Способ покрытия металлических поверхностей субстратов с нанесенным по этому способу покрытием - заявка 2016138171 на патент на изобретение в РФ

1. Способ покрытия металлических поверхностей субстратов с помощью водных композиций в форме дисперсии и/или суспензии, которые содержат по меньшей мере одно стабилизированное связующее средство и один гелеобразователь, и с помощью которых на стадии предварительной обработки и/или в процессе контактирования катионы, извлеченные растворением из металлической поверхности, образуют покрытие на основе ионогенного геля, при котором нанесение покрытия осуществляют в результате:
I. предоставления субстрата с очищенной металлической поверхностью,
II. контактирования металлической поверхности с первой водной композицией в форме дисперсии и/или суспензии и нанесения с ее помощью покрытия,
III. при необходимости промывки органического покрытия,
IV. при необходимости сушки органического покрытия и
V. покрытия по меньшей мере одной дополнительной композицией для нанесения покрытий перед сушкой и сшивкой всех нанесенных слоев, причем стабилизированные связующие средства должны удовлетворять условию, что
a) водную смесь из полностью обессоленной воды, от 0,2 до 2% масс. гелеобразователя и от 5 до 20% масс. стабилизированного связующего средства;
b) доводят до значения рН от 1 до 7;
c) очищенный субстрат погружают в смесь, соответствующую b), по меньшей мере на 1 минуту при комнатной температуре и
d) проверяют, произошло ли осаждение органического покрытия, составляющего по меньшей мере 1 мкм, причем
e) дополнительно проводят проверку без гелеобразователя, путем того, что получают смесь из полностью обессоленной воды и от 5 до 20% масс. подлежащей проверке дисперсии;
f) смесь, полученную в пункте е), точно так же доводят до значения рН от 1 до 7 и
g) повторяют описанную под пунктами с) и d) проверку.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стабилизированные связующие средства должны удовлетворять условию, что
a) водную смесь из полностью обессоленной воды, от 0,3 до 1% масс. гелеобразователя и от 7 до 15% масс. стабилизированного связующего средства;
b) с помощью минеральной кислоты доводят до значения рН от 1,5 до 5;
c) очищенный субстрат погружают в смесь, соответствующую b), на время от 2 до 15 минут при комнатной температуре и
d) проверяют, произошло ли осаждение органического покрытия, составляющего по меньшей мере 2 мкм, причем
е) дополнительно проводят проверку без гелеобразователя, путем того, что получают смесь из полностью обессоленной воды и от 7 до 15% масс. подлежащей проверке дисперсии;
f) смесь, полученную в пункте е), точно так же с помощью минеральной кислоты доводят до значения рН от 1,5 до 5 и
g) повторяют описанную под пунктами с) и d) проверку.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стабилизированные связующие средства выбирают из группы, состоящей из: неионогенных стабилизированных полиэпоксидных дисперсий, неионогенных стабилизированных полиуретановых дисперсий и ионных стабилизированных полиакрилатных дисперсий.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водные композиции содержат стабилизированную дисперсию с содержанием твердого вещества от 20 до 90% масс., вязкостью от 100 до 5000 мПа⋅с, плотностью от 1,0 до 1,2 г/см3 и значением рН в диапазоне от 0,5 до 10 в количестве от 0,01 до 80,0% масс., в пересчете на общую массу полученной в результате смеси, а также по меньшей мере один гелеобразователь в количестве от 0,001 до 20,0% масс., в пересчете на общую массу полученной в результате смеси.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водные композиции, кроме того, содержат один или несколько представителей, выбранных из следующих групп:
а) сшивающий агент, выбранный из группы, состоящей из силанов, силоксанов, разновидностей фенольных смол или аминов, в количестве от 0,01 г/л до 50 г/л,
b) комплексные фториды титана и/или циркония в количестве от 0,01 г/л до 50 г/л,
c) содержание по меньшей мере одного пеногасителя и
d) по меньшей одна добавка, выбранная из группы, состоящей из пигментов, биоцидов, вспомогательных средств для диспергирования, вспомогательных средств для образования пленки, кислотных или/и основных вспомогательных средств для регулирования значения рН и загустителей и средств, способствующих растеканию.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гелеобразователь выбран из группы, состоящей из: а) по меньшей мере одного полисахарида на основе гликогенов, амилоз, амилопектинов, каллоз, агар-агара, альгинов, альгинатов, пектинов, каррагенов, целлюлоз, хитинов, хитозанов, курдланов, декстранов, фруктанов, коллагенов, геллановой камеди, гуммиарабика, крахмалов, ксантанов, траганта, камеди карайи, камеди тары и глюкоманнанов; б) по меньшей мере одного анионного полиэлектролита природного происхождения на основе полиаминокислот, коллагенов, полипептидов, лигнинов или с) по меньшей мере одного синтетического анионного полиэлектролита на основе полиаминокислот, полиакриловых кислот, сополимеров полиакриловых кислот, сополимеров акриламида, лигнинов, поливинилсульфоновых кислот, поликарбоновых кислот, полифосфорных кислот или полистиролов.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что водные композиции и полученные из них органические покрытия содержат по меньшей мере один анионный полисахарид, выбранный из таких полисахаридов со степенью этерификации карбоксильных функциональных групп в диапазоне от 5 до 75%, в пересчете на общее число спиртовых и карбоксильных групп.
8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что водные композиции и полученные из них органические покрытия содержат по меньшей мере один анионный полисахарид и/или по меньшей мере один анионный полиэлектролит, выбранные из таковых, имеющих молекулярную массу в диапазоне от 500 до 1000000 г/моль-1.
9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что водные композиции и полученные из них органические покрытия содержат по меньшей мере один анионный полисахарид или по меньшей мере один анионный полиэлектролит, выбранные из таковых, имеющих степень амидирования карбоксильных функциональных групп в диапазоне от 1 до 50% или степень эпоксидирования карбоксильных функциональных групп вплоть до 80%.
10. Способ по п. 6, отличающийся тем, что анионные полиэлектролиты модифицированные адгезивными группами, выбранными из группы, состоящей из химических групп многофункциональных эпоксидов, изоцианатов, первичных аминов, вторичных аминов, третичных аминов, четвертичных аминов, амидов, имидов, имидазолов, формамидов, продуктов реакции Михаэля, карбодиимидов, карбенов, циклических карбенов, циклокарбонатов, многофункциональных карбоновых кислот, аминокислот, нуклеиновых кислот, метакриламидов, полиакриловых кислот, производных полиакриловой кислоты, поливиниловых спиртов, полифенолов, полиолов, имеющих по меньшей мере один алкильный и/или арильный остаток, капролактама, фосфорных кислот, сложных эфиров фосфорной кислоты, сложных эфиров эпоксидов, сульфокислот, сложных эфиров сульфокислот, винилсульфокислот, винилфосфоновой кислоты, пирокатехина, силанов, а также образованных из них силанолов и/или силоксанов, триазинов, тиазолов, тиазинов, дитиазинов, ацеталей, полуацеталей, хинонов, насыщенных жирных кислот, ненасыщенных жирных кислот, алкидных смол, сложных эфиров, сложных полиэфиров, простых эфиров, гликолей, простых циклических эфиров, простых краун-эфиров, ангидридов, а также ацетилацетона и бета-дикетогрупп, карбонильных групп и гидроксильных групп.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водные композиции и полученные из них органические покрытия содержат по меньшей мере один комплексообразователь для катионов металлов или один полимер, который комплексообразующе модифицирует металлкатионы.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что водные композиции и полученные из них органические покрытия содержат по меньшей мере один комплексообразователь, выбранный из таковых на основе малеиновой кислоты, алендроновой кислоты, итаконовой кислоты, цитраконовой кислоты или мезаконовой кислоты или ангидридов или сложных полуэфиров этих карбоновых кислот.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водные композиции и полученные из них органические покрытия содержат по меньшей мере один тип катионов, выбранных из таковых на основе солей с катионным действием, выбранных из группы, состоящей из меламиновых солей, нитрозосолей, оксониевых солей, аммониевых солей, солей с четвертичными катионами азота, солей производных аммония и солей металлов из серебра (Ag), алюминия (Al), бария (Ва), кальция (Са), кобальта (Со), меди (Cu), железа (Fe), индия (In), магния (Mg), марганца (Mn), молибдена (Мо), никеля (Ni), свинца (Pb), олова (Sn), тантала (Та), титана (Ti), ванадия (V), вольфрама (W), цинка (Zn) и/или циркония (Zr).
14. Способ по п. 5, отличающийся тем, что водные композиции содержат комплексные фториды титана и/или циркония в количестве от 0,1 г/л до 30 г/л.
15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед контактированием с водной композицией и нанесением с ее помощью покрытия на металлические поверхности на стадии процесса II. эти металлические поверхности очищают, протравливают или предварительно обрабатывают.
16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждая из водных композиций образует покрытие на основе ионогенного геля, причем толщина слоя всех осажденных покрытий после сушки и сшивки всех нанесенных слоев находится в диапазоне от 3 до 500 мкм, предпочтительно от 5 до 300 мкм, и особенно предпочтительно от 8 до 100 мкм, и осаждается от 2 до 10, предпочтительно от 3 до 5 слоев.
17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отдельные органические покрытия образуются в ванне для окунания через 0,05-20 минут и после сушки соответственно имеют толщину сухой пленки в диапазоне от 1 до 100 мкм, предпочтительно от 3 до 60 мкм и особенно предпочтительно 5 до 30 мкм.
18. Водные композиции для применения в способе согласно одному или нескольким из пп. 1-17, состоящие соответственно из смеси по меньшей мере одной стабилизированной дисперсии с содержанием твердого вещества от 30 до 90% масс., вязкостью от 100 до 5000 мПа⋅с и плотностью от 1,0 до 1,2 г/см3 в количестве от 0,01 до 80,0% масс., в пересчете на общую массу полученной в результате смеси, с гелеобразователем в количестве от 0,001 до 20,0% масс., в пересчете на общую массу полученной в результате смеси, причем водная композиция имеет значение рН в диапазоне от 1 до 7.
19. Водная композиция по п. 18, отличающаяся тем, что она, кроме того, содержит один или несколько представителей, выбранных из следующих групп:
a) сшивающий агент, выбранный из группы, состоящей из силанов, силоксанов, разновидностей фенольных смол или аминов, в количестве от 0,01 г/л до 50 г/л,
b) комплексные фториды титана и/или циркония в количестве от 0,01 г/л до 50 г/л,
c) содержание по меньшей мере одного пеногасителя и
d) по меньшей одна добавка, выбранная из группы, состоящей из пигментов, биоцидов, вспомогательных средств для диспергирования, вспомогательных средств для образования пленки, кислотных или/и основных вспомогательных средств для регулирования значения рН и загустителей и средств, способствующих растеканию.
Наверх