金属表面处理剂、表面处理钢材及其表面处理方法以及涂装钢材及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及金属表面处理剂、表面处理钢材及其表面处理方法以及涂装钢材及其制造方法。提供一种无铬酸盐金属表面处理剂，其最适于作为金属被膜钢材用，作为涂料等涂层的预处理，可提供优异的加工性、密合性、耐腐蚀性。所述金属表面处理剂以下述通式(1)所示的有机硅化合物作为必须成分：通式(1)中R为水解性基团，R’为碳原子数1～4的烷基，A为直链状或支链状的碳原子数1～8的亚烷基，X为氧原子、硫原子、氮原子的任一种，R1、R2分别独立地表示氢原子、碳原子数1～20的烷基，碳原子数1～20的氟烷基，碳原子数6～10的芳基，碳原子数2～10的烯基，或下述通式(2)所示的取代基，m为1～3的整数，通式(2)中R为水解性基团，R’为碳原子数1～4的烷基，B为直链状或支链状的碳原子数1～8的亚烷基，m为1～3的整数。
【专利说明】金属表面处理剂、表面处理钢材及其表面处理方法以及涂装钢材及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属表面处理剂，通过该处理剂进行了表面处理的表面处理钢材及其表面处理方法以及在其上具有上层被膜的涂装钢材及其制造方法，所述金属表面处理剂适用于冷轧钢材、热轧钢材、不锈钢钢材、以及电镀锌钢材、熔融镀锌钢材、镀锌-铝合金类钢材、镀锌-铁合金类钢材、镀锌-镁合金类钢材、镀锌-铝-镁合金类钢材、镀铝类钢材、镀铝-硅合金类钢材、镀锡类钢材、镀铅-锡合金类钢材、镀铬类钢材、镀镍类钢材等涂装钢材等。
【背景技术】
[0002]以往，作为金属的表面处理剂，使用铬酸盐或磷酸铬酸盐等铬类表面处理剂，现在仍被广泛使用。然而，根据最近的环境限制的动向，由于铬具有的毒性，特别是致癌性，因此将来有可能限制使用。因此，期望开发一种不含铬且具有与铬酸盐处理剂同等的密合性和耐腐蚀性的金属表面处理剂。
[0003]在特开平11-29724号公报(专利文献I)中，提出了一种在水溶性树脂中包含含有硫代羰基的化合物和磷酸根离子以及水分散性二氧化硅的无铬的防锈处理剂。然而，该体系主要着眼于裸耐腐蚀性(一次防锈性)的改善，处理膜的加工性及与基材的密合性不充分，另外，虽然该处理品的面涂层密合性良好，但涂装后耐腐蚀性未必令人满意。
[0004]另外，在特开平8-073775号公报(专利文献2)中，公开了一种含有2种以上硅烷偶联剂的酸性表面处理剂，该体系在用金属表面处理剂进行处理后在要求高耐腐蚀性和加工性的情况下，耐腐蚀性不足。
[0005]与此相关，在特开2001-316845号公报(专利文献3)中，公开了一种以硅烷偶联剂、水分散性二氧化硅、锆或钛离子作为必须成分的无铬酸盐金属表面处理剂，改善了耐腐蚀性和加工性，但在对基材的涂敷性以及与上层被膜的密合强度等方面不充分。
[0006]在特开平10-60315号公报(专利文献4)中，公开了一种含有具有与水系乳液反应的特定官能团的硅烷偶联剂的钢结构物用表面处理剂，此时，要求的耐腐蚀性仅涉及如耐湿试验那样的比较温和的试验的裸耐腐蚀性(耐白锈性)，与如本发明那样的可耐受苛刻的耐腐蚀试验的金属表面处理剂相比，耐腐蚀性不足。
[0007]在特开2000-297093号公报(专利文献5)中记载了将含有咪唑基的有机硅化合物用于金属等的表面处理剂，但作为用于改善铝合金板等金属材料与环氧树脂等树脂的粘接性(粘接强度)的材料被提出，作为涂装产品的耐腐蚀性或深拉深性等并不令人十分满
O
[0008]在特开2007-297648号公报(专利文献6)中，公开了一种含有水系乳液、3价过渡金属离子、2分子β - 二酮和2分子水配位而成的化合物、硅烷偶联剂的防锈用表面处理剂(化学转化处理液)，虽然在3价过渡金属络合物通过干燥而成为难溶性化合物来表现出防锈能力、涂膜密合能力方面是独特的，但所要求的耐腐蚀性无法耐受如本发明那样的苛刻的环境，具有足够应改良的余地。
[0009]如上所述，期望开发一种薄膜且高水平地表现出涂装后的加工性、密合性、耐腐蚀性等诸性能那样的金属表面处理剂。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献I特开平11-29724号公报
[0013]专利文献2特开平8-073775号公报
[0014]专利文献3特开2001-316845号公报
[0015]专利文献4特开平10-60315号公报
[0016]专利文献5特开2000-297093号公报
[0017]专利文献6特开2007-297648号公报
【发明内容】
[0018]发明所要解决的课题
[0019]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种非铬酸盐金属表面处理剂，通过该处理剂进行了表面处·理的表面处理钢材及其表面处理方法以及在其上具有上层被膜的涂装钢材及其制造方法，所述非铬酸盐金属表面处理剂最适于金属、特别是金属被膜钢材用，不含铬，作为涂料等涂覆的预处理，可以赋予优异的加工性、密合性、耐腐蚀性。
[0020]用于解决课题的手段
[0021]本发明为了实现上述目的，提供下述的金属表面处理剂、表面处理钢材及其表面处理方法，以及涂装钢材及其制造方法。
[0022](I) 一种金属表面处理剂，其特征在于，含有:
[0023](A)下述通式(I)所示的有机硅化合物，
[0024][化I]
[0025]
【权利要求】
1.一种金属表面处理剂，其特征在于，含有(A)下述通式(I)所示的有机硅化合物和(B)水及/或有机溶剂， [化I]
2.权利要求1所述的金属表面处理剂，其特征在于，上述有机硅化合物为下述通式⑶， [化3]
3.权利要求2所述的金属表面处理剂，其特征在于，上述有机硅化合物为下述通式(5)， [化5]
4.权利要求1~3任一项所述的金属表面处理剂，其特征在于，还含有下述通式(7)所示的烷氧基硅烷或其部分水解缩合物，
R4xSi(OR5)4_x (7) 通式(7)中，R4表示碳原子数I~20的非取代或取代的一价烃基，R5表示碳原子数I~8的非取代或取代的一价烃基，X为O~3的整数。
5.权利要求1~3任一项所述的金属表面处理剂，其特征在于，还含有有机钛酸酯。
6.权利要求1~3任一项所述的金属表面处理剂,其特征在于,还含有水分散性二氧化硅或有机溶剂分散性二氧化硅。
7.权利要求1~3任一项所述的金属表面处理剂，其特征在于，还含有选自Fe、Zr、T1、V、W、Mo、Al、Sn、Nb、Hf、Y、Ho、B1、La、Ce及Zn中的I种以上的金属的化合物。
8.权利要求1~3任一项所述的金属表面处理剂，其特征在于，还包含含有硫代羰基的化合物。
9.权利要求1~3任一项所述的金属表面处理剂，其特征在于，还含有水溶性树脂或水分散性树脂。
10.权利要求1~3任一项所述的金属表面处理剂，其特征在于，还含有磷酸根离子。
11.一种钢材的表面处理方法,其特征在于,用权利要求1~3任一项所述的金属表面处理剂对钢材的表面进行表面处理。
12.权利要求11所述的表面处理方法，其中，钢材为金属被覆钢材。
13.一种表面处理钢材，其通过权利要求11所述的表面处理方法得到。
14.一种涂装钢材的制造方法，其特征在于，用权利要求1~10任一项所述的金属表面处理剂对钢材进行处理后，进一步设置上层被膜层。
15.一种涂装钢材，其通过权利要求14所述的涂装钢材的制造方法得到。
【文档编号】C23C22/00GK103572298SQ201310339849
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2012年8月6日
【发明者】广神宗直 申请人:信越化学工业株式会社