Composición para tratamiento de la superficie metálica, método de tratamiento de la superficie metálica, y material metálico.

Una composición de tratamiento de la superficie metálica usada para tratamiento de la superficie de un metal,

que contiene

por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en un compuesto de circonio y compuesto de titanio, y un compuesto de poliamina que tiene un peso molecular promedio en número de 5.000 a 500.000, en la que dicho compuesto de poliamina contiene de 0,1 mmol a 17 mmol de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en grupo amino primario y secundario por 1 g de contenido sólido,

un contenido de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en dicho compuesto de circonio y compuesto de titanio en dicha composición de tratamiento de la superficie metálica es de 10 ppm a 10.000 ppm con respecto al elemento metálico, y

una relación en masa de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en elemento circonio y elemento titanio incluido en por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en dicho compuesto de circonio y compuesto de titanio es de 0,1 a 100, con respecto a dicho compuesto de poliamina, en la que dicho compuesto de poliamina es un compuesto que tiene por lo menos una de las unidades constituyentes mostradas en la siguiente Fórmula (3)**Fórmula**

en la que en la Fórmula (3), R1 es un grupo alquileno que tiene un número de carbonos de 1 a 6,

en la que R2 es un substituyente mostrado por las siguientes fórmulas (4) a (6),

en la que R3 es -OH, -OR4, o -R5,

en la que R4 y R5 son grupos alquilo que tienen un número de carbonos de 1 a 6,**Fórmula**

en la que en la Fórmula (6), R6 es un átomo de hidrógeno, grupo aminoalquilo que tiene un número de carbonos de 1 a 6, o un grupo alquilo que tiene un número de carbonos de 1 a 6 y

en la que R7 es un átomo de hidrógeno, o un grupo aminoalquilo que tiene un número de carbonos de 1 a 6.

Composición para tratamiento de la superficie metálica, método de tratamiento de la superficie metálica, y material metálico Campo técnico La presente invención se refiere a una composición de tratamiento de la superficie metálica para su uso en el tratamiento de la superficie metálica, a un método de tratamiento de la superficie metálica para tratar la superficie de un material metálico usando la composición de tratamiento de la superficie, y a un material metálico tratado con el método de tratamiento de la superficie metálica.

Antecedentes de la técnica Cuando se va a revestir un artículo que se va a procesar, se somete comúnmente a un tratamiento de la superficie desde el punto de vista de asegurar la resistencia a la corrosión y adhesividad de una película de revestimiento. En particular, cuando un metal (material metálico, estructura metálica) se va de revestir, la superficie metálica se somete a tratamiento de conversión química (tratamiento de la superficie) para formar químicamente una película de revestimiento de conversión química.

Un ejemplo del tratamiento de conversión química es un tratamiento de conversión de cromato con una composición que contiene cromato; sin embargo, se han observado efectos adversos del cromo. En los últimos años, el tratamiento con agentes de tratamiento de fosfato de zinc (tratamiento de fosfato de zinc) , que son agentes de tratamiento libres de cromo (agentes de tratamiento de superficie, agentes de tratamiento de conversión química) se ha generalizado (véase, por ejemplo, el Documento de Patente 1) .

Sin embargo, el agente de tratamiento de fosfato de zinc es altamente reactivo debido al alto contenido de iones metálicos y ácidos que contiene, por consiguiente, este agente de tratamiento ofrece un impacto desfavorable tanto en el coste como en la trabajabilidad durante tratamiento de drenaje. Además, el tratamiento de la superficie metálica con el agente de tratamiento de fosfato de zinc implica la generación y la sedimentación de sales insolubles en agua. Tales precipitados se denominan generalmente lodo, y la retirada y eliminación del lodo genera un coste adicional no deseable. Además, el uso de iones fosfato no es preferible porque pueden afectar al medio ambiente a través de la eutrofización, y el tratamiento del ion fosfato efluente requiere un trabajo considerable. Además, el tratamiento de la superficie metálica con el agente de tratamiento de fosfato de zinc requiere un ajuste de la superficie, que pueden prolongar el procedimiento de tratamiento total.

Además del agente de tratamiento de fosfato de zinc y del agente de tratamiento de conversión de cromato, se conoce un agente de tratamiento de conversión química que contiene un compuesto de circonio (véase, por ejemplo, el Documento de Patente 2) . El agente de tratamiento de conversión química que incluye un compuesto de circonio es un agente de tratamiento con concentraciones de iones metálicos y ácidos que no son tan altas, y por consiguiente su reactividad tampoco es tan alta. Esto ofrece una ventaja de costes favorable y trabajabilidad mejorada durante el tratamiento de drenaje. Tal agente de tratamiento de conversión química es también superior al anteriormente descrito agente de tratamiento de fosfato de zinc con respecto a la inhibición de la generación de lodo.

Sin embargo, una película de revestimiento de conversión química formada con un agente de tratamiento que incluye un compuesto de circonio no se puede decir que tiene buena adhesividad a una película de revestimiento obtenida por electrodeposición catiónica o similares. Por lo tanto, el agente de tratamiento, que incluye un compuesto de circonio, se ha combinado con iones fosfato u otros componentes para mejorar sus propiedades adhesivas y su resistencia a la corrosión. Sin embargo, la combinación de iones fosfato puede provocar la eutrofización descrita anteriormente.

Adicionalmente, se ha intentado un aumento de la adhesividad de la película de revestimiento por la adición de un componente de resina soluble en agua (por ejemplo, consulte el documento de patente 3) . En el documento de patente 3, se describe un agente de tratamiento de conversión química que es una composición de tratamiento de la superficie metálica que incluye la siguiente constitución. A saber, este agente de tratamiento de conversión química es un agente de tratamiento de conversión química que incluye una resina soluble en agua, teniendo la resina soluble en agua por lo menos las unidades constituyentes mostradas por las siguientes fórmulas (1) , (2) .

** (Ver fórmula) **

Basado en este agente de tratamiento de conversión química, con circonio como un componente formador de película de la película de conversión química, y flúor como un agente de ataque químico para el material metálico, sus respectivas acciones pueden mejorar respectivamente la resistencia a la corrosión y la adhesividad del material metálico. Adicionalmente, una resina soluble en agua que tiene un grupo amino, específicamente una resina de polivinilamina y una resina de polialilamina, actuando no sólo sobre la superficie del material metálico, sino también sobre la película de revestimiento formada después del tratamiento de conversión química, puede mejorar la adhesión entre la superficie del material metálico y la película de revestimiento.

Documento de Patente 1: publicación de solicitud de patente japonesa no examinada No. H10-204649.

Documento de Patente 2: publicación de solicitud de patente japonesa no examinada No. H7-310189

Documento de Patente 3: publicación de solicitud de patente japonesa no Examinada No.2004 a 218.074, que se refiere a un agente de conversión química basado en Zr/Ti/Hf, F y una resina soluble en agua de polialilamina o polivinilamina.

El documento EP 1 433 877 A1 describe un método de pretratamiento para revestir superficies metálicas con un agente de revestimiento de conversión química que comprende un compuesto de Zr/Ti/Hf, F y un agente de copulación de amino-silano.

El documento WO 2004/032594 A2 se refiere a una composición acuosa de pH de 2 a 9, que comprende cantidades específicas de 3-aminopropiltrietoxisilano, 3-glicidoxipropil-trimetilsilano, Zr/Hf/Ti y por lo menos un alcohol.

El documento JP 2004-218071 A enseña un agente desengrasante y agente de revestimiento de conversión química basado en Zr/Ti/Hf, F y tensioactivo no iónico de valor de HLB 9-17.

El documento JP 2005-325401 A describe composiciones acuosas basadas en compuesto de Zr, compuesto de F y iones de Al.

Descripción de la invención Problemas a resolver por la invención Sin embargo, en el agente de tratamiento de conversión química descrito en el Documento de Patente 3, si el grupo amino de la resina soluble en agua está presente en exceso en el agente de tratamiento de conversión química, las moléculas de agua serán atraídas por los grupos amino en exceso. Estas moléculas de agua atraídas generarán ampollas en las que se levanta la película de revestimiento, deteriorando las propiedades recubrimiento del metal base junto con la adhesividad de la película de revestimiento y la resistencia a la corrosión.

La presente invención se ha realizado en vista de los problemas descritos anteriormente, y uno de sus objetivos es proporcionar: una composición de tratamiento de la superficie metálica capaz de formar una película de revestimiento de conversión química que puede ofrecer suficientes propiedades de recubrimiento del metal base, adhesividad de la película de revestimiento, y resistencia a la corrosión; un método de tratamiento de la superficie metálica para llevar a cabo el tratamiento de la superficie de un material metálico usando esta composición de tratamiento de la superficie metálica; y un material metálico tratado con este método de tratamiento de la superficie metálica.

Medios para resolver los problemas Los presentes inventores han llevado a cabo una investigación diligente para resolver el problema anterior. Como resultado, han descubierto que el problema anterior se puede resolver especificando el contenido de grupos amina primarios y/o secundarios de un compuesto de poliamina en una composición de tratamiento de la superficie metálica que contiene un compuesto de circonio y/o compuesto de titanio, y un compuesto de poliamina, y de este modo llegaron a y completaron la presente invención. Más específicamente, la invención proporciona lo siguiente.

Los problemas se resuelven con una composición de tratamiento de la superficie metálica usada para el tratamiento de la superficie de un metal, que contiene por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en un compuesto de... [Seguir leyendo]

1. Una composición de tratamiento de la superficie metálica usada para tratamiento de la superficie de un metal, que contiene por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en un compuesto de circonio y compuesto de titanio, y un compuesto de poliamina que tiene un peso molecular promedio en número de 5.000 a 500.000, en la que dicho compuesto de poliamina contiene de 0, 1 mmol a 17 mmol de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en grupo amino primario y secundario por 1 g de contenido sólido, un contenido de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en dicho compuesto de circonio y compuesto 10 de titanio en dicha composición de tratamiento de la superficie metálica es de 10 ppm a 10.000 ppm con respecto al elemento metálico, y una relación en masa de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en elemento circonio y elemento titanio incluido en por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en dicho compuesto de circonio y compuesto de titanio es de 0, 1 a 100, con respecto a dicho compuesto de poliamina, en la que dicho compuesto de poliamina es un compuesto que tiene por lo menos una de las unidades constituyentes mostradas en la siguiente Fórmula (3)

** (Ver fórmula) **

en la que en la Fórmula (3) , R1 es un grupo alquileno que tiene un número de carbonos de 1 a 6, en la que R2 es un substituyente mostrado por las siguientes fórmulas (4) a (6) , 20 en la que R3 es -OH, -OR4, o -R5, en la que R4 y R5 son grupos alquilo que tienen un número de carbonos de 1 a 6,

** (Ver fórmula) **

en la que en la Fórmula (6) , R6 es un átomo de hidrógeno, grupo aminoalquilo que tiene un número de carbonos de 1 a 6, o un grupo alquilo que tiene un número de carbonos de 1 a 6 y en la que R7 es un átomo de hidrógeno, o un grupo aminoalquilo que tiene un número de carbonos de 1 a 6.

2. La composición de tratamiento de la superficie metálica según la reivindicación 1, en la que dicho compuesto de poliamina es un producto producido por una reacción de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en un compuesto que contiene grupos amino primarios y secundarios, y un compuesto A que reduce la actividad de la amina que tiene reactividad con por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en dicho grupo amino primario y secundario.

3. La composición de tratamiento de la superficie metálica según la reivindicación 2, en la que dicho producto se produce por una reacción de 1 mmol a 60 mmol de dicho grupo funcional A con respecto a 100 mmol de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en dicho grupo amino primario y secundario.

4. La composición de tratamiento de la superficie metálica según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en la que dicho grupo funcional A es por lo menos un tipo seleccionado del grupo que consiste en grupo glicidilo, grupo isocianato, grupo aldehído, y grupo anhídrido de ácido.

5. La composición de tratamiento de la superficie metálica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la composición de tratamiento de la superficie metálica tiene un pH de 1, 5 a 6, 5.

6. La composición de tratamiento de la superficie metálica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que contiene adicionalmente un compuesto de flúor, siendo el contenido del elemento flúor libre en la composición de tratamiento de la superficie metálica de 0, 01 a 100 ppm.

7. La composición de tratamiento de la superficie metálica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que contiene adicionalmente por lo menos un agente oxidante seleccionado del grupo que consiste en ácido nítrico, ácido nitroso, ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, ácido persulfúrico, ácido fosfórico, compuesto que contiene grupo ácido carboxílico, compuesto que contiene grupo ácido sulfónico, ácido clorhídrico, ácido brómico, ácido clórico, peróxido de hidrógeno, HMnO4, HVO3, H2WO4, H2MoO4, y sus sales.

8. La composición de tratamiento de la superficie metálica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que contiene adicionalmente por lo menos un elemento metálico seleccionado del grupo que consiste en magnesio, cinc, calcio, aluminio, galio, indio, cobre, hierro, manganeso, níquel, cobalto, cerio, estroncio, elementos de tierras raras, y plata.

9. La composición de tratamiento de la superficie metálica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que contiene adicionalmente por lo menos un tensioactivo seleccionado del grupo que consiste en tensioactivos no iónicos, tensioactivos aniónicos, tensioactivos catiónicos, y tensioactivos anfolíticos.

10. Un método de tratamiento de la superficie metálica para tratar la superficie de un material metálico, que comprende:

una etapa de contacto con disolución de tratamiento de poner en contacto una disolución de tratamiento de la superficie metálica que contiene la composición de tratamiento de la superficie metálica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 con dicho material metálico; y una etapa de lavado con agua, de lavar con agua el material metálico después de dicha etapa de contacto con la disolución de tratamiento.

11. El método de tratamiento de la superficie metálica según la reivindicación 10, en el que el material metálico se somete simultáneamente a tratamiento de desengrasado en la etapa de contacto con la disolución de tratamiento.

12. El método de tratamiento de la superficie metálica según la reivindicación 10 u 11, en el que el material metálico se electroliza como cátodo en la etapa de contacto con la disolución de tratamiento.

13. El método de tratamiento de la superficie metálica según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, que comprende una etapa de contacto con ácido de poner en contacto el material metálico después de la etapa de lavado con agua con una disolución acuosa ácida que contiene por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en cobalto, níquel, estaño, cobre, titanio, y circonio.

14. El método de tratamiento de la superficie metálica según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, que comprende una etapa de contacto con disolución que contiene polímero de poner en contacto el material metálico después de la etapa de lavado con agua con una disolución que contiene polímero que contiene por lo menos uno de un compuesto polimérico soluble en agua y un compuesto polimérico dispersable en agua.

15. Un material metálico tratado por un método de tratamiento de la superficie metálica según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14.

16. El material metálico según la reivindicación 15, que tiene una capa de revestimiento de tratamiento de la superficie sobre una superficie de material metálico basado en hierro, en el que dicha capa de revestimiento de tratamiento de la superficie contiene por lo menos 10 mg/m2 de elemento circonio o elemento titanio, y una relación en masa de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en elemento circonio y elemento titanio con respecto al elemento nitrógeno según el análisis de XPS de dicha capa de revestimiento de tratamiento de la superficie es de 0, 05 a 500.

17. El material metálico según la reivindicación 15 que tiene una capa de revestimiento de tratamiento de la superficie sobre una superficie de material metálico basado en cinc, en el que

dicha capa de revestimiento de tratamiento de la superficie contiene por lo menos 10 mg/m2 de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en elemento circonio y elemento titanio, y una relación en masa de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en elemento circonio y elemento titanio con respecto al elemento nitrógeno según el análisis de XPS de dicha capa de revestimiento de tratamiento de la superficie es de 0, 05 a 500.

18. El material metálico según la reivindicación 15 que tiene una capa de revestimiento de tratamiento de la superficie sobre una superficie de material metálico basado en aluminio, en el que dicha capa de revestimiento de tratamiento de la superficie contiene por lo menos 5 mg/m2 de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en elemento circonio y elemento titanio, y una relación en masa de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en elemento circonio y elemento titanio con respecto al nitrógeno según el análisis de XPS de dicha capa de revestimiento de tratamiento de la superficie es de 0, 05 a 500.

19. El material metálico según la reivindicación 15 que tiene una capa de revestimiento de tratamiento de la superficie sobre una superficie de material metálico de magnesio, en el que dicha capa de revestimiento de tratamiento de la superficie contiene por lo menos 5 mg/m2 de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en elemento circonio y elemento titanio, y una relación en masa de por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en elemento circonio y elemento titanio con respecto al nitrógeno según el análisis de XPS de dicha capa de revestimiento de tratamiento de la superficie es de 0, 05 a 500.