金屬表面處理劑及金屬表面處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明有關(guān)于一種金屬表面處理劑及金屬表面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] W往，對各種金屬基材進(jìn)行表面處理W賦予其耐腐蝕性。尤其對構(gòu)成汽車的金屬 基材，通常使用憐酸鋒處理。但是，此憐酸鋒處理具有下述問題：會大量產(chǎn)生作為副產(chǎn)物的 渺渣。因此，要求不使用憐酸鋒的新一代的表面處理，作為其中之一，正在推進(jìn)研究使用了 包含錯、鐵及給等的表面處理劑（W下，稱為"錯系表面處理劑"）的表面處理。
[0003] 此外，對于需要較高的耐腐蝕性的構(gòu)成汽車的金屬基材，通常在表面處理后實(shí)施 陽離子電沉積涂裝。作為實(shí)施陽離子電沉積涂裝的原因，除了因為通過陽離子電沉積涂 裝獲得的涂膜的耐腐蝕性優(yōu)異W外，很大一部分原因是在于陽離子電沉積涂裝具有所謂的 "均鍛能力（throwingpower)"，即，可對具有復(fù)雜形狀的汽車車身的各個角落涂裝。
[0004] 然而，當(dāng)對利用上述錯系表面處理劑進(jìn)行了表面處理的金屬基材，進(jìn)行陽離子電 沉積涂裝時，在上述均鍛能力方面可能會難W獲得充分的效果。運(yùn)樣，當(dāng)進(jìn)行陽離子電沉積 涂裝時，若均鍛能力不充分，則無法獲得充分的耐腐蝕性。
[0005] 例如，在專利文獻(xiàn)1中，記載有一種金屬表面用化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液，該金屬表面用化 學(xué)轉(zhuǎn)化處理液含有選自水溶性鐵化合物及水溶性錯化合物的至少一種化合物、與作為穩(wěn)定 劑的具有多個官能團(tuán)的有機(jī)化合物，作為上述有機(jī)化合物，可列舉例如乳酸等具有多個簇 基的化合物。但是，在專利文獻(xiàn)1中，雖然記載有經(jīng)金屬表面用化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液處理的金屬 基材表面與電沉積涂膜的涂裝密合性及耐腐蝕性，但未記載電沉積涂裝性（平滑性及均鍛 能力）。
[0006] 在專利文獻(xiàn)2中，記載有具有親電子反應(yīng)性官能團(tuán)的錯系表面處理劑。但是，專利 文獻(xiàn)2中記載的表面處理劑，是用作通過對金屬基材表面進(jìn)行涂布、干燥而形成皮膜的類 型的金屬表面處理劑（所謂的"涂布型表面處理劑"），而不是通過由金屬基材表面的蝕刻 所引起的抑變動來形成皮膜的類型的金屬表面處理劑（所謂的"反應(yīng)型表面處理劑")。此 夕F，在專利文獻(xiàn)2中，由于未記載對利用金屬表面處理劑進(jìn)行表面處理后的金屬基材進(jìn)行 電沉積涂裝的內(nèi)容，因此當(dāng)然也沒有記載電沉積涂裝性（平滑性及均鍛能力）。
[0007] 在專利文獻(xiàn)3中，記載有W下內(nèi)容：當(dāng)對利用包含錯離子及錫離子的陽離子電沉 積涂裝用金屬表面處理劑進(jìn)行表面處理后的金屬基材，進(jìn)行陽離子電沉積涂裝時，可表現(xiàn) 出良好的均鍛能力。進(jìn)一步，在專利文獻(xiàn)3中，記載有W下內(nèi)容：也可W在陽離子電沉積涂 裝用金屬表面處理劑中，添加作為防誘劑的苯并=挫。但是，就專利文獻(xiàn)3中記載的表面處 理劑而言，也有時無法表現(xiàn)出可令人滿意的均鍛能力。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :國際公開第2011/002040號
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2001-329379號公報
[0012] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2008-291345號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明所要解決的問題
[0014] 如上所述，現(xiàn)狀是尚未發(fā)現(xiàn)能夠賦予金屬基材充分的耐腐蝕性和優(yōu)異的電沉積涂 裝性的金屬表面處理劑。
[0015] 本發(fā)明是為了解決上述問題而完成，其目的在于提供一種金屬表面處理劑及金屬 表面處理方法，其可提高金屬基材的耐腐蝕性，并且賦予優(yōu)異的電沉積涂裝性（平滑性及 均鍛能力）。
[0016] 用于解決問題的方法
[0017] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過使金屬表面處理劑中含有特定有機(jī)化合物，能夠達(dá)成上述目 的，從而完成本發(fā)明。
[0018] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明是一種金屬表面處理劑，其用于金屬基材的電沉積涂 裝預(yù)處理，前述金屬表面處理劑包含：選自由錯、鐵及給組成的組的1種或2種W上的金屬 元素（A);選自由硅烷偶聯(lián)劑、其水解物及其聚合物組成的組的1種或2種W上的偶聯(lián)劑 度）；及含有親電子反應(yīng)性基團(tuán)的化合物（C);前述含有親電子反應(yīng)性基團(tuán)的化合物（C)的 一分子中包含同素環(huán)及雜環(huán)，且在20°C下的水溶解性為0. 2~30g/l，當(dāng)將前述金屬元素 (A)W質(zhì)量為基準(zhǔn)的含量設(shè)為Wa、前述偶聯(lián)劑度）W質(zhì)量為基準(zhǔn)的含量設(shè)為師、前述含有親 電子反應(yīng)性基團(tuán)的化合物（C)W質(zhì)量為基準(zhǔn)的含量設(shè)為Wc時，滿足下述式（1)的關(guān)系。
[0019] [數(shù)學(xué)式^
[0020] 1 < (Wb+Wc)/Wa《20 (1)
[0021] 優(yōu)選前述含有親電子反應(yīng)性基團(tuán)的化合物（C)是選自由嚷挫系化合物、=挫系化 合物、化挫系化合物及咪挫系化合物組成的組的1種或2種W上的化合物。 陽022] 優(yōu)選前述金屬元素（A)的含量為25~400質(zhì)量ppm,前述偶聯(lián)劑做的含量為 20~500質(zhì)量ppm,前述含有親電子反應(yīng)性基團(tuán)的化合物（C)的含量為50~400質(zhì)量ppm。
[0023] 優(yōu)選前述偶聯(lián)劑度）是選自由W下物質(zhì)組成的組的1種或2種W上的偶聯(lián)劑：含 有氨基的硅烷偶聯(lián)劑、含有環(huán)氧基的硅烷偶聯(lián)劑、含有氨基的硅烷偶聯(lián)劑的水解物、含有環(huán) 氧基的硅烷偶聯(lián)劑的水解物、含有氨基的硅烷偶聯(lián)劑的聚合物及含有環(huán)氧基的硅烷偶聯(lián)劑 的聚合物。
[0024] 優(yōu)選前述金屬表面處理劑的抑為3~6。
[0025] 優(yōu)選前述金屬基材包含選自鋒、鐵及侶的1種或2種W上。
[00%] 此外，本發(fā)明提供一種金屬表面處理方法，其在電沉積涂裝前，對包含鋒、鐵及侶 中的至少一者的金屬基材進(jìn)行表面處理，前述金屬表面處理方法包括W下工序：表面處理 工序，使用上述金屬表面處理劑對前述金屬基材進(jìn)行表面處理；及水洗工序，對進(jìn)行前述表 面處理后的前述金屬基材進(jìn)行水洗處理。
[0027] 此外，本發(fā)明提供一種金屬基材，其形成有金屬表面處理皮膜，前述金屬表面處理 皮膜是由前述金屬表面處理方法獲得。
[00測發(fā)明效果
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，可W提供能夠提高金屬基材的耐腐蝕性并且賦予優(yōu)異的電沉積涂裝 性（平滑性及均鍛能力）的金屬表面處理劑及金屬表面處理方法。
【附圖說明】
[0030] 圖1是表示評價均鍛能力時使用的箱子的一例的立體圖。
[0031] 圖2是示意性地表示均鍛能力的評價的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] W下，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0033] 本發(fā)明是一種金屬表面處理劑，其用于金屬基材的電沉積涂裝預(yù)處理，前述金屬 表面處理劑包含：選自由錯、鐵及給組成的組的1種或2種W上的金屬元素（A);選自由娃 燒偶聯(lián)劑、其水解物及其聚合物組成的組的1種或2種W上的偶聯(lián)劑度）；及含有親電子反 應(yīng)性基團(tuán)的化合物（C);前述含有親電子反應(yīng)性基團(tuán)的化合物（C)的一分子中包含同素環(huán) 及雜環(huán)，且在20°C下的水溶解性為0.2~30g/l，當(dāng)將前述金屬元素（A)W質(zhì)量為基準(zhǔn)的含 量設(shè)為Wa、前述偶聯(lián)劑度）W質(zhì)量為基準(zhǔn)的含量設(shè)為Wb、前述含有親電子反應(yīng)性基團(tuán)的化 合物（C)W質(zhì)量為基準(zhǔn)的含量設(shè)為Wc時，滿足下述式（1)的關(guān)系。
[0034] [數(shù)學(xué)式引
[0035] 1 < (Wb+Wc)/Wa《20 (1)
[0036] <金屬基材〉
[0037] 本發(fā)明的金屬表面處理劑是用W處理金屬基材的表面。作為利用本發(fā)明的金屬表 面處理劑處理表面的金屬基材，優(yōu)選為包含選自鋒、鐵及侶的1種或2種W上的金屬基材。 包含選自鋒、鐵及侶的1種或2種W上的金屬基材，可在金屬表面處理后，優(yōu)選地供陽離子 電沉積涂裝用。
[003引作為包含選自鋒、鐵及侶的1種或2種W上的金屬基材，可列舉：包含鋒及/或其 合金的鋒系基材；包含鐵及/或其合金的鐵系基材；及包含侶及/或其合金的侶基材。 [0039] 作為包含選自鋒、鐵及侶的1種或2種W上的金屬基材，更詳細(xì)而言，可列舉例如： 鍛鋒鋼板、鍛鋒-儀鋼板、鍛鋒-鐵鋼板、鍛鋒-銘鋼板、鍛鋒-侶鋼板、鍛鋒-鐵鋼板、鍛 鋒-儀鋼板、鍛鋒-儘鋼板等鋒系電鍛、熱浸鍛、蒸鍛鋼板等鍛鋒或鋒系合金鋼板；冷社鋼 板、熱社鋼板等鐵系基材；5000系列侶合金、6000系列侶合金等侶系基材。 W40] <選自由錯、鐵及給組成的組的1種或2種W上的金屬元素（A)〉
[0041] 本發(fā)明的金屬表面處理劑，含有選自由錯、鐵及給組成的組的1種或2種W上的金 屬元素（A)。金屬元素（A)是表面皮膜形成成分，通過在金屬基材上形成包含選自由錯、鐵 及給組成的組的1種或2種W上的金屬元素的表面皮膜，能夠提高基材的耐腐蝕性或耐磨 性，進(jìn)一步提高與涂膜的密合性。
[0042] 上述錯的供應(yīng)源并未特別限定，可列舉例如=KzZrFe等堿金屬氣錯酸鹽、（畑4)zZrFe等氣錯酸鹽、等氣錯酸、氣化錯、氧化錯及硝酸錯等。
[0043] 上述鐵的供應(yīng)源并未特別限定，可列舉例如：堿金屬氣鐵酸鹽、（NH4)2TiFe等氣鐵 酸鹽、HzTiFe等氣鐵酸、氣化鐵及二氧化鐵等。 W44] 上述給的供應(yīng)源并未特別限定，可列舉例如=HzH評e等氣給酸、氣化給等。
[0045] 上述金屬元素（A)的供應(yīng)源可含有氣，也可不含氣。作為上述金屬元素（A)的供 應(yīng)源，從皮膜形成的性能高的方面考慮，優(yōu)選為氣化錯或硝酸錯。
[0046] 本發(fā)明的金屬表面處理劑中金屬元素（A)的含量優(yōu)選為25~