專利名稱：用抑制腐蝕的聚合物層涂覆金屬表面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用抑制腐蝕的聚合物層涂覆金屬表面的方法。
為保護(hù)金屬表面免遭腐蝕，目前采用的常規(guī)技術(shù)是用從含鉻(III)或鉻(VI)的電解液中沉淀出的轉(zhuǎn)化層(conversion layer)涂覆金屬表面。該方法是公知的且廣泛用于工業(yè)，如汽車工業(yè)和其它工業(yè)。用鉻涂覆的金屬表面顯示良好的耐腐蝕能力。但是，由于鉻(VI)對環(huán)境的不利影響，要避免使用含鉻電解液，尤其是含鉻(VI)電解液。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供抑制金屬表面腐蝕的涂層，其完全不含鉻，但具有和鉻轉(zhuǎn)化層相同的抑制腐蝕能力。
通過權(quán)利要求1的方法實現(xiàn)了這個目的。
+3氧化態(tài)的磷可通過氫鍵與金屬襯底的氧化物表面相互作用。所用含磷的酸中的烴基(alkyl)不參與和金屬表面的成鍵，因此可自由地與單體樹脂或聚合物樹脂反應(yīng)。該樹脂將在表面上形成聚合物涂層，密封表面使之免遭腐蝕。通過酸中的磷和金屬表面上的氧化物之間的氫鍵，在金屬表面上固定(anchored)聚合物涂層。
意外地，可發(fā)現(xiàn)下述膦酸顯示了酸的磷核和表面的氧化物之間的量佳相互作用。已確定乙烯基是與多種單體樹脂和/或聚合物樹脂反應(yīng)的適合的烴基。
因此，對實施根據(jù)本發(fā)明的方法最有用的酸是，下述的乙烯膦酸(VPA)。
適合的單體樹脂或聚合物樹脂是有下列通式結(jié)構(gòu)的樹脂 其中R為H、烷基、乙氧基烷基、丙氧基烷基或OH基團(tuán)，且x、y代表摩爾％。
典型的分子量范圍優(yōu)選為25000至100000。也可采用，上面以酸的形式表示的聚合物，也可通過部分中和或完全中和的鈉鹽或鉀鹽的形式來使用。
所述聚合物也可以與其它乙烯膦酸基酯(Vinyl-phosphonate)聚合物聚合。
在實踐中，通過步驟間設(shè)有沖洗步驟的幾個隨后的浸漬和干燥步驟，實施根據(jù)本發(fā)明的方法。典型的過程例如1.表面預(yù)處理2.沖洗3.堿性鍍鋅4.沖洗5.在含乙烯膦酸(VPA)的溶液中浸漬6.干燥
7.在含單體樹脂和/或聚合物樹脂的溶液中浸漬8.干燥下列實施方案代表本發(fā)明的實施例，本發(fā)明并不限于這些實施方案。
實施例1VPA溶液將2％固體材料溶于水中，類型 用氫氧化鈉和/或磷酸將pH調(diào)節(jié)至pH＝2。
實施例2密封溶液10％的具有不同MW的固體聚乙烯蠟，用陰離子表面活性劑乳化，用氫氧化鈉和/或乙酸調(diào)節(jié)pH至9.2。
實施例3順序1用標(biāo)準(zhǔn)的酸性或堿性電解液鍍鋅平均10μm。在此情況下，按照數(shù)據(jù)表條件的具體“ENTHOBRITE NCZ尺寸”。
逐級(Cascade)水沖洗(2×1分鐘)。
室溫下浸沒(immersion)在VPA溶液中(實施例1)30秒并溫和攪拌。
在烘箱中80℃下干燥10分鐘。
室溫下浸沒在密封溶液中(實施例2)30秒(使過量密封溶液滴完)。
在烘箱中80℃下干燥10分鐘。
權(quán)利要求
1.在金屬表面涂覆抑制表面腐蝕的聚合物層的方法，其特征在于下列步驟(a)使所述金屬表面與含酸溶液接觸，其中所述的酸含+3氧化態(tài)的磷和烴基，其中所述的烴基能與塑料單體(plastic monomer)或聚合物相互作用，和(b)使步驟(a)的經(jīng)酸溶液處理的所述金屬表面和含單體樹脂或聚合物樹脂或單體樹脂與聚合物樹脂混合物的溶液接觸，其中所述的單體樹脂和/或聚合物樹脂能與步驟(a)所用的酸的羧基相互作用。以在所述的金屬表面形成附著(adherent)的密封層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(a)所述的酸是膦酸衍生物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中步驟(a)的酸中的所述烴基是乙烯基。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其中用于步驟(a)的所述的酸是乙烯膦酸。
5.如權(quán)利要求1或4的一項所述的方法，其中用于步驟(b)的單體樹脂和/或聚合物樹脂是至少一種樹脂選自聚乙烯(蠟)、聚丙烯酸酯、聚胺、聚酰胺、聚氨酯(urethane)、聚醚、聚酯和聚硅酸酯或它們的混合物組成的組。
全文摘要
本發(fā)明涉及用抑制腐蝕的聚合物層涂覆金屬表面的方法，根據(jù)本發(fā)明，通過下列步驟用聚合物層涂覆金屬表面以抑制表面的腐蝕使所述金屬表面與含酸溶液接觸，其中所述的酸含+3氧化態(tài)的磷和烴基，其中所述的烴基可與塑料單體或聚合物相互作用，和使上面步驟中經(jīng)酸溶液處理的所述金屬表面和含單體樹脂或聚合物樹脂或單體樹脂與聚合物樹脂混合物的溶液接觸，其中所述的單體樹脂或聚合物樹脂可與第一步驟所用的酸的羧基相互作用。通過所述步驟，在所述的金屬表面上形成附著的密封層。
文檔編號C23C22/78GK1847454SQ200610073539
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月13日
發(fā)明者馬可·L·A·D·梅爾滕斯, 勒內(nèi)·范·斯?？?申請人:恩通公司