专利名称：金属表面处理用组成物、金属表面处理方法以及金属材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于金属表面处理的金属表面处理用组成物、使用此金属表面处理用组成物来对金属材料进行表面处理的金属表面处理方法、以及利用此金属表面处理方法加以处理而成的金属材料。
背景技术：
通常，在对被处理物实施涂覆时，从确保耐腐蚀性和涂膜的紧密附着性的观点考虑，会实施表面处理。特别是在对金属(金属材料、金属结构物)进行涂覆时，会对金属表面实施以化学方式形成化学转化膜的化学转化处理(表面处理)。作为此化学转化处理的一个例子，虽然有使用铬酸盐的铬酸盐化学转化处理，但是铬被指出具有危害性，因而近年来，广泛使用磷酸锌系处理剂作为不含铬的处理剂(表面处理剂、化学转化处理剂)来进行处理(磷酸锌处理)(例如，参照专利文献I)。但是，由于磷酸锌类处理剂是一种金属离子浓度和酸浓度高，且反应性非常高的处理剂，所以污水处理的经济性、操作性欠佳。另外，伴随着磷酸锌类处理剂的金属表面处理，会有不溶于水的盐类生成且形成沉淀继而析出。通常将此沉淀物称作泥状沉淀物(sludge),除去、废弃此泥状沉淀物会产生成本等问题。另外，由于磷酸离子可能会通过富营养化而对环境造成负担，因而在处理废液时必须下工夫，所以优选不使用此磷酸锌类处理剂。并且，在使用磷酸锌系处理剂进行金属表面处理时，有必要进行表面调整，所以也存在步骤变长的问题。作为此磷酸锌类处理剂或铬酸盐化学转化处理剂以外的处理剂，已知有包含锆化合物的化学转化处理剂(例如，参照专利文献2)。此包含锆化合物的化学转化处理剂是一种金属离子浓度和酸浓度并不那么高且反应性也并不高的处理剂，污水处理的经济性、操作性良好。而且，在抑制泥状沉淀物产生方面，此包含锆化合物的化学转化处理剂具有优于上述磷酸锌系处理剂的特性。但是，利用包含锆化合物的处理剂而获得的化学转化膜与通过阳离子电沉积涂覆等而获得的涂膜间的紧密附着性不算好。因此，目前是通过在此包含锆化合物的处理剂中并用磷酸离子等成分，来提高紧密附着性、改善耐腐蚀性。但是，并用磷酸离子时，会产生如上所述的富营养化问题。另外，现有技术中尝试通过加入水溶性树脂成分来提高涂膜紧密附着性(例如，参照专利文献3)。在此专利文献3中，公开了一种作为包含下述结构的金属表面处理用组成物的化学转化处理剂。也就是说，此化学转化处理剂是包含水溶性树脂的化学转化处理齐U，并且水溶性树脂至少具有由下述式(I)、式(2)所表示的构成单位。
[化学式I]
权利要求
1.一种金属表面处理用组成物，用于金属的表面处理，其中，含有 锆化合物及/或钛化合物；以及 数均分子量为150以上、500000以下的多胺化合物， 其中，所述多胺化合物的每Ig固体成分中具有O. I毫摩尔以上、17毫摩尔以下的伯及/或仲氨基； 以金属元素换算，所述金属表面处理用组成物中的所述锆化合物及/或钛化合物的含量为IOppm以上、IOOOOppm以下；并且 所述锆化合物及/或钛化合物中所含的锆元素及/或钛元素相对于所述多胺化合物的质量比为O. I以上、100以下， 其中，所述多胺化合物是具有由下述式(3)所表示的构成单位的化合物，
2.根据权利要求I所述的金属表面处理用组成物，其中，所述多胺化合物是由含伯及/或仲氨基的化合物与胺活性降低化合物A进行反应而生成的产物，所述胺活性降低化合物A具有与所述伯及/或仲氨基有反应性的官能团A。
3.根据权利要求2所述的金属表面处理用组成物，其中，所述产物是相对于100毫摩尔的所述伯及/或仲氨基，使I毫摩尔以上、60毫摩尔以下的所述官能团A进行反应而生成的。
4.根据权利要求2或3所述的金属表面处理用组成物，其中，所述官能团A是选自以缩水甘油基、异氰酸基、醛基、以及酸酐基所组成的群组中的至少一种基团。
5.一种金属表面处理用组成物，用于金属的表面处理，其中，含有锆化合物及/或钛化合物；以及 数均分子量为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/或仲氨基的化合物与胺活性降低化合物B相互作用而生成的产物，所述胺活性降低化合物B中含有至少一种通过与所述伯及/或仲氨基相互作用而降低胺活性的官能团B ；以金属元素换算，所述金属表面处理用组成物中的所述锆化合物及/或钛化合物的含量为IOppm以上、IOOOOppm以下；并且 所述锆化合物及/或钛化合物中所含的锆元素及/或钛元素相对于所述多胺化合物的质量比为O. I以上、100以下， 其中，所述多胺化合物是具有由下述式(3)所表示的构成单位的化合物，
6.根据权利要求5所述的金属表面处理用组成物，其中，所述产物是相对于100毫摩尔的所述伯及/或仲氨基，使I毫摩尔以上、60毫摩尔以下的所述官能团B与其进行相互作用而生成的。
7.根据权利要求5或6所述的金属表面处理用组成物，其中，所述官能团B是选自以羧基、磺酸基、磷酸基、硅烷醇基、以及亚磷酸基所组成的群组中的至少一种基团。
8.根据权利要求I或5所述的金属表面处理用组成物，其中，所述金属表面处理用组成物的PH值为I. 5以上、6. 5以下。
9.根据权利要求I或5所述的金属表面处理用组成物，其中，进一步含有氟化合物， 所述金属表面处理用组成物中游离氟元素的含量为O. Olppm以上、IOOppm以下。
10.根据权利要求I或5所述的金属表面处理用组成物，其中，所述金属表面处理用组成物进一步含有选自以硝酸、亚硝酸、硫酸、亚硫酸、过硫酸、磷酸、含羧酸基的化合物、含磺酸基的化合物、盐酸、溴酸、氯酸、过氧化氢、HMnO4, HVO3> H2WO4及H2MoO4，及其盐类所组成的群组中的至少一种氧化剂。
11.根据权利要求I或5所述的金属表面处理用组成物，其中，所述金属表面处理用组成物进一步含有选自以镁、锌、钙、铝、镓、铟、铜、铁、锰、镍、钴、铈、锶、稀土元素、以及银所组成的群组中的至少一种金属元素。
12.根据权利要求I或5所述的金属表面处理用组成物，其中，所述金属表面处理用组成物进一步含有选自以非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、以及两性表面活性剂所组成的群组中的至少一种表面活性剂。
13.一种金属表面处理方法，用来处理金属材料的表面，其中，包括以下步骤 处理液接触步骤，使包含根据权利要求I或5所述的金属表面处理用组成物的金属表面处理液与所述金属材料相接触；以及 水洗步骤，对经过所述处理液接触步骤的金属材料进行水洗。
14.根据权利要求13所述的金属表面处理方法，其中，在所述处理液接触步骤中，同时进行所述金属材料的脱脂处理。
15.根据权利要求13或14所述的金属表面处理方法，其中，在所述处理液接触步骤中，将所述金属材料作为阴极来进行电解处理。
16.根据权利要求13所述的金属表面处理方法，其中，包括使经过所述水洗步骤的金 属材料与酸性水溶液相接触的酸接触步骤，所述酸性水溶液含有选自以钴、镍、锡、铜、钛、以及锆所组成的群组中的至少一种。
17.根据权利要求13所述的金属表面处理方法，其中，包括使经过所述水洗步骤的金属材料与含高分子液体相接触的含高分子液体接触步骤，所述含高分子液体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种。
18.一种金属材料，利用根据权利要求13所述的金属表面处理方法处理而成。
19.根据权利要求18所述的金属材料，为在铁系金属材料表面具有表面处理膜层的金属材料，其中，所述表面处理膜层含有10mg/m2以上的锆元素及/或钛元素，根据所述表面处理膜层的XPS分析而获得的锆元素及/或钛元素相对于氮元素的质量比为O. 05以上、500以下。
20.根据权利要求18所述的金属材料，为在锌系金属材料表面具有表面处理膜层的金属材料，其中，所述表面处理膜层含有10mg/m2以上的锆元素及/或钛元素，根据所述表面处理膜层的XPS分析而获得的锆元素及/或钛元素相对于氮元素的质量比为O. 05以上、500以下。
21.根据权利要求18所述的金属材料，为在铝系金属材料表面具有表面处理膜层的金属材料，其中，所述表面处理膜层含有5mg/m2以上的锆元素及/或钛元素，根据所述表面处理膜层的XPS分析而获得的锆元素及/或钛元素相对于氮元素的质量比为O. 05以上、500以下。
22.根据权利要求18所述的金属材料，为在镁系金属材料表面具有表面处理膜层的金属材料，其中，所述表面处理膜层在其最表面，含有5mg/m2以上的锆元素及/或钛元素，根据所述表面处理膜层的XPS分析而获得的锆元素及/或钛元素相对于氮元素的质量比为O. 05以上、500以下。
全文摘要
本发明提供一种能够形成可以获得充分的基材覆盖性、涂膜紧密附着性、和耐腐蚀性的化学转化膜的金属表面处理用组成物，以及使用此金属表面处理用组成物来对金属材料进行表面处理的金属表面处理方法等。用于金属的表面处理的金属表面处理用组成物含有锆化合物及/或钛化合物以及数均分子量为150以上、500000以下的多胺化合物；多胺化合物的每1g固体成分中具有0.1毫摩尔以上、17毫摩尔以下的伯及/或仲氨基；以金属元素换算，金属表面处理用组成物中的所述锆化合物及/或钛化合物的含量为10ppm以上、10000ppm以下；锆化合物及/或钛化合物中所含的锆元素及/或钛元素相对于多胺化合物的质量比为0.1以上、100以下。
文档编号C25D9/10GK102828173SQ20121028954
公开日2012年12月19日 申请日期2007年2月28日 优先权日2006年3月1日
发明者印部俊雄, 托马斯·科尔贝格 申请人:日本油漆株式会社, 凯密特尔有限责任公司