水性金屬表面處理組合物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種水性金屬表面處理組合物、使用了該表面處理組合物的金屬材料 的表面處理方法、以及通過形成基于該表面處理組合物的覆膜而得到的表面處理金屬材 料，該水性金屬表面處理組合物的涂裝性以及儲藏穩定性優異，并且可形成一種脫脂處理 前后的耐蝕性、導電性、耐指紋性以及上涂層密接性（上塗密著性）優異，在覆膜中不包含 6價鉻等公害限制物質的無鉻酸鹽表面處理覆膜。
【背景技術】
[0002] -般而言，作為對金屬材料表面的密接性優異、賦予金屬材料表面以耐蝕性等的 技術，已知有：利用含有鉻酸、重鉻酸或它們的鹽作為主要成分的處理液對金屬材料表面實 施鉻酸鹽處理的方法；實施磷酸鹽處理的方法；主要實施基于無機成分的處理的方法；實 施基于硅烷偶聯劑的處理的方法；實施有機樹脂覆膜處理的方法等，這些方法已經供于實 用。
[0003] 作為實施基于無機成分的處理的技術，在專利文獻1中列舉了一種金屬表面處理 劑，其含有釩化合物、以及包含從鋯、鈦、鉬、鎢、錳以及鈰中選出的至少一種金屬的金屬化 合物。
[0004] 作為使用硅烷偶聯劑的技術，啟不有一種含有有機官能硅烷以及聚硅氧烷的表面 處理劑。在專利文獻2中公開了一種由有機官能硅烷和聚硅氧烷形成出改善了對基材的密 接性的硅氧烷薄膜的方法。
[0005] 作為實施有機樹脂覆膜處理的技術，在專利文獻3中公開了一種耐蝕性優異并且 耐指紋性、耐變黑性以及涂裝密接性優異的非鉻系表面處理鋼板，該非鉻系表面處理鋼板 使用了一種表面處理劑，該表面處理劑含有特定的樹脂化合物（A)、具有從伯~叔氨基以及 季銨堿中選出的至少一種陽離子性官能團的陽離子性氨基甲酸酯樹脂（B)、具有特定的反 應性官能團的一種以上的硅烷偶聯劑（C)、特定的酸化合物（E)，并且陽離子性氨基甲酸酯 樹脂（B)以及硅烷偶聯劑（C)的含量在規定的范圍內。
[0006] 另外，在專利文獻4中公開了具有基于一種表面處理劑而得到的表面處理覆膜的 鍍鋅鋼板，其耐蝕性、電磁波屏蔽性優異，該表面處理劑含有水溶性鋯化合物、具有環氧基 的化合物、螯合劑、釩酸化合物、以及含有Ti等金屬的金屬化合物，并且水溶性鋯化合物的 Zr換算重量/四烷氧基硅烷的質量比為1. 0~6. 0。
[0007] 但是，這些以往的技術中的水性金屬表面處理劑無法全部滿足如下的條件，即，涂 裝性以及儲藏穩定性優異，并且形成脫脂處理前后的耐蝕性、導電性、耐指紋性以及上涂層 密接性優異的覆膜，且無鉻酸鹽，因而人們要求更進一步改善。
[0008] 專利文獻1 :日本特開2002-30460號公報 [0009] 專利文獻2 :日本特開平11-43647號公報
[0010] 專利文獻3 :日本特開2003-105562號公報
[0011] 專利文獻4 :日本特開2010-255105號公報
【發明內容】
[0012] 發明想要解決的問題
[0013] 本發明的目的在于解決現有技術中存在的前述問題，提供一種水性金屬表面處理 劑，其涂裝性以及儲藏穩定性優異，并且可形成一種脫脂處理前后的耐蝕性、導電性、耐指 紋性以及上涂層密接性優異，在覆膜中不包含6價鉻等公害限制物質的無鉻酸鹽表面處理 覆膜。另外，其目的在于提供一種使用了該表面處理劑的鋅系鍍敷鋼板等金屬材料的表面 處理方法、以及通過形成基于該表面處理劑的覆膜而得到的表面處理金屬材料。
[0014] 用于解決問題的方案
[0015] 本發明人等為了解決這些問題而進行了深入研討，結果發現以下事實以至完成本 發明：通過在以有機聚硅氧烷為粘合劑主要成分的水性金屬表面處理組合物中含有具有炔 丙基、羥基以及聚氧化烯鏈的特定化合物，從而可解決上述問題。
[0016] 即，本發明提供一種水性金屬表面處理組合物，含有作為粘合劑主要成分的有機 聚硅氧烷（A)、以及具有炔丙基及羥基且具有單氧化亞烷基或聚氧化亞烷基的分子量為 100~800的化合物（B)，其特征在于，該化合物（B)中的單氧化亞烷基或聚氧化亞烷基是 從氧化亞乙基、聚氧化亞乙基、氧化亞丙基、聚氧化亞丙基以及環氧乙烷與環氧丙烷的二元 共聚物鏈中選出的至少一種。
[0017] 另外，本發明提供一種金屬材料的表面處理方法，其特征在于，將上述水性金屬表 面處理組合物按照使干燥膜質量成為0. 05~3. Og/m2的方式涂裝在金屬材料的表面上，并 進行干燥。
[0018] 進一步，本發明提供一種表面處理金屬材料，其通過如下方式而得到：在金屬材料 的表面上，按照干燥覆膜質量為0. 05~3. Og/m2來形成基于上述水性金屬表面處理組合物 而得到的覆膜。
[0019] 發明的效果
[0020] 本發明的水性金屬表面處理組合物是一種不包含6價鉻等公害限制物質的無鉻 酸鹽表面處理組合物，其涂裝性、儲藏穩定性優異，由本發明的金屬表面處理組合物形成的 覆膜可全部滿足脫脂處理前后的耐蝕性、導電性、耐指紋性以及上涂層密接性這些條件。另 外，關于通過形成該表面處理覆膜而得到的鋅系鍍敷鋼板等金屬材料，即使在表面處理覆 膜薄的情況下，其耐蝕性也優異，因而從可將處理覆膜薄化的觀點考慮也有利于導電性。
【具體實施方式】
[0021] 水件金屬表而處理組合物
[0022] 本發明的水性金屬表面處理組合物是含有作為粘合劑主要成分的有機聚硅氧烷 (A)、以及具有炔丙基、羥基及聚氧化烯鏈的化合物（B)的水性金屬表面處理組合物，并且 是將（A)成分以及（B)成分穩定地溶解乃至分散于水性介質中而成的水性金屬表面處理組 合物。在本發明中，"水性介質"是指，含有水和有機溶劑并且水的含有率為80 %質量以上 的在20°C為均勻的液體、或水。關于可構成"水性介質"的有機溶劑種類，如果是具有水溶 性或者水分散性的溶劑則沒有特別限定，例如可列舉出甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇以及丙 二醇等醇類；乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚等乙二醇醚類；乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯類；丙 酮等酮類等。
[0023] 有機聚硅氣烷（A)
[0024] 本發明的水性金屬表面處理組合物中的作為粘合劑成分而言的有機聚硅氧烷（A) 是將有機硅烷進行縮合而得到的具有多個硅氧烷鍵的化合物。有機聚硅氧烷（A)只要是將 有機硅烷進行縮合而得到的具有多個硅氧烷鍵的化合物，就沒有限制。
[0025] 作為有機聚硅氧烷（A)的代表例，例如可列舉出：從含環氧基的硅烷偶聯劑以及 含氨基的硅烷偶聯劑中選出的至少一種硅烷偶聯劑（a)與從單烷氧基硅烷、二烷氧基硅 烷、三烷氧基硅烷以及四烷氧基硅烷中選出的至少一種烷氧基硅烷或該烷氧基硅烷的低縮 合物（b)的反應產物。
[0026] 其中，關于有機聚硅氧烷（A)，基于上述硅烷偶聯劑（a)與上述烷氧基硅烷或該燒 氧基硅烷的低縮合物（b)的總量，優選為硅烷偶聯劑（a) 100~30質量份與烷氧基硅烷或 該烷氧基硅烷的低縮合物（b)0~70質量份的反應產物。
[0027] 特別是，關于有機聚硅氧烷（A)，基于上述硅烷偶聯劑（a)與上述烷氧基硅烷或該 烷氧基硅烷的低縮合物（b)的總量，更優選為含環氧基的硅烷偶聯劑10~50質量份、含氨 基的硅烷偶聯劑10~50質量份與上述烷氧基硅烷或該烷氧基硅烷的低縮合物（b) 10~60 質量份的反應產物。
[0028] 娃焼偶聯劑（a)
[0029] 作為上述硅烷偶聯劑（a)中的含環氧基的硅烷偶聯劑，如果是含有環氧基的硅烷 偶聯劑則沒有特別限定，作為其代表例，例如列舉出γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、 γ -環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ -環氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-環氧 環己基）乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-環氧環己基）乙基三乙氧基硅烷等。
[0030] 作為上述硅烷偶聯劑（a)中的含氣基的硅烷偶聯劑，如果是含有氣基的硅烷偶聯 劑則沒有特別限定，作為其代表例，例如列舉出3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三 甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基）3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基）3-氨基丙 基二甲氧基硅烷等。
[0031] 在并用含環氧基的硅烷偶聯劑和含氣基的硅烷偶聯劑作為硅烷偶聯劑（a)的情 況下，在有機聚硅氧烷（A)中，在具有基于水解縮合反應而得到的聚硅氧烷鍵的基礎上，還 可具有基于含環氧基的硅烷偶聯劑中的環氧基與含氣基的硅烷偶聯劑中的氣基的加成反 應而得到的化學鍵。
[0032] 烷氣基硅烷或該烷氣基硅烷的低縮合物（b)
[0033] 上述（b)成分是從單烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷以及四烷氧基娃 烷中選出的至少一種烷氧基硅烷