专利名称：用于在锌或锌合金镀层上形成耐腐蚀性覆膜的表面处理水溶液及处理方法
技术领域：
本发明涉及锌镀层或镀有锌合金的层的防锈处理液及防锈处理方法。
背景技术：
镀有锌及锌合金的层作为钢板及钢铁部件等的防锈镀层而被广泛使用，但锌的牺 牲腐蚀会导致白锈的产生，耐腐蚀性也不充分。因此，为了防止镀有锌及锌合金的层生锈而 实施铬酸盐处理等化学转化处理。但是，铬酸盐处理中所使用的6价铬虽然具有有效的防 腐蚀效果，但毒性强，会对环境及人体产生不良影响，因此逐渐无法使用。作为含有6价铬的铬酸盐处理的代替方案，提出了很多关于无6价铬或完全无铬 的化学转化处理、涂覆的方案，且一部分已进行了实际应用。但是，在迄今所提出的无6价 铬或完全无铬的化学转化处理、涂覆方法中，耐腐蚀性、外观、均勻性、密合性等性能并不充 分，且操作性、操作环境等也存在问题。另外，在迄今所报道的将硅酸酸(盐)化合物、硅烷偶联剂单独使用或并用的涂覆 方法的情况下(专利文献1 4)，由于处理液中这些成分的浓度高，因此在被处理物的凹下 部分、下部等容易产生积液的部分会残留处理液中的成分，引起外观不良(产生流痕、外观 不均勻等)、厚度不均勻的缺陷。因此，需求针对这些不良的对策。专利文献1 日本特开平2-38582号公报专利文献2 日本特开昭63-57674号公报专利文献3 日本特开2001-26886号公报专利文献4 日本特开2007-138225号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种无铬的处理液及处理方法，其用于对锌或锌合金镀层 赋予耐腐蚀性高的、没有流痕(slobbery stain)和积痕(puddle stain)而外观均勻、不会 产生厚度不均勻的缺陷、密合性良好的覆膜。本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过对锌或锌合金镀层施加含有特定成 分的表面处理水溶液，能够在锌或锌合金镀层上形成具有与以往的含有6价铬的铬酸盐处 理覆膜同等以上的耐腐蚀性、密合性、不会产生流痕和积痕而具有均勻外观、不会产生厚度 不均勻的缺陷的、具有良好性能的覆膜，从而完成了本发明。即，本发明提供一种用于在锌 或锌合金镀层上形成耐腐蚀性覆膜的表面处理水溶液，其特征在于，其含有(a)碱金属硅 酸盐(M20*nSi02(式中，M表示碱金属，η表示Si02/M20摩尔比))、(b)水溶性或水分散性 硅烷偶联剂及(c)水溶性或水分散性缩水甘油醚化合物。另外，本发明提供一种在锌或锌合金镀层上形成高耐腐蚀性覆膜的表面处理方 法，其包括使锌或锌合金镀层的表面与前述表面处理水溶液接触的步骤。进而，本发明的前述表面处理水溶液也能够对形成于锌或锌合金镀层上的无6价
3铬或完全无铬的化学转化膜表面施加。即，本发明还提供一种在锌或锌合金镀层上形成高 耐腐蚀性覆膜的表面处理方法，其包括使形成于锌或锌合金镀层上的化学转化膜表面与前 述表面处理水溶液接触的步骤。另外，本发明提供一种高耐腐蚀性覆膜，其通过使锌或锌合金镀层的表面、或形成 于锌或锌合金镀层上的化学转化膜表面与前述表面处理水溶液接触而形成。本发明的表面处理水溶液能够施加于锌或锌合金镀层、对它们实施了 3价铬化学 转化处理或完全无铬化学转化处理等化学转化处理的表面，通过用本发明的表面处理水溶 液进行处理，能够形成具有与以往的含有有害的6价铬的铬酸盐处理覆膜同等以上的耐腐 蚀性、不会产生流痕和积痕而外观均勻、不会产生厚度不均勻的缺陷、密合性良好的覆膜。 并且，本发明的表面处理方法能够作为代替铬酸盐处理的不含6价铬的防锈处理方法而发 挥作用。
具体实施例方式本发明的用于在锌或锌合金镀层上形成耐腐蚀性覆膜的表面处理水溶液的特征 在于，其含有(a)碱金属硅酸盐(M2O · nSi02(式中，M表示碱金属，η表示Si02/M20摩尔 比))、(b)水溶性或水分散性硅烷偶联剂及(c)水溶性或水分散性缩水甘油醚化合物。使 用本发明的前述表面处理水溶液，可以在锌镀层或镀有锌合金的层上直接形成耐腐蚀性覆 膜，或者也可以在锌镀层或镀有锌合金的层上实施无6价铬的3价铬化学转化处理或完全 无铬化学转化处理等化学转化处理后形成耐腐蚀性覆膜。这里，作为镀有锌合金的层，可列 举出镀有锌_镍合金的层、镀有锌_铁合金的层、镀有锌_钴合金发层、镀有锡_锌合金的 层等镀有含锌合金的层。碱金属硅酸盐(a)通常以礼0*1^102(式中肩表示碱金属，11表示5102/^20摩尔比) 表示。碱金属硅酸盐的Si02/M20摩尔比(η)优选在0. 5/1 5/1的范围，更优选在1/1 4. 5/1的范围，进一步优选在2/1 4/1的范围。碱金属硅酸盐优选将氢氧化锂、氢氧化钠 或氢氧化钾与胶态二氧化硅混合而得到。通过使碱金属硅酸盐的Si02/M20摩尔比(η)在上 述范围，能够改良处理剂的稳定性及覆膜的耐腐蚀性。碱金属硅酸盐可以单独或组合2种 以上使用。另外，关于前述表面处理水溶液中的碱金属硅酸盐的浓度，优选固体成分浓度为 0. 25 5重量％，更优选为0. 3 3重量％。通过使表面处理水溶液中的碱金属硅酸盐的 浓度在上述范围，能够改良覆膜的耐腐蚀性，防止流痕和积痕从而得到均勻外观，能够防止 厚度不均勻的缺陷。水溶性或水分散性硅烷偶联剂(b)只要在使用浓度下溶解于水中或其自身稳定 地悬浮于水中，则没有特别限定。作为优选的水溶性或水分散性硅烷偶联剂，可列举出具有 选自由环氧基、氨基、(甲基)丙烯酰基、乙烯基及巯基所组成的组中的基团的水溶性或水 分散性硅烷偶联剂，可以单独或组合2种以上使用。作为优选的水溶性或水分散性硅烷偶联剂，可列举出例如下述通式所示的水溶性 或水分散性硅烷偶联剂。
权利要求
一种用于在锌或锌合金镀层上形成耐腐蚀性覆膜的表面处理水溶液，其特征在于，其含有(a)碱金属硅酸盐M2O·nSiO2，式中，M表示碱金属，n表示SiO2/M2O摩尔比，(b)水溶性或水分散性硅烷偶联剂，及(c)水溶性或水分散性缩水甘油醚化合物。
2.根据权利要求1所述的表面处理水溶液，其中，碱金属硅酸盐的Si02/M20摩尔比η在 0. 5/1 5/1的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的表面处理水溶液，其中，碱金属硅酸盐的碱金属选自由 Li、Na及K所组成的组。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的表面处理水溶液，其中，水溶性或水分散性缩水 甘油醚化合物为脂肪族一元醇或多元醇的单缩水甘油醚或多缩水甘油醚。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的表面处理水溶液，其中，水溶性或水分散性硅烷 偶联剂为具有选自由环氧基、氨基、(甲基)丙烯酰基、乙烯基及巯基所组成的组中的基团 的水溶性或水分散性硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的表面处理水溶液，其中，处理水溶液中的(a)碱 金属硅酸盐的浓度为0. 25 5重量％，(b)水溶性或水分散性硅烷偶联剂的浓度为0. 05 3重量％，(c)水溶性或水分散性缩水甘油醚化合物的浓度为0. 05 3重量％。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的表面处理水溶液，其含有0.25 5重量％的 (d)水溶性或水悬浮性的有机树脂。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的表面处理水溶液，其中，有机树脂选自由丙烯酸 树脂、聚氨酯树脂及环氧树脂所组成的组。
9.一种在锌或锌合金镀层上形成高耐腐蚀性覆膜的表面处理方法，其包括使锌或锌合 金镀层的表面与权利要求1 8中任一项所述的表面处理水溶液接触。
10.一种在锌或锌合金镀层上形成高耐腐蚀性覆膜的表面处理方法，其包括使形成于 锌或锌合金镀层上的化学转化膜表面与权利要求1 8中任一项所述的表面处理水溶液接 触。
11.一种高耐腐蚀性覆膜，其通过使锌或锌合金镀层的表面、或形成于锌或锌合金镀层 上的化学转化膜表面与权利要求1 8中任一项所述的表面处理水溶液接触而形成。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种无铬的处理液及处理方法，其用于对锌或锌合金镀层赋予耐腐蚀性高的、没有流痕和积痕而外观均匀、不会产生厚度不均匀的缺陷、密合性良好的覆膜。本发明提供一种用于在锌或锌合金镀层上形成耐腐蚀性覆膜的表面处理水溶液，其特征在于，其含有(a)碱金属硅酸盐(M2O·nSiO2(式中，M表示碱金属，n表示SiO2/M2O摩尔比))、(b)水溶性或水分散性硅烷偶联剂及(c)水溶性或水分散性缩水甘油醚化合物。另外，本发明提供一种在锌或锌合金镀层上形成高耐腐蚀性覆膜的表面处理方法，其包括使锌或锌合金镀层的表面与前述表面处理水溶液接触的步骤。进而，本发明的前述表面处理水溶液也能够对形成于锌或锌合金镀层上的无6价铬或完全无铬的化学转化膜表面实施。即，本发明还提供一种在锌或锌合金镀层上形成高耐腐蚀性覆膜的表面处理方法，其包括使形成于锌或锌合金镀层上的化学转化膜表面与前述表面处理水溶液接触。另外，本发明提供一种高耐腐蚀性覆膜，其通过使锌或锌合金镀层的表面、或形成于锌或锌合金镀层上的化学转化膜表面与前述表面处理水溶液接触而形成。
文档编号C09D5/02GK101939388SQ200880126349
公开日2011年1月5日 申请日期2008年12月8日 优先权日2007年12月7日
发明者樱井仁志, 汤浅智志, 野野村启辅 申请人:迪普索尔化学株式会社