CN109072474A - 用于在浸涂工艺顺序中抑制因设备设计造成的磷酸盐残留的传送机框架处理 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于多个金属结构部件的防腐蚀预处理的方法，其中，在浸涂处理步骤中可有效地防止携带来自酸钝化的水溶性磷酸盐，所述钝化包括溶解在水中作为活性组分的磷酸盐并且可特别地是磷化。在根据本发明的方法中，借助于传送框架将结构部件传导通过预处理线的所有处理步骤，并且由结构部件和传送框架组成的传输对仅在浸涂后分离，并且用于将预处理过的结构部件输送到烘烤步骤，因此释放传送框架以再次接收待预处理的结构部件。根据本发明的方法，在仅提供传送框架的处理的单独工艺步骤中，传送框架的至少在酸钝化期间先前已经与含有水溶性磷酸盐的水性处理溶液接触的部分出于调理的目的而现在与含有元素铁、铝、钙、镁、锌、铬(III)、钛和/或锆的水溶性化合物的酸性含水试剂接触，基于所述含水试剂，其总量为至少0.1g/kg。根据本发明，在传输对已经分离以使预处理过的结构部件输送到烘烤步骤之后进行上述过程，因此传送框架被释放以便再次接收待预处理的结构部件。

Description

用于在浸涂工艺顺序中抑制因设备设计造成的磷酸盐残留的 传送机框架处理

本发明涉及一种用于多个金属结构部件的防腐蚀预处理的方法，其中，在浸涂处理步骤中可有效地防止携带来自酸钝化的水溶性磷酸盐，所述钝化包括溶解在水中作为活性组分的磷酸盐并且可特别地是磷化。在根据本发明的方法中，借助于传送框架将结构部件传导通过预处理线的所有处理步骤，并且由结构部件和传送框架组成的传输对仅在浸涂后分离，并且用于将预处理过的结构部件输送到烘烤步骤，因此释放传送框架以再次接收待预处理的结构部件。根据本发明的方法，在仅提供传送框架的处理的单独工艺步骤中，传送框架的至少在酸钝化期间先前已经与含有水溶性磷酸盐的水性处理溶液接触的部分出于调理的目的而现在与含有元素铁、铝、钙、镁、锌、铬(III)、钛和/或锆的水溶性化合物的酸性含水试剂接触，基于所述含水试剂，其总量为至少0.1g/kg。根据本发明，在传输对已经分离以使预处理过的结构部件输送到烘烤步骤之后进行上述过程，因此传送框架被释放以便再次接收待预处理的结构部件。

工艺顺序包括基于水溶性磷酸盐的酸钝化，然后是浸涂的金属结构部件(特别是由锌、铁、钢、镀锌钢和/或铝材料组成的部件)的防腐预处理已在现有技术中使用了数十年。在这种情况下，根据EP 2503025，酸钝化可以导致结晶磷酸盐层的形成，或者简单地形成含无定形磷酸盐的涂层，例如在EP 2215285所述的锆磷化处理的情况下。以这种方式钝化的金属结构部件通常在漂洗后立即转到浸涂处理步骤。介于钝化和随后的浸涂之间的漂洗步骤的唯一目的是除去附着在结构部件上的湿膜中含有的钝化的活性组分，以获得可再现的表面，任选地将所述活性组分再循环至前面的处理步骤中，并使所谓的“过残留(dragover)”(即所述活性组分被带入浸涂的程度)最小化。由于浸渍浴的稳定性及其组成对于浸涂的品质和可再现性以及烘烤涂料时的工艺控制有直接负面影响，因此问题经常特别与来自工艺顺序中先前处理步骤的被携带进入浸涂的活性组分相关。这尤其适用于被携带的溶解的磷酸盐，该磷酸盐在浸涂中一方面可影响分散的涂料组分的沉积特性，特别是在电泳浸渍涂料的情况下，另一方面通过沉淀反应可以降低用于浸渍涂料的后续固化的基于所选的重金属的基本催化剂/交联剂的有效浓度。携带的溶解的磷酸盐可导致浸渍涂料的烘烤温度升高。特别是在浸渍涂料除分散的树脂外还含有钇和/或铋的水溶性盐的情况下，可以观察到当携带溶解的磷酸盐时烘烤温度升高。尽管通过一系列中间漂洗循环可以在此类预处理线中容易地控制溶解的磷酸盐的携带，但是还不能完全消除下述类型设施中的携带现象：在该设施中，通过传送框架引导待预处理的结构部件通过上述预处理线的所有处理步骤，然后湿化学预处理过的结构部件与传送框架分离，并用于提供浸渍涂料的干燥、成膜和固化的烘烤步骤，而被释放的传送框架接收待预处理的另一结构部件，以再次引导所述结构部件通过所有处理步骤。在预处理线的准连续操作期间重复该程序，直到必须对输送框架进行维护为止，并且从所述框架上机械地除去粘附的涂料凝结物，然后可将其再次用于接收待预处理的结构部件。在这种设施中，已经发现，溶解的磷酸盐的携带在传送框架维护间隔期间几乎连续地增加，因此，尽管中间漂洗的设置对这种预处理线的成本效益不利，但是，只有非常短的传送框架维护间隔才能克服浸渍涂料的高烘烤温度的缺点。因此，本发明的目的是提高用于一系列的结构部件的防腐蚀预处理的此类方法的成本效益。

该目的通过一种用于一系列的多个金属结构部件的防腐蚀预处理的方法来实现，其包括至少一个基于含有溶解的磷酸盐的水性处理溶液的酸钝化，和浸涂，各自为湿化学处理步骤，在防腐蚀预处理的工艺顺序中，浸涂处理步骤始终在酸钝化步骤后进行，其中，由传送框架接收来自所述系列的待预处理的各个结构部件，然后根据所述工艺顺序将由所述结构部件和所述传送框架组成的传输对引导通过湿化学处理步骤，并且分离所述传输对并且仅在最终处理步骤之后卸下预处理过的结构部件，并且随后由此被释放的传送框架接收来自所述系列的待预处理的接下来的结构部件，以再次通过所述工艺顺序用于该结构部件的防腐蚀预处理，所述传送框架通过所述工艺顺序的频度为对所述多个结构部件进行防腐预处理所需要的，并且各个传送框架的至少一部分在湿化学处理步骤期间接触酸钝化和浸涂，其特征在于，在最后的处理步骤之后被释放的各个传送框架的至少先前在酸钝化期间与含有溶解的磷酸盐的水性处理溶液接触的部分，出于调理的目的并且在接收待预处理的后续结构部件之前，与含有元素铁、铝、钙、镁、锌、铬(III)、钛和/或锆的水溶性化合物的酸性含水试剂接触，基于该含水试剂，其总量为至少0.1g/kg。

在本发明的这种方法中，进行金属结构部件的防腐蚀预处理，同时可有效抑制从酸钝化经传送框架携带溶解的磷酸盐到浸涂中。由于在本发明的方法中，各个传送框架重复地通过浸渍涂料，具有显著的层厚度的涂料凝结物积聚在传送框架的重复与浸渍涂料接触的区域上，而不会随后被烘烤。然而，在本发明的方法中，在递送涂布有尚未烘烤的浸渍涂料的湿化学预处理过的结构部件后，且在已经接收新的待处理的结构部件之前，附着的涂料凝结物对溶解的磷酸盐的吸收能力通过用于调理的酸性含水试剂处理的传送框架本身而最小化。这令人惊讶地使附着在传送框架上的涂料凝结物吸收活性组分，并且在随后的用于后续结构部件的防腐蚀预处理的工艺顺序的酸钝化期间导致吸收的溶解磷酸盐固定在附着在传送框架上的涂料凝结物上。由此固定的磷酸盐在随后的浸涂中不被释放。因此，通常由传送框架引起的溶解的磷酸盐的携带显著减少，因此浸涂的品质在一系列的结构部件的预处理过程中不劣化，和/或考虑到交联催化剂如钇和/或铋的沉淀，不必升高涂料的烘烤温度。

当多个金属结构部件通过用于防腐蚀预处理的工艺顺序的湿化学处理步骤时，进行本发明的连续预处理，各个结构部件以彼此暂时偏离的方式通过所述工艺顺序的各个处理步骤。

当结构部件至少部分地由至少一种金属材料(优选锌、铁、铝和相应的合金，条件是在各个情况中上述元素形成超过50原子％的主合金组分)和镀锌钢组成时，存在本发明意义上的金属结构部件。

本发明意义上的酸钝化表示湿化学处理步骤，在该处理步骤中形成含磷酸盐的钝化涂层。为此目的，酸钝化基于pH小于7且含有溶解的磷酸盐的含水试剂，水中溶解的磷酸盐以水合化合物的形式存在，是磷酸根离子源。

本发明意义上的浸涂表示湿化学处理步骤，在该步骤中，可固化的涂料凝结物沉积在金属结构部件上，然后形成膜并在随后的处理步骤中通过烘烤固化。为此目的，浸涂基于含有至少一种分散的有机树脂的含水试剂，基于该含水试剂，有机树脂的量为至少1重量％。在优选的实施方案中，浸渍涂料可以电泳沉积，在特别优选的实施方案中，通过施加电流而电泳沉积，金属结构部件作为阴极连接。在后一情况下，这是阴极式浸涂，其中在与金属结构部件的界面处的碱性pH变化造成分散的树脂颗粒凝结，并因此在结构部件上形成层。已经发现，特别是来自阴极式浸涂的涂料凝结物促进了溶解的磷酸盐的吸收。在这种情况下，树脂颗粒的正ζ电位或聚合物中的正电荷密度导致相对高的吸收能力，并且所得物增大了溶解的磷酸盐由附着在传送框架上的涂料凝结物而携带进入浸涂中的趋势。

在本发明的方法的具体实施方案中，优选的浸涂是阴极式浸涂，优选地，除分散的树脂外还含有元素铋和/或钇的至少一种水溶性化合物。确切地说，这些元素在溶解的磷酸盐的存在下具有形成微溶盐的趋势，因此这种浸涂的结果在很大程度上取决于溶解的磷酸盐的携带。

在本发明的意义上，用于防腐蚀预处理的工艺顺序包括指定顺序的湿化学处理步骤，从由传送框架接收待处理的结构部件，至移除预处理过的结构部件以输送到烘烤步骤，各个单独的湿化学处理步骤使结构部件和传送框架的至少部分与含水试剂接触。

本发明的意义上的传送框架表示用于将结构部件输送通过所有湿化学处理步骤的框架，根据本发明的工艺顺序，这些步骤在空间上彼此分离。框架可以是能够接收和传输结构部件的任何空间设计。在所述工艺顺序期间，传送框架和待预处理的结构部件形成传输对。当所述工艺顺序结束时，移除预处理过的结构部件并使其可用于烘烤步骤(“卸下”)；一旦移除预处理过的结构部件，可再次释放传送框架并且可以接收另一待预处理的结构部件。通常，出于经济的原因，优选使用多个传送框架来准连续地处理一系列的多个结构部件。优选地，传送框架的数量至少对应于湿化学处理步骤的数量。

在本发明的方法的优选实施方案中，用于调理被释放的传送框架的酸性含水试剂至少含有元素铁和/或铝的水溶性化合物，优选元素铁的水溶性化合物，特别优选水溶性铁(III)化合物，基于所述含水试剂，在各种情况下铁和/或铝的量优选为至少0.1g/kg。

根据本发明，还优选酸性含水调理试剂至少含有元素铁的水溶性化合物，并且该调理试剂的pH不大于3.0。

在本发明的意义上，当化合物在20℃的温度下具有不大于1μScm^-1的电导率的去离子水中的溶解度为至少1g/l时，化合物是“水溶性的”。

特别优选酸性含水调理试剂基本上不含溶解的磷酸盐。这意味着在该含水试剂中含有小于100mg/kg，优选小于50ppm的溶解的磷酸盐，以PO₄计算。

此外，优选地，为了保持传送框架的单独处理的效果以抑制溶解的磷酸盐的携带，酸钝化的处理步骤之前，在一系列的结构部件的防腐蚀预处理工艺顺序中进行这种作为湿化学处理步骤的清洁/脱脂，其中基于含水清洁溶液进行清洁和脱脂，其pH高于6，优选高于8，特别优选高于10。这确保了附着在传送框架上的涂料凝结物和包含在所述涂料凝结物中的用于处理传送框架的活性组分保留在涂料凝结物中并且不会被释放到清洁/脱脂中。

此外，常规且因此优选的是，在本发明的方法中用于一系列的多个结构部件的防腐蚀预处理的工艺顺序之后进行浸渍涂料的烘烤以形成固化的涂料涂层，优选地，传送框架、但不是与用于防腐蚀预处理的工艺顺序相关的那种传送框架再次接收预处理过的结构部件，并将所述部件转移到烘烤步骤和任选存在的后续步骤以进一步涂覆。

Claims (6)

1.用于一系列的多个金属结构部件的防腐蚀预处理的方法，其包括至少一个基于含有溶解的磷酸盐的水性处理溶液的酸钝化，和浸涂，各自为湿化学处理步骤，在防腐蚀预处理的工艺顺序中，浸涂处理步骤始终在酸钝化步骤后进行，其中，由传送框架接收来自所述系列的待预处理的各个结构部件，然后根据所述工艺顺序将由所述结构部件和所述传送框架组成的传输对引导通过湿化学处理步骤，并且分离所述传输对并且仅在最终处理步骤之后卸下预处理过的结构部件，并且随后由此被释放的传送框架接收来自所述系列的待预处理的接下来的结构部件，以再次通过所述工艺顺序用于该结构部件的防腐蚀预处理，所述传送框架通过所述工艺顺序的频度为对所述多个结构部件进行防腐预处理所需要的，并且各个传送框架的至少一部分在湿化学处理步骤期间接触酸钝化和浸涂，其特征在于，在最后的处理步骤之后被释放的各个传送框架的至少先前在酸钝化期间与含有溶解的磷酸盐的水性处理溶液接触的部分，出于调理的目的并且在接收待预处理的后续结构部件之前，与含有元素铁、铝、钙、镁、锌、铬(III)、钛和/或锆的水溶性化合物的酸性含水试剂接触，基于该含水试剂，其总量为至少0.1g/kg。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用于一系列的结构部件的防腐蚀预处理工艺顺序内，在酸钝化的处理步骤之前进行作为湿化学处理步骤的清洁/脱脂，所述清洁/脱脂基于含水清洁溶液进行，所述含水清洁溶液的pH高于6，优选高于8，特别优选高于10。

3.根据前述权利要求一项或两项所述的方法，其特征在于，酸性含水调理试剂至少含有元素铁和/或铝的水溶性化合物，优选为元素铁的水溶性化合物，且基于所述含水调理试剂，铁和/或铝的量在各个情况下优选为至少0.1g/kg。

4.根据前述权利要求中一项或多项所述的方法，其特征在于，酸性含水调理试剂至少含有元素铁的水溶性化合物，且所述酸性含水调理试剂的pH不大于3.0。

5.根据前述权利要求中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述浸涂是阴极式浸涂，其除分散的树脂外还优选地含有元素铋和/或钇的至少一种水溶性化合物。

6.根据前述权利要求中一项或多项所述的方法，其特征在于，在用于一系列的多个结构部件的防腐蚀预处理的工艺顺序之后，进行浸渍涂料的烘烤以形成固化的涂料涂层，优选地，传送框架、但不是与用于防腐蚀预处理的工艺顺序相关的那种传送框架再次接收预处理过的结构部件，并将所述部件转移到烘烤步骤和任选存在的后续步骤以进一步涂覆。