热成形之前涂布钢的多步方法_3

文档序号:8926583阅读:来源:国知局
,这样的涂料优选用于根据本发明的方法中,其颗粒固体部分,即其中包括金 属颜料的部分,采用小于50 y m的D90值,特别优选小于10 y m。这个D90值表示90体积% 的颗粒固体部分具有的直径小于规定值。D90的值可以在以适当的溶剂稀释的涂料的样品 中确定,可参考体积加权累积分布曲线,所述曲线可通过动态光散射方法得到。
[0044] 在根据本发明的一种优选的方法中,基于所述涂料的颗粒固体部分的铝和铋金属 颜料的总含量是至少80重量%,特别优选至少90重量%,更特别优选至少95重量%。因 此保证了固化涂料涂层一方面具有足够的导电性以及因此可得的可点焊性,以及在另一方 面,具有在热成形期间优异的防垢保护。
[0045]在根据本发明的方法中,可固化的含颜料的涂料的粘合剂选自硅烷和/或硅氧烷 以及有机硅树脂的水解产物/缩合物。特别地,具有至少一个共价Si-C键的烷氧基化的硅 烷适于作为硅烷,其中脂族基团优选经由所述Si-C键来键合,所述脂族基团另外也可以被 极性官能团如氨基、羟基、羧基和缩水甘油基基团取代。作为粘结剂的这些硅烷然后通常溶 解在含有水的极性溶剂中,并能够通过醇的断开而缩合,从而在固化期间,通过硅氧烷单元 的形成而得到聚合物网络。
[0046] 在根据本发明的方法的含颜料的涂料中,有机硅树脂是特别合适的粘合剂。有机 硅树脂是由硅氧烷单元组成的,并通过不同的脂肪族取代的硅烷缩合得到,所述有机硅树 脂的结构和交联度基本上由这些硅烷的类型和相对量比率确定。因此,有机硅树脂通过不 同的硅氧烷结构单元在聚合物网络中的比率来表征。一个Si-0键存在于单官能(M)硅氧 烷单元中,两个Si-0键存在于双官能(D)硅氧烷单元中,三个Si-0键存在于三官能(T)硅 氧烷单元中,并且四个Si-0键存在于四官能⑷)硅氧烷单元中。在根据本发明的方法中, 对于可固化的含颜料的涂料,优选高度交联的有机硅树脂,其由T型和D型官能硅氧烷单元 组成,T型官能和D型官能硅氧烷单元的摩尔比优选在15:1和5:1之间,特别优选在15:1 和10:1之间。
[0047] 在根据本发明的方法中,涂料的粘合剂优选溶解在液相中而存在。有机硅树脂通 常易溶于弱极性至非极性溶剂,例如丙酮、乙酸乙酯、甲苯和二甲苯,以及在乙二醇醚中。因 为当涂料的溶剂在涂料的干燥和固化期间缓慢蒸发时是有利的,优选沸点在100°c以上的 有机溶剂。
[0048] 在根据本发明的方法的涂料中,粘合剂的总含量,特别是有机硅树脂,优选至少80 重量%,特别优选至少90重量%,在每种情况下都基于溶解的固体部分。在本发明的范围 内,所述固体部分被理解为是指配制物的无溶剂部分,其在配制物干燥之后仍然作为固体 保留。因此,配制物的溶解固体部分是干燥的残余物减去以前未溶解在配制物中的颗粒状 固体部分。
[0049] 在根据本发明的方法中,已经表明,为了实现热成形期间良好的防垢保护和由钢 制成的热成形半成品良好的焊接性以及良好的电泳涂布性,优选施加的这类涂料的金属颜 料与粘合剂的重量比至少是1:3。然而,为了能够充分地将金属颜料并入固化的粘合剂,并 因此实现均匀的涂层,这个比值优选不大于3:2,特别优选为不大于1:1。
[0050] 在根据本发明的方法中,可固化的含颜料的涂料的施加可以使用现有技术中已知 的施加方法进行。在由钢制成的扁平钢产品被涂布的情况下,施加优选采用辊涂法进行。
[0051] 在根据本发明的方法中,为了设置实现在热成形期间足够的防垢保护的涂料层厚 度,施加涂料期间,优选地应该保证所施加的涂料湿膜具有的固体部分是至少2g,优选至少 4g,基于被湿膜润湿的钢表面的平方米。然而,优选施加的这样的湿膜固体部分不应该超过 30g(基于被湿膜润湿的钢表面的平方米),因为否则根据本发明涂布的热成形钢表面的可 焊性显著降低,而且在热成形中没有进一步改善的防垢保护。
[0052] 在根据本发明的一种优选的方法中,作为湿膜施加到具有硅酸盐薄层的钢表面的 涂料的固化在150°C _250°C范围内的最高金属基体温度(PMT)下进行。
[0053] 此外,优选的是在根据本发明的方法中,特别优选扁平钢产品以平坦的带材或片 材的形式涂布。
[0054] 优选地,可热成形钢以根据本发明的方法涂布。例如,这些类型的钢是与铬、镍和 锰合金化的双炼钢,以及硼锰钢。
[0055] 在一个优选的实施方案中,具有下述合金组成的硼锰钢用根据本发明的方法涂 布:
[0056] 0? 04-0. 5 重量% 的碳,
[0057] 0?5-3. 5 重量 % 的锰,
[0058] 0? 01-1. 0重量% 的铬,
[0059] 0? 0006-0. 015 重量%的硼,
[0060] 少于1.0重量%的硅,
[0061] 少于0.2重量%的钛,
[0062] 少于2.0重量%的铝,
[0063] 少于0? 1重量%的磷,
[0064] 少于0.015重量%的氮,
[0065] 少于0? 05重量%的硫,
[0066] 余量为铁和不可避免的杂质。
[0067] 此外,本发明包括可固化的含颜料的涂料配制物,其在固化状态下特别适合在钢 的热成形期间确保设置有硅酸盐薄层的由钢制成的半成品的优异的防垢保护,并且还适用 于在热成形之后给涂布的钢提供非常好的可焊性。根据本发明,这样的涂料配制物包含:
[0068](a) 10-40重量%、优选20-35重量%的至少一种有机硅树脂;
[0069](b) 10-30重量%、优选15-25重量%的颗粒铝;
[0070](c) 1-10重量%、优选2-7重量%的颗粒铋;
[0071] (d) 20-60重量%、优选30-50重量%的有机溶剂;
[0072](e)少于5重量%的水;以及
[0073] (f)少于5重量%的选自颜料、填料、流动控制剂、抗沉降剂和/或流变添加剂的常 规涂料添加剂,
[0074] 其中基于各自的金属元素,铝金属颜料和铋金属颜料的重量比在2:1-15:1的范 围内,优选的范围是4:1-10:1。
[0075] 填料和颜料的含量,其在每种情况下都不代表金属颜料,优选低于4重量%,特别 优选低于2重量%,更特别优选低于1重量%。
[0076] 根据本发明的可固化的含颜料的涂料配制物的进一步优选的实施方案可以从用 根据本发明的涂布方法中施加的相应的可固化的含颜料的涂料系统的先前描述获得。
[0077] 另外,本发明包括热成形方法,其中由钢制成的半成品首先用上述的根据本发明 的方法涂布,然后被热成形,优选热成形温度是至少800 °C。
[0078] 已经出乎意料地发现,在热成形之后,根据本发明涂布的钢基体不仅具有优异的 点焊性,而且还允许比直接涂布热成形防垢保护层(也就是说,没有不含金属颜料的硅酸 盐薄层)更有效的防腐蚀层的建立。在本发明的含义中,腐蚀保护涂料的形成包括施加无 机转换层,例如磷化,和/或施加有机涂料系统,例如电泳涂布。因此,已经确定,例如,根据 本发明涂布的磷化热成形钢组件上的有机电泳涂层的腐蚀脱层可显著减少。当如上所述地 用碱性含水组合物以湿化学方法以可固化的含颜料的涂料的形式施加防垢保护层之前就 已经形成硅酸盐薄层时,特别如此。
[0079] 因此,本发明还包括热成形的钢组件,其适合于电点焊接方法及适于施加腐蚀保 护有机涂料层,在其表面上具有1-10 ym的总层厚度的硅酸盐涂层,其中硅酸盐涂层含有 铝和铋的金属相,可根据本发明的热成形方法得到。
[0080] 所述热成形钢组件的优选实施方案可通过上述的根据本发明的多步方法的优选 实施方案获得,所述方法用于施加可焊接的防垢保护层到由钢制成的半成品,并随后在至 少800°C的热成形温度下热成形所述半成品,以形成所述钢组件。 具体实施方案:
[0081] 下文中,在典型用于热成形的退火方法之后,测定各种防垢保护层的特性。因此, 22MnB5型钢板首先用根据
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