

В определенных вариантах осуществления раствор активирующей жидкости для промывки может дополнительно включать модификатор реологии. В вариантах осуществления модификатор реологии может включать, например, полиуретаны, акриловые полимеры, латекс, стирол/бутадиен, поливиниловый спирт, глины, такие как аттапульгит, бентонит и другой монтмориллонит, материалы на основе целлюлозы, такие как карбоксилметилцеллюлоза, метилцеллюлоза, (гидроксипропил)метилцеллюлоза или желатин, смолы, такие как гуаровая и ксантановая камеди, диоксиды кремния, такие как коллоидный диоксид кремния или пирогенный диоксид кремния или их комбинации.

В определенных вариантах осуществления активирующая жидкость для промывки может в основном или, в некоторых случаях, полностью, не содержать титанфосфатные частицы. Как используется здесь, термин "в основном не содержит", когда используется для указания отсутствия титанфосфатных частиц в активирующей жидкости для промывки, означает, что любые титанфосфатные частицы присутствуют в активирующей жидкости для промывки в ничтожно малом количестве меньше, чем 5 ppm Как используется здесь, термин, "абсолютно не содержит", когда используется для указания отсутствия титанфосфатных частиц, означает, что титанфосфатные частицы отсутствуют вообще.

В одном варианте осуществления концентрат активирующей жидкости для промывки может быть получен загрузкой (а) первого компонента и (b) второго компонента в сосуд с мешалкой и смешиванием компонентов, используя дисперсионные методы, знакомые специалистам в уровне техники. Такие методы могут включать загрузку высокоскоростного и высокого сдвигового оборудования, горизонтальных или вертикальных мельниц среды, шаровых мельниц или шаровых мельниц со сферическим корпусом.

Раствор активирующей жидкости для промывки может быть получен введением концентрата активирующей жидкости для промывки в водную среду, такую как вода. В варианте осуществления раствор с активирующей жидкостью для промывки может включать хелатирующее средство. В вариантах осуществления хелатирующее средство может включать, например, карбоксилаты, такие как тартрат, цитрат или глюконат, комплексы на основе ацетата, такие как этилендиаминтетраацетат или нитрилотриацетат, фосфаты, такие как натрийтрифосфат или тетракалийпирофосфат, фосфонаты или фосфоновые кислоты, поликарбоксилаты, такие как щавелевая кислота, кислоты или соли любого из вышеупомянутых соединений или их комбинации.

В соответствии со способом по данному изобретению, подложку обрабатывают (а) нанесением активирующей жидкости для промывки, описанной выше, на, по меньшей мере, часть подложки, и (b) фосфатированием, по меньшей мере, части подложки водным раствором фосфата цинка. В одном варианте осуществления активирующая жидкость для промывки может быть нанесена на подложку методами распыления, покрытия валиком или погружением. Активирующую жидкость для промывки обычно наносят на подложку при температуре от 20 до 50°C в течение любого соответствующего периода времени. После того, как поверхность подложки была "активирована", поверхность подложки подвергают фосфатной предварительной обработке, такой как предварительная обработка фосфатом цинка. В вариантах осуществления стадия фосфатирования может быть выполнена нанесением покрытия распылением или погружением активированной подложки в раствор кислотного фосфата, который содержит цинк и другие двухвалентные металлы, известные в уровне техники, при температуре от 35 до 75°C в течение 1-3 минут. После фосфатирования подложка может быть необязательно подвергнута постпромывке раствором, содержащим хром, или нехромовым раствором, промыта водой и необязательно высушена. Затем обычно наносят краску методами, такими как, электроосаждение или обычное распыление или покрытие валиком.

Данное изобретение также направлено на стадию активирования, которую используются на автомобильном заводе. В одном варианте осуществления стадия активирования включает бак для погружения, который содержит активирующую жидкость для промывки, которая раскрыта здесь. В одном варианте осуществления активирующая жидкость для промывки находится внутри бака для погружения при температуре от 20 до 50°C. Часть подложки подвергают действию активирующей жидкости для промывки посредством погружения подложки в активирующую жидкость для промывки в течение любого соответствующего периода времени. После погружения в активирующую жидкость для промывки, часть "активированной" подложки затем может быть подвергнута фосфатированию нанесением раствора фосфата цинка на "активированную" подложку. Однако, следует заметить, что до нанесения раствора фосфата на "активированную" подложку, дополнительная активирующая жидкость для промывки может быть распылена на часть "активированной" подложки через сопло распыления, по мере того, как "активированную" подложку удаляют из бака для погружения. Например, сопло распыления могло бы быть "выходом", который расположен ниже бака для погружения. После того, как "активированная" подложка выходит из бака для погружения и/или после того, как дополнительную активирующую жидкость для промывки наносят на "активированную" подложку, "активированную" подложку фосфатируют нанесением раствора фосфата цинка на "активированную" подложку, используя методы, которые известны в области техники, такие как методы распыления и/или погружения.

В другом варианте осуществления стадия "активации" включает ряд сопел распыления, которые используются, чтобы наносить раствор активирующей жидкости для промывки на, по меньшей мере, часть подложки. Ниже сопел распыления расположен бак распыления, который адаптирован для сбора активирующей жидкости для промывки, которая выходит из сопел распыления, и/или любой избыток активирующей жидкости для промывки, которые стекают по каплям на поверхность "активированной" подложки. Бак распыления связывают с соплами распыления таким образом, чтобы позволить соплам распыления использовать активирующую жидкость для промывки, которую собирают в баке распыления, таким образом, рециркулируя раствор активирующей жидкости для промывки. После того, как активирующую жидкость для промывки наносят на, по меньшей мере, часть подложки, "активированную" подложку затем фосфатируют, как описано в предыдущем абзаце.

Примеры

Фосфатный активатор на основе фосфате цинка (Дисперсия А) получали следующим образом.

Следующие материалы в указанном порядке загружали в сосуд для перемешивания и диспергировали мешалкой Коулса до гомогенного состояния:

Деионизированная вода 21,49 фунта
Монобутиловый эфир этиленгликоля 0,41 фунта
Патентованный размолотый анионный носитель 5,16 фунта
Диизопропаноламин, 85% 2,23 фунта
Surfynol DF-110D 0,35 фунта
Фосфат цинка Nubirox SP 41,25 фунта

Дисперсию смешивали в течение дополнительного часа, затем размалывали в горизонтальной мельнице Premier с размалывающей 1,2-1,7-мм средой Zirconox в течение в общей сложности 217 минут (время пребывания 8,5 минут). Конечная дисперсия имела теоретическое содержание фосфата цинка 58,2 мас. %.

Дисперсию диоксида кремния (Дисперсия В) получали следующим образом.

300 г осажденного диоксида кремния Hi-Sil 160, доступного от PPG Industries перемешивали в 900 г деионизированной воды мешалкой Коулса. Перемешивание продолжали еще десять минут, и затем смесь загружали в вертикальную мельницу, имеющую трехлопастное рабочее колесо, вместе с 1200 г цирконийдиоксидной размалывающей 1,6-2,5-мм среды. Смесь размалывали в течение 45 минут. Конечная дисперсия имела теоретическое содержание диоксида кремния 25 мас. %.

Фосфатный активатор на основе фосфата цинка, использующий диспергирующий агент, состоящий из этиленоксида и стирол/акрилатных сополимеров (дисперсия C), получали следующим образом.

Следующие материалы в указанном порядке загружали в сосуд для перемешивания и диспергировали мешалкой Коулса до гомогенного состояния:

Деионизированная вода 1113,40 граммов
Surfynol DF-110D 19,00 граммов
Zetasperse 3100 638,40 граммов
Фосфат цинка Nubirox SP 2029.20 граммов

Zetasperse 3100 является диспергирующим агентом, состоящим из этиленоксида и сополимеров стирол/акрилата, доступных от Air Products and Chemicals, Inc. Surfynol DF-110D является патентованным пеногасителем, доступным от Air Products and Chemicals, Inc.

После тщательного смешивания, дисперсию размалывали в горизонтальной мельнице Eiger с размалывающей 1,2-1,7-мм средой Zirconox в течение в общей сложности 190 минут (время пребывания 12 минут). Конечная дисперсия имела теоретическую концентрацию фосфата цинка 53,40 мас. %.

Раствор фосфата цинка Chemfos 700AL получали согласно техническим условиям поставщика, PPG Industries, (включенным в данный документ в виде ссылки). Раствор фосфата цинка использовали, чтобы производить фосфатированные стальные панели, используя следующую последовательность процесса (в дальнейшем именуемую "стандартный способ цинкфосфатирования"):

Чистые, Chemkleen 2010LP (1,25% об/об)/Chemkleen 181ALP (0,125%)), двухминутное распыление при 120°F;

Промывка погружением в деионизированную воду, 15 секунд, температура окружающей среды;

Промывка распылением деионизированной воды, 15 секунд, температура окружающей среды;

Активатор, одноминутное погружение, температура окружающей среды;

Chemfos 700AL, двухминутное погружение, 125°F;

Промывка распылением деионизированной воды, 15 секунд, температура окружающей среды;

Продувка теплым воздухом до сухого состояния.

Пример 1

Цинкфосфатную активаторную жидкость для промывки получали диспергированием 2,6 г дисперсии А в 3 литрах деионизированной воды. Конечная жидкость для промывки имела теоретическую концентрацию 0,5 грамма на литр диспергированного фосфата цинка. Этот раствор использовался в качестве активатора в стандартном способе цинкфосфатирования, детализированном выше, чтобы произвести фосфатное покрытие на панели 4ʺ×6ʺ холоднокатаной стали и оцинкованной стали.

Пример 2

Разбавляли дисперсию по примеру 1 деионизированной водой до 30% ее начальной концентрации, или 0,149 грамма на литр диспергированного фосфата цинка. Этот раствор использовался в качестве активатора в стандартном способе цинкфосфатирования с получением фосфатного покрытия на панелях холоднокатаной стали и оцинкованной стали, как в примере 1. Панель оцинкованной стали имела приемлемый вид, но цинкфосфатное покрытие на панели холоднокатаной стали было неполным и неприемлемым.

Пример 3

Добавляли 3 грамма дисперсии B к дисперсии по примеру 2 и перемешивали до гомогенного состояния с получением раствора, содержащего 0,149 грамма на литр фосфата цинка и 0,25 грамма на литр диоксида кремния. Этот раствор использовался в качестве активатора в стандартном способе цинкфосфатирования с получением фосфатного покрытия на панелях холоднокатаной стали и оцинкованной стали.

Обе панели имели полные фосфатные покрытия с хорошим измельчением кристаллов.

Пример 4

Смешивали 3 грамма дисперсии B с 3 литрами деионизированной воды, чтобы получить устойчивую дисперсию, содержащую 0,25 грамма на литр диоксида кремния. Этот раствор использовали в качестве активатора в стандартном способе цинкфосфатирования, чтобы обработать панели холоднокатаной стали, оцинкованной стали и алюминиевые панели (сплав 6111). Дисперсия не активировала цинкфосфатное покрытие; панели холоднокатаной стали фактически не имели кристаллов, а панели оцинкованной стали и алюминий имели чрезвычайно большие и плохо измельченные кристаллы. Все три подложки неприемлемы.

Пример 5

Добавляли 0,54 грамма дисперсии A к дисперсии по примеру 4, чтобы получить дисперсию, содержащую 0,25 грамма на литр диоксида кремния и 0,105 грамма на литр фосфата цинка. Этот раствор использовали в качестве активатора в стандартном способе цинкфосфатирования, чтобы обработать панели холоднокатаной стали, оцинкованной стали и алюминия. Все три подложки имели полные фосфатные покрытия с хорошим измельчением кристаллов.

Пример 6

Добавляли 2,8 грамма дисперсии C к 3 литрам деионизированной воды, чтобы получить дисперсию, содержащую 0,5 грамма на литр фосфата цинка. Этот раствор использовали в качестве активатора в стандартном способе цинкфосфатирования, чтобы обработать панели холоднокатаной стали, оцинкованной стали и алюминия. Все три подложки имели полные фосфатные покрытия с хорошим измельчением кристаллов.

Масса покрытия и размеры кристаллов для фосфатных покрытий, произведенных в примерах 1-6, приведены в таблице 1 ниже.

Пример 7

Раствор цинкфосфатного промывочного кондиционера получали так, как описано в примере 6, используя дисперсию C, и выдерживали, как описано ниже.

Сравнительный пример

В качестве сравнительного примера, обычный раствор промывочного кондиционера на основе соли Эрнстедта получали растворением 3 граммов промывочного кондиционера, доступного от PPG Industries, Inc., в деионизированной воде. Часть раствора тестировали, как описано выше в примере 6 (то есть, как "свежий"), и часть выдерживали, как описано ниже.

Растворам из примера 7 и сравнительного примера позволяли находиться в закрытых емкостях в течение восьми недель. После восьми недель каждый использовался в качестве активаторов в стандартном способе цинкфосфатирования, как детализировано выше, для фосфатирования панелей, сделанных из холоднокатаной стали и оцинкованной стали. Размер кристаллов и покрытие были подобны таким же качествам, полученным из свежего раствора (пример 6) для способа по примеру 7, но обычный материал, больше не активируют после восьми недель. Размеры кристаллов показаны в таблице 2 ниже:

Принимая во внимание, что определенные варианты осуществления этого изобретения были описаны выше с целью иллюстрации, для специалистов в уровне техники будет очевидно, что могут быть сделаны многочисленные изменения деталей данного изобретения, не отступая от сущности изобретения, как определено в приложенной формуле изобретения.

1. Активирующая жидкость для промывки при обработке подложки, включающая:

(a) первый компонент, включающий дисперсию частиц фосфатов двухвалентных или трехвалентных металлов или их комбинаций, причем указанные частицы фосфатов металлов имеют средний размер частиц не больше чем 10 мкм; и

(b) второй компонент, включающий:

(i) первый сополимер, полученный полимеризацией этиленоксида, пропиленоксида или их комбинаций, причем один конец первого сополимера завершается аминной группой, гидроксильной группой или алкильной группой; и

(ii) второй сополимер, полученный полимеризацией стирола и второго мономера, содержащего, по меньшей мере, одну карбоксильную группу, ангидридную группу, или их комбинации, причем второй мономер присутствует в количестве меньше чем 50 мас.% в расчете на общий вес второго компонента.

2. Активирующая жидкость для промывки по п. 1, в которой фосфат металла присутствует в количестве от 50 до 5000 ppm в расчете на общий вес активирующей жидкости для промывки.

3. Активирующая жидкость для промывки по п. 1, в которой фосфат металла присутствует в количестве от 150 до 1500 ppm в расчете на общий вес активирующей жидкости для промывки.

4. Активирующая жидкость для промывки по п. 1, в которой двухвалентный или трехвалентный металл включает цинк, железо или их комбинацию.

5. Активирующая жидкость для промывки по п. 1, в которой первый сополимер присутствует в количестве от 10 до 10000 ppm в расчете на общий вес активирующей жидкости для промывки.

6. Активирующая жидкость для промывки по п. 1, в которой первый сополимер присутствует в количестве от 50 до 1000 ppm в расчете на общий вес активирующей жидкости для промывки.

7. Активирующая жидкость для промывки по п. 1, в которой второй сополимер присутствует в количестве меньше чем 30 мас.% в расчете на общий вес активирующей жидкости для промывки.

8. Активирующая жидкость для промывки по п. 1, в которой второй мономер включает двухосновную кислоту, ангидрид двухосновной кислоты или их комбинацию.

9. Активирующая жидкость для промывки по п. 1, в которой массовое соотношение первого компонента ко второму компоненту составляет от 1:1 до 20:1.

10. Активирующая жидкость для промывки по п. 1, дополнительно включающая диоксид кремния.

11. Активирующая жидкость для промывки по п. 1, в которой диоксид кремния присутствует в количестве от 50 до 5000 ppm в расчете на общий вес активирующей жидкости для промывки.

12. Активирующая жидкость для промывки по п. 10, в которой диоксид кремния представляет собой осажденный диоксид кремния.

13. Активирующая жидкость для промывки по п. 10, в которой диоксид кремния является хрупким при сдвиговом усилии.

14. Способ обработки подложки, включающий: (i) нанесение активирующей жидкости для промывки на, по меньшей мере, часть подложки, в котором активирующая жидкость для промывки включает:

(a) первый компонент, включающий дисперсию частиц фосфатов двухвалентных или трехвалентных металлов или их комбинаций, причем указанные частицы фосфатов металлов имеют средний размер частиц не больше чем 10 мкм; и

(b) второй компонент, включающий:

(i) первый сополимер, полученный полимеризацией этиленоксида, пропиленоксида или их комбинаций, причем один конец первого сополимера завершается аминной группой, гидроксильной группой или алкильной группой; и

(ii) второй сополимер, полученный полимеризацией стирола и второго мономера, содержащего, по меньшей мере, одну карбоксильную группу, ангидридную группу или их комбинации, причем второй мономер присутствует в количестве меньше чем 50 мас.% в расчете на общий вес второго компонента.

15. Способ по п. 14, в котором двухвалентный или трехвалентный металл включает цинк, железо или их комбинацию.

16. Способ по п. 14, в котором второй мономер включает двухосновную кислоту, ангидрид двухосновной кислоты или их комбинацию.

17. Способ по п. 14, в котором активирующая жидкость для промывки дополнительно включает диоксид кремния.

18. Способ по п. 14, дополнительно включающий (ii) фосфатирование, по меньшей мере, части подложки раствором фосфата цинка.

19. Подложка, обработанная активирующей жидкостью для промывки по п. 1.

20. Подложка по п. 19, дополнительно включающая фосфатное покрытие.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к химической обработке поверхности металла, в частности прецизионных магнитомягких сплавов типа пермаллой, для получения фосфатного электроизоляционного покрытия толщиной 8-15 мкм.

Изобретение относится к изготовлению ленты из алюминиевого сплава. Лента из алюминиевого сплава изготовлена путем горячей и/или холодной прокатки и состоит из алюминиевого сплава типа АА 5182, АА 6ххх или АА 8ххх, причем готовая, прошедшая прокатку лента из алюминиевого сплава после обезжиривания демонстрирует увеличение величины L* яркости (ΔL) по сравнению с необезжиренным состоянием более чем 5 при цветовом измерении поверхности в цветовом пространстве CIE L*a*b* при использовании стандартного источника света D65 и при угле наблюдения 10° с исключением прямых отражений в геометрии 45°/0°, которое достигается путем обезжиривания с использованием щелочного травильного раствора и последующей кислой промывки ленты из алюминиевого сплава.

Изобретение относится к нанесению полимерного покрытия на стальную поверхность. Способ включает подготовку стальной поверхности, нанесение полимерного слоя путем окунания поверхности в ванну с водным раствором олигомера и отверждение нанесенного полимерного слоя.
Изобретение относится к электромашиностроению и касается получения электроизоляционного покрытия на поверхности алюминиевого обмоточного провода электрических машин, работающих в экстремальных условиях воздействия радиационных полей и высоких температур.

Изобретение относится к области поверхностной обработки материалов и может быть использовано для повышения коррозионной стойкости сталей в окислительных (кислород, воздух, водяной пар) средах.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения коррозионной стойкости стального листового изделия и обеспечения хорошей свариваемости осуществляют предварительное покрытие стальной полосы или листа алюминием, или алюминиевым сплавом, резку указанной стального листа или полосы с предварительным покрытием для получения стальной заготовки с предварительным покрытием, нагрев заготовки в предварительно нагретой печи до температуры и в течение времени согласно диаграмме в соответствии с толщиной заготовки при средней скорости нагрева Vc в температурном диапазоне от 20 до 700°C, составляющей от 4 до 12°C/с и при скорости нагрева Vc' в температурном диапазоне от 500 до 700°C, составляющей от 1,5 до 6°C/с, затем перемещение указанной нагретой заготовки к штамповочному прессу, горячую штамповку нагретой заготовки в штамповочном прессе для получения горячештампованного стального листового изделия, охлаждение нагретой заготовки от температуры на выходе из печи до температуры 400°C при средней скорости охлаждения, по меньшей мере, 30°C/с.

Изобретение относится к обработке металлической поверхности, позволяющей получить металлические детали, обладающие улучшенными коррозионной стойкостью и усталостными свойствами.

Изобретение относится к получению хорошо видимого нехроматного конверсионного покрытия на поверхностях магния и магниевых сплавов, к предназначенной для этого композиции и к использованию изделий с таким покрытием.

Изобретение относится к образованию конверсионного или пассивирующего покрытия на металлической поверхности. .
Изобретение относится к композициям, предназначенным для нанесения на металлический субстрат и обеспечивающим очищение металла без формирования травильного шлама, а также эффективное увеличение адгезии к последующим слоям покрытия. Предложенные композиции содержат водный носитель, гидроксидный анион, фосфатный анион, азольное соединение или ингибитор коррозии, содержащий азольное соединение и по меньшей мере одно из группы, состоящей из ионов редкоземельных металлов, ионов щелочноземельных металлов, иона Li, иона K, иона Rb, иона Cs, иона Fr и/или ионов переходных металлов. Причем первая из указанных вариантов композиции не содержит анионов, отличных от гидроксидного и фосфатного, а вторая не содержит дополнительных компонентов, оказывающих значимое влияние на коррозионную стойкость металлического субстрата. Также предложены композиция, содержащая водный носитель, гидроксидный анион, фосфатный анион, азольное соединение, поливинилпирролидон и аллантоин, и композиция, состоящая из водного носителя, гидроксидного аниона в количестве от 0,05 до 25 г/1000 г раствора, фосфатного аниона и ингибитора коррозии, содержащего ион Li. 8 н. и 13 з.п. ф-лы.
Наверх