JP7035021B2 - ジ-又はポリアミンとα,β-不飽和カルボン酸誘導体との反応生成物として得られる接着促進剤の金属表面処理のための使用 - Google Patents
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Description
(A)少なくとも1種の、元素Zr、Ti及び/又はSiの水溶性化合物;
(B)少なくとも1種のフッ化物イオン源;及び
(C)少なくとも1種の接着促進剤、該接着促進剤は、架橋形成型の2価の官能基を介してアミド基のカルボニル炭素原子に結合する少なくとも1個の第三級アミン基を有する有機化合物であり、該架橋形成型の2価の官能基は架橋原子として2個の炭素原子を有する。
(A)Zrとして計算して少なくとも0.005g/kgの、元素Zr、Ti及び/又はSiの水溶性化合物;
(B)少なくとも1種のフッ化物イオン源;
(C)少なくとも0.005g/kg、好ましくは少なくとも0.01g/kg、特に好ましくは少なくとも0.05g/kgであるが、好ましくは5g/kg未満、特に好ましくは1g/kg未満の接着促進剤、これはそれぞれ、架橋形成型の2価の官能基を介してアミド基のカルボニル炭素原子に連結された少なくとも1個の第三級アミン基を有する有機化合物であり、該架橋形成型の2価の官能基は架橋原子として2個の炭素原子を有し、好ましくは、ある量の1種以上のジ-及び/又はポリアミン、好ましくは1種以上の12個以下の炭素原子を有するアルキレンジアミン及び/又は隣接するアミン基間に12個以下の炭素原子を有する1種以上のポリアルキレンアミンと、ある量の1種以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、好ましくは1種以上の(メタ)アクリル酸メチルエステル及び/又は(メタ)アクリル酸エチルエステルとのワンポット反応を用いて得ることができる;及び
(D)追加的に、好ましくは水溶性塩の形態での、銅イオン源である少なくとも1種の水溶性化合物;
(E)pH0で、+0.6V(SHE)を超える標準還元電位を有し、無機窒素化合物、特に好ましくは硝酸及び/又は亜硝酸並びにこれらの塩から好ましくは選択される、少なくとも1種の水溶性化合物;及び
(F)追加的に、ある量の亜鉛イオン、好ましくは少なくとも0.1g/kgの亜鉛イオン;
成分(C)に対する、Zrとして計算される成分(A)の質量割合は、0.2以上、好ましくは0.5以上であるが、好ましくは10以下、特に好ましくは5以下であり、500g/molを超える重量平均分子量を有し、成分(C)による接着促進剤ではない有機化合物は、1g/kg未満、特に好ましくは0.1g/kg未満、より特に好ましくは0.01g/kg未満で含有される。
i)該構成部材の、金属材料製の少なくともいくつかの表面を、本発明の第1の態様の酸性水性組成物と接触させ;
続いて、
ii)該構成部材の、金属材料製であり、ステップi)において酸性水性組成物と接触させた、少なくともいくつかの表面を塗装する。
本明細書の当初の開示は、少なくとも下記の態様を包含する。
〔1〕(A)元素Zr、Ti及び/又はSiの少なくとも1種の水溶性化合物;
(B)少なくとも1種のフッ化物イオン源;及び
(C)少なくとも1種の接着促進剤、該接着促進剤は、架橋形成型の2価の官能基を介して、アミド基のカルボニル炭素原子に結合された少なくとも1個の第三級アミン基を有する有機化合物であり、ここで、該架橋形成型の2価の官能基は、架橋原子として2個の炭素原子を有する
を含有する、金属表面の耐蝕前処理用の酸性水性組成物。
〔2〕成分(C)の接着促進剤は、少なくとも1個の架橋形成型の2価の官能基を介してアミド基のカルボニル炭素原子に連結された、少なくとも1個の第二級アミン基を追加的に含み、該架橋形成型の2価の官能基は、架橋原子として2個の炭素原子を有することを特徴とする、〔1〕に記載の組成物。
〔3〕成分(C)の接着促進剤は、少なくとも1個の第一級アミン基を追加的に含む、〔1〕又は〔2〕に記載の組成物。
〔4〕成分(C)の接着促進剤の全体に関し、第三級アミン基の数に対する第一級及び第二級アミン基の総数のモル比は、5未満であるが、好ましくは0.75より大きい、〔2〕又は〔3〕に記載の組成物。
〔5〕該架橋形成型の官能基の炭素原子は、順に、互いに独立して、水素、6個以下の炭素原子を有する分枝状又は非分枝状の脂肪族化合物、5個以下の炭素原子を有するアルキルカルボン酸から選択される官能基で置換されているか、又は、該2個の架橋原子を内部連結する少なくとも3個であるが5個以下の炭素原子を有する2価の脂肪族官能基で置換されていることを特徴とする、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の組成物。
〔6〕成分(C)の接着促進剤の分子量は、200g/molを超える、好ましくは400g/molを超える、特に好ましくは500g/molを超えることを特徴とする、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の組成物。
〔7〕前記組成物中に含有される全ての総量の成分(C)接着促進剤は、500g/molを超える、特に好ましくは1,000g/molを超える重量平均分子量を有することを特徴とする、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の組成物。
〔8〕接着促進剤は、ある量の1種以上のジ-及び/又はポリアミン、好ましくは12個以下の炭素原子を有する1種以上のアルキレンジアミン及び/又は隣接するアミン基間に12個以下の炭素原子を有する1種以上のポリアルキレンアミンと、ある量の1種以上のα,β-不飽和カルボン酸並びにそのエステル及びアミド、好ましくは(メタ)アクリル酸アルキルエステル、特に好ましくは(メタ)アクリル酸メチルエステル及び/又は(メタ)アクリル酸エチルエステルとのワンポット反応を用いて得ることができることを特徴とし、該量のジ-及び/又はポリアミンは好ましくは最初に供され、該量のα,β-不飽和カルボン酸エステルは徐々に添加される、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の組成物。
〔9〕α,β-不飽和カルボン酸並びにそのエステル及びアミドに対する、ジ-及び/又はポリアミンのモル比は、2以下、好ましくは1.5以下、特に好ましくは1.2以下、より特に好ましくは1以下であるが、0.5以上、特に好ましくは0.6以上、より特に好ましくは0.7以上であることを特徴とする、〔8〕に記載の組成物。
〔10〕Zrとして計算して、合計して少なくとも0.005g/kg、好ましくは合計して少なくとも0.01g/kg、特に好ましくは合計して少なくとも0.03g/kg、より特に好ましくは合計して少なくとも0.05g/kgであるが、好ましくは合計して1g/kg以下、特に好ましくは合計して0.5g/kg以下の、元素Zr、Ti及び/又はSiの水溶性化合物が、成分(A)として含有されることを特徴とする、〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の組成物。
〔11〕少なくとも0.005g/kg、好ましくは少なくとも0.01g/kg、特に好ましくは少なくとも0.05g/kgであるが、好ましくは5g/kg以下、特に好ましくは1g/kg以下、より特に好ましくは0.5g/kg以下の、成分(C)の接着促進剤である有機化合物が、成分(C)として含有されることを特徴とする、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載の組成物。
〔12〕成分(C)に対する、Zrとして算出した成分(A)の質量比が、0.2以上、好ましくは0.5以上であるが、好ましくは10以下、特に好ましくは5以下であることを特徴とする、〔1〕~〔11〕のいずれかに記載の組成物。
〔13〕少なくとも一部において金属材料製の構成部材を耐蝕性コーティングするための方法であって、
i)構成部材の金属材料製の表面の少なくともいくつかを、〔1〕~〔12〕のいずれかに記載の水性組成物と接触させ;次いで、
ii)金属材料製であり、ステップi)において該水性組成物と接触させた、構成部材の表面の少なくともいくつかを、好ましくは陰極電着塗装を用いて、塗装する、該電着は好ましくはアミン変性されたフィルム形成型ポリエポキシドの水性分散体に基づく、
方法。
〔14〕元素Zr、Ti及び/又はSiの酸化物、水酸化物及び/又はオキシフッ化物と、架橋形成型の2価の官能基を介してアミド基のカルボニル炭素原子に連結された少なくとも1個の第三級アミン基を有する有機化合物とからなる混合型有機/無機中間層を含む、ここで該架橋形成型の2価の官能基は架橋原子として2個の炭素原子を有する、塗装金属基材。
〔15〕架橋形成型の2価の官能基を介してアミド基のカルボニル炭素原子に連結された少なくとも1個の第三級アミン基を有する有機化合物から選択される接着促進剤の、塗装前の金属表面の前処理のための使用であって、該架橋形成型の2価の官能基は架橋原子として2個の炭素原子を有し、ここで、該有機化合物は500g/molを越える重量平均分子量を有する、使用。
次の順にしたがい、異なる金属材料のシートを洗浄し、前処理し、電着塗装した。
A.pH10.5でのアルカリ脱脂:
1質量%のBONDERITE(登録商標)C-AK 1561(Henkel)
脱イオン水中(k<1μScm-1);
60℃、180秒間、1.5-2.0barでのスプレー塗布
B.20℃での脱イオン水(k<1μScm-1)でのすすぎ工程
C.pH11.5-11.7でのアルカリ浸漬洗浄:
4質量%のBONDERITE(登録商標)C-AK 2011(Henkel)
0.4質量%のBONDERITE(登録商標)C-AD 1580(Henkel)
脱イオン水中(k<1μScm-1);
56℃で180秒間の浸漬により塗布
D.20℃での脱イオン水(k<1μScm-1)でのすすぎ工程
E.表2中の例示調製物E1-E7の酸性水性組成物を用いる化成処理:
35℃で浸漬により塗布
F.20℃での脱イオン水(k<1μScm-1)でのすすぎ工程
G.陰極電着塗装(CathoGuard 800、BASF Coatings):
180℃の乾燥オーブン中、35分間の乾燥後、20-22μmの層厚
まず、210.34質量部の1,2-ジアミノエタンを、撹拌系を有するガラスフラスコ中に供した。次いで、301.44質量部のメチルアクリレートを、反応物間で1:1の意図されたモル比により、撹拌しながら、滴下により添加した。内部温度は上昇し、外部冷却を適用し、滴下速度を調整することにより、滴下中の反応混合物を65~70℃に維持した。
まず初めに、ベース製剤E1との比較において、全ての物質において、少なくとも同等の腐食性結果が常に達成可能であった。腐食値の改善は、接着促進剤C1-C5が基材CRS上に存在する場合、特にアミンに対するアクリレートのモル比が0.5を超え、1.5未満である接着促進剤(E2、E3及びE5)について、明らかに現れる。本発明のこれらの実施例について、鋼鉄上での腐食性剥離における顕著な改善が見られた。他の重要な側面は、鋼鉄上で比較的長い10分の前処理後でさえ、良好な接着値が確保されることである(E3対E7)。
Claims (19)
- (A)元素Zr、Ti及び/又はSiの少なくとも1種の水溶性化合物;
(B)少なくとも1種のフッ化物イオン源;及び
(C)少なくとも1種の接着促進剤、該接着促進剤は、架橋形成型の2価の官能基を介して、アミド基のカルボニル炭素原子に結合された少なくとも1個の第三級アミン基を有する有機化合物であり、ここで、該架橋形成型の2価の官能基は、架橋原子として2個の炭素原子を有する
を含有する、金属表面の耐蝕前処理用の酸性水性組成物。 - 成分(C)の接着促進剤は、少なくとも1個の架橋形成型の2価の官能基を介してアミド基のカルボニル炭素原子に連結された、少なくとも1個の第二級アミン基を追加的に含み、該架橋形成型の2価の官能基は、架橋原子として2個の炭素原子を有することを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
- 成分(C)の接着促進剤は、少なくとも1個の第一級アミン基を追加的に含む、請求項1又は2に記載の組成物。
- 成分(C)の接着促進剤の全体に関し、第三級アミン基の数に対する第一級及び第二級アミン基の総数のモル比は、5未満である、請求項2又は3に記載の組成物。
- 該架橋形成型の官能基の炭素原子は、順に、互いに独立して、水素、6個以下の炭素原子を有する分枝状又は非分枝状の脂肪族化合物、5個以下の炭素原子を有するアルキルカルボン酸から選択される官能基で置換されているか、又は、該2個の架橋原子を内部連結する少なくとも3個であるが5個以下の炭素原子を有する2価の脂肪族官能基で置換されていることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の組成物。
- 成分(C)の接着促進剤の分子量は、200g/molを超えることを特徴とする、請求項1~5のいずれかに記載の組成物。
- 前記組成物中に含有される全ての総量の成分(C)の接着促進剤は、500g/molを超える重量平均分子量を有することを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載の組成物。
- 接着促進剤は、ある量の1種以上のジ-及び/又はポリアミンと、ある量の1種以上のα,β-不飽和カルボン酸並びにそのエステル及びアミドとのワンポット反応を用いて得ることができることを特徴とし、該量のジ-及び/又はポリアミンは最初に供され、該量のα,β-不飽和カルボン酸エステルは徐々に添加される、請求項1~7のいずれかに記載の組成物。
- 前記1種以上のジ-及び/又はポリアミンは、12個以下の炭素原子を有する1種以上のアルキレンジアミン及び/又は隣接するアミン基間に12個以下の炭素原子を有する1種以上のポリアルキレンアミンであり、前記1種以上のα,β-不飽和カルボン酸並びにそのエステル及びアミドは、1種以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステルであることを特徴とする、請求項8に記載の組成物。
- α,β-不飽和カルボン酸並びにそのエステル及びアミドに対する、ジ-及び/又はポリアミンのモル比は、2以下であるが、0.5以上であることを特徴とする、請求項8又は9に記載の組成物。
- α,β-不飽和カルボン酸並びにそのエステル及びアミドに対する、ジ-及び/又はポリアミンのモル比は、1.5以下であるが、0.6以上であることを特徴とする、請求項8又は9に記載の組成物。
- Zrとして計算して、合計して少なくとも0.005g/kgの、元素Zr、Ti及び/又はSiの水溶性化合物が、成分(A)として含有されることを特徴とする、請求項1~11のいずれかに記載の組成物。
- 少なくとも0.005g/kgの、成分(C)の接着促進剤である有機化合物が、成分(C)として含有されることを特徴とする、請求項1~12のいずれかに記載の組成物。
- 少なくとも0.01g/kgであるが、5g/kg以下の、成分(C)の接着促進剤である有機化合物が、成分(C)として含有されることを特徴とする、請求項1~12のいずれかに記載の組成物。
- 成分(C)に対する、Zrとして算出した成分(A)の質量比が、0.2以上であることを特徴とする、請求項1~14のいずれかに記載の組成物。
- 成分(C)に対する、Zrとして算出した成分(A)の質量比が、0.5以上であるが、10以下であることを特徴とする、請求項1~14のいずれかに記載の組成物。
- 少なくとも一部において金属材料製の構成部材を耐蝕性コーティングするための方法であって、
i)構成部材の金属材料製の表面の少なくともいくつかを、請求項1~16のいずれかに記載の水性組成物と接触させ;次いで、
ii)金属材料製であり、ステップi)において該水性組成物と接触させた、構成部材の表面の少なくともいくつかを塗装する、
方法。 - 元素Zr、Ti及び/又はSiの酸化物、水酸化物及び/又はオキシフッ化物と、架橋形成型の2価の官能基を介してアミド基のカルボニル炭素原子に連結された少なくとも1個の第三級アミン基を有する有機化合物とからなる混合型有機/無機中間層を含む、ここで該架橋形成型の2価の官能基は架橋原子として2個の炭素原子を有する、塗装金属基材。
- 架橋形成型の2価の官能基を介してアミド基のカルボニル炭素原子に連結された少なくとも1個の第三級アミン基を有する有機化合物から選択される接着促進剤の、塗装前の金属表面の前処理のための使用であって、該架橋形成型の2価の官能基は架橋原子として2個の炭素原子を有し、ここで、該有機化合物は500g/molを越える重量平均分子量を有する、使用。
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