水性亲水化表面处理剂、亲水性皮膜和亲水化表面处理方法_4

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剂中包含的成分巧)的含量(优选在0. 1质量%W上且50质量%W下的范围内) 大致相同。若亲水性皮膜中包含的成分巧)的含量为该范围内,则亲水性皮膜的耐水性和 耐湿性变高,并且通过上述的与有机无机娃化合物(A)的复合化,能够形成兼具适度的硬 度和柔软性、密合性优异的亲水性皮膜。此时,亲水性皮膜中包含的成分巧)的含量是按照 构成成分巧)的金属成分换算的质量。
[0091] 依据W上说明,根据本发明的水性亲水化表面处理剂、亲水性皮膜、和亲水化表面 处理方法,能够形成具有优异的亲水性、耐腐蚀性、耐热性、密合性、抗粘连性,兼具与亲水 性处于取舍关系的耐水性和耐湿性,具有持续性的亲水性皮膜。另外,能够达成节约资源 化、节能化,因此具有极大的工业价值。
[0092] 根据运样的本发明,在汽车车身、汽车部件、建材、家电用部件等成形加工品、铸造 品、片材、卷材等金属材料的表面能够形成起到上述效果的亲水性皮膜,用于提高使用例如 侣材形成的热交换器的热交换效率极其有效。
[009引 实施例
[0094] 下面,根据实施例和比较例,说明本发明的效果,本实施例只不过是说明本发明的 一例,并不限定本发明。
[0095] [试验片的制作方法]
[009引(金属材料)
[0097] 将W下的市售的侣材作为金属材料使用。该试验片的大小为:纵300mmX横 150mmX厚 0. 1mm。
[0098] A1 :JIS_H _ 4000 A _ 1050 (基底处理:无),
[0099] A2 :JIS-H - 4000 A - 1050 (基底处理:憐酸铭酸盐,Cr附着量:5mg/m2),
[0100]A3 JIS-H - 4000 A - 1050 (基底处理:憐酸铭酸盐,Cr附着量:15mg/m2),
[OW] A4 JIS-H- 4000 A- 1050(基底处理:憐酸铭酸盐,Cr附着量:20mg/m2)
[0102] A5 JIS-H - 4000 A - 1050 (基底处理:憐酸铭酸盐,Cr附着量:40mg/m2)
[0103] (前处理:洗涂)
[0104] 作为试验片的制作方法如下,首先,将上述侣材的表面在保持为40°C的非蚀刻型 弱碱脱脂剂(商品名:Finecleaner315E,日本帕卡懒精株式会社制)的30g/L水溶液中 浸溃60秒钟,除去表面上的油分、污物。接着,用自来水水洗,确认金属材料的表面100%被 水浸润后,进一步用纯水冲洗,在l〇〇°C的气氛中除去水分。将其用作试验片。
[0105] (前处理:憐酸铭酸盐)
[0106] 作为上述A2~A5的试验片的制作方法,首先,与上述同样地洗涂金属材料的表 面,接着,用保持在50°C的憐酸铭酸盐表面处理剂(商品名:Arukuromu-K702,日本帕卡 懒精株式会社制)的4. 7g/L水溶液,W成为上述规定的化附着量的方式进行2~10秒钟 喷雾处理,形成憐酸铭酸盐皮膜。接下来,用自来水水洗,进一步用纯水冲洗,在80°C的气氛 中使其干燥3分钟。将其用作试验片。
[0107] [表面处理剂]
[010引(成分A)
[0109] 构成水性亲水化表面处理剂的有机无机娃化合物(成分A)是将下述的胶体二氧 化娃(C)和下述的有机烷氧基硅烷值)混合,通过有机烷氧基硅烷值)的水解反应和缩合 反应的进行而得到的物质。
[0110] (胶体二氧化娃)
[0111] C1:SnowtexXS(平均粒径:4 ~6nm)
[0112] C2:SnowtexOS(平均粒径:8~llnm)
[0113] C3:Snowtex50 (平均粒径:20 ~30nm)
[0114] C4:SnowtexXL(平均粒径:40 ~60nm)
[0115] 巧:SnowtexZL(平均粒径:70 ~lOOnm)
[0116] C6:SnowtexMP- 2040 (平均粒径:200nm)
[0117] C7:SnowtexMP- 4540M(平均粒径:450nm)
[0118] (有机烷氧基硅烷)
[0119] D1:乙締基S乙氧基硅烷
[0120] D2:四乙氧基硅烷
[0121 ] D3 :氨基丙基二乙氧基硅烷
[0122]D4 : 丫 一缩水甘油氧基丙基S乙氧基硅烷
[0123] (成分B)
[0124]作为无机粒子(成分B),将化3(P〇4)2? 4&0利用使用有氧化错珠粒的球磨进行粉 碎,使用W下的平均粒径的憐酸锋粒子。在水加入该憐酸锋粒子形成悬浊液后,用5ym的 滤纸进行过滤,用粒度分布测定装置(型号名:NanotracEX150,日机装株式会社制)测定 憐酸锋粒子的平均粒径。
[0125] B1 :憐酸锋粒子(平均粒径:lOnm)
[0126] B2 :憐酸锋粒子(平均粒径:50nm)
[0127] B3 :憐酸锋粒子(平均粒径:lOOnm)
[0128] B4 :憐酸锋粒子(平均粒径:300nm)
[0129] B5 :憐酸锋粒子(平均粒径:500nm)
[0130] B6 :憐酸锋粒子(平均粒径:600nm)
[0131] (成分巧
[0132] E1 :错石氣化锭(商品名:森田化学工业株式会社)
[0133] E2 :碳酸错锭(商品名:ZIRC0Z化AC- 7,第一稀元素化学工业株式会社制)
[0134] E3 :碳酸错钟(商品名:ZIRC0Z化ZK- 10,第一稀元素化学工业株式会社制)
[0135] (成分巧
[0136] F1 :阳LEXSS-H(商品名,花王株式会社制)
[0137] F2:MegafacF- 444(商品名,DIC株式会社制)
[0138] F3:Surfynol440(商品名,信越化学株式会社制)
[0139] (表面处理剂的调整)
[0140] 使用上述的各成分,W成为表1~表4所示的組成的方式进行制备,准备实施例用 处理剂1~49和比较例用处理剂1~4。
[0141] [表面处理方法]
[0142] 使用准备的实施例用处理剂1~49和比较例用处理剂1~4,在前处理后的金属 材料上,按表5~表9所示的条件进行处理,形成实施例1~67和比较例1~4的表面处 理皮膜。表面处理方法如下,利用棒涂法将各表面处理剂涂装在各试验片上,随后,不进行 水洗,直接送入烘箱中干燥,形成规定的皮膜量的皮膜。利用棒涂法的涂装是将表面处理剂 滴加在试验片上,利用杆号No. 3~No. 5的棒涂机进行的。需要说明的是,该杆号No是将 旧标准的JISK5400的"7. 5棒涂机涂覆"中记载的卷线的直径用密耳单位表示的编号。 根据使用的棒涂机的种类和表面处理剂的浓度,使得调整为规定的皮膜量。干燥溫度通过 烘箱中的气氛溫度和放入烘箱的时间进行调节。此时的干燥溫度表示试验片表面的到达溫 度。
[0143] 需要说明的是,比较例5是将JIS-H- 4000A- 1050材利用上述洗涂手段进行 前处理,接着使用日本帕卡懒精株式会社制的化化ond-AX35 (商品名)W成为规定的皮 膜量的方式进行了憐酸锋处理的产品用作试验片。另外,比较例6是将利用同样的洗涂手 段进行了前处理的JIS-H- 4000A- 1050材如下的浸溃于化成处理液中,W成为规定的 皮膜量的方式进行了憐酸儘处理的产品用作试验片,所述化成处理液是建浴成规定浓度的 日本帕卡懒精制的PF-M1A(商品名)中添加了 55%氨氣酸200mg/L的化成处理液。
[0144] [表U
[0145]
[0146] [表2]
[0147]
[0148] [表 3]
[0149]
[0150] [表 4]
[0151]
[0152] [性能评价]
[0153] 对于利用实施例1~67和比较例1~6的条件处理得到的表面处理皮膜,进行了 W下的性能评价。将其结果与表面处理条件一并示于表5~表9中。W下,◎(级别1)、 O(级别2)和A(级别3)评价为可使用范围,X(级别4)评价为不合格。
[0154] (亲水性)
[0155] 亲水性使用接触角计(型号名:DIGIDR0PD-S,法国GBX公司制)通过利用液滴 法测定的接触角进行评价。接触角测定的是将水滴量规定为2y以滴落30秒后的接触角。 评价基准如下所示。
[0156] ◎(级别1) :5。W下的接触角
[0157] 0(级别2):大于5°且25。W下的接触角
[0158] A(级别3):大于25°且40°W下的接触角
[0159] X(级别4):大于40。的接触角
[0160] (
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