用于改善附著性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于對(duì)涂有保護(hù)層的鋼板材上的附著性進(jìn)行改善的方法，其中， 在連續(xù)工藝中，基于Zn-Al-Mg的保護(hù)涂層施布到鋼板材上并在其他步驟中經(jīng)受表面處理， 其中，在施布水性組合物的情況下，具有Al 2〇3和MgO的自生氧化物層被改性，而無(wú)需在此對(duì) 該自生氧化物層進(jìn)行酸洗。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于鈍化涂有保護(hù)層的鋼板材的方法是充分公知的。例如為此可以提出鉻化或磷 化(EP2092090B1)。然而，所有方法的共同之處在于，移除或者酸洗自生氧化物層或原生氧 化物層，并且由其他鈍化層來(lái)代替。此外，這種鈍化層也可以有利于改善有機(jī)涂層例如漆的 附著。不利的是，在隨后加工涂有保護(hù)層的鋼板材時(shí)，不可避免部分地去除鈍化層。除了提 高對(duì)清潔的需求以外，這還可能在隨后的工藝區(qū)中導(dǎo)致工藝參數(shù)的改變，這會(huì)影響隨后的 加工的可重復(fù)性。
[0003] 為此替選地，W02006045570A1提出通過(guò)對(duì)自生氧化物層進(jìn)行改性來(lái)提高涂有保護(hù) 層的鋼帶上的附著性，而無(wú)需在此對(duì)自生氧化物層進(jìn)行酸洗。因此，在對(duì)鋼帶進(jìn)行涂覆保護(hù) 層的連續(xù)工藝中，以水性組合物或冷卻介質(zhì)來(lái)執(zhí)行對(duì)鋼板材的冷卻，這應(yīng)對(duì)例如具有Zn、Mg 和A1的保護(hù)涂層的自生氧化物層進(jìn)行改善?？梢越o水性組合物添加用于保護(hù)自生氧化物層 的可溶解的鹽或添加用于使板材表面穩(wěn)定化的磷酸鹽。然而，這種方法無(wú)法導(dǎo)致附著性的 顯者提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 因此，本發(fā)明的任務(wù)是，從開(kāi)頭描繪的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)提供一種方法，利用該方法， 保護(hù)涂層的表面可以在盡可能小的耗費(fèi)下以如下方式被改性，即，因此明顯提高了涂有保 護(hù)層的鋼板材上的附著性。
[0005] 本發(fā)明以如下方式解決所提出的任務(wù)，即，整平涂有保護(hù)層的鋼板材，并且隨后自 生氧化物層與含氟的水性組合物進(jìn)行反應(yīng)從而減少其MgO份額，以便因此使自生氧化物層 改性。
[0006] 如果整平涂有保護(hù)層的鋼板材并且隨后自生氧化物層與含氟的水性組合物進(jìn)行 反應(yīng)，那么可以驚奇地確定的是，利用該水性組合物能夠以經(jīng)濟(jì)的方式減少保護(hù)涂層的自 生氧化物層的MgO份額。這種對(duì)氧化物層的改性可以明顯提高附著性，尤其是在涂有保護(hù)層 的鋼板材的粘合性能和/或可涂漆性方面。例如，粘合劑的連接因此也可以得到改善，以便 因此排除粘合部位處的粘附失效。但本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比突出之處尤其可以在于，可以 在沒(méi)有對(duì)自生氧化物層進(jìn)行酸洗的情況下實(shí)現(xiàn)附著性的改善。亦即，可以通過(guò)根據(jù)本發(fā)明 的針對(duì)與氟反應(yīng)來(lái)減少M(fèi)gO的整平使氧化物層活化。因此，可以首先在氧化物層中提高具有 比較高的親氧性的A1的濃度，或者使A1占據(jù)氧化物層的由于MgO減少而空出的部位。后者尤 其可以有利于減少鎂進(jìn)入氧化物層的擴(kuò)散或減少鎂的穿過(guò)。因此，自生構(gòu)造在Zn-Al-Mg保 護(hù)涂層上的氧化物層可以在方法技術(shù)上以可簡(jiǎn)單操作的方式朝提高Al2〇3和/或ZnO的份額 且降低MgO的份額的方向變化。因此，根據(jù)本發(fā)明提供了能特別好地重復(fù)的方法。
[0007] 通常提及的是，度量單位ppm可以理解為重量ppm。此外通常提及的是，通過(guò)改善附 著性隨后例如也可以得到在附著強(qiáng)度方面的優(yōu)點(diǎn)。通常確定的是，本發(fā)明尤其是可以適用 于對(duì)涂有保護(hù)層的鋼板材上的有機(jī)涂層的附著性進(jìn)行改善。
[0008] 當(dāng)氟使氧化物層的MgO析出并且將其轉(zhuǎn)移到水性組合物中時(shí)，可以提供能簡(jiǎn)單地 控制的工藝條件。此外，因此可以抑制鈍化層的增長(zhǎng)，尤其是MgF 2的增長(zhǎng)，由此可以得到氧 化物層的自生特性。為此，通過(guò)將水性組合物中氟的量根據(jù)Mg從氧化物層中的析出來(lái)進(jìn)行 對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)，可以提出簡(jiǎn)單操作的用于對(duì)氧化物層進(jìn)行可重復(fù)的改性的工藝規(guī)則。
[0009] 針對(duì)在對(duì)氧化物層的MgO進(jìn)行定向侵蝕時(shí)的特別有利的工藝情況，水性組合物可 以具有20ppm至3500ppm的F(氟），可選地具有Oppm至35000ppm的Na(鈉）、0ppm至4000ppm的 Al(f§)、0ppm至4000ppm的Μη(猛）、0ppm至20ppm的P(磷）、0ppm至10ppm的Fe(鐵）、0ppm至 l〇ppm的Ni (鎳)和/或Oppm至10ppm的Si (娃），并且其余是H2〇(水）以及由制造引起地不可避 免的雜質(zhì)。此外，六1、111、？6、附、？和/或51可以用于引起1%0的減少或使改性的氧化物層穩(wěn)定 化。由制造引起的不可避免的雜質(zhì)的濃度可以被視為整體上小于50ppm。
[00?0] 為了定向侵蝕氧化物層的MgO或使Mg析出，水性組合物中的20ppm至3500ppm或者 5ppm至3500ppm或者優(yōu)選5ppm至1500ppm的F濃度可以被證實(shí)為有利的。然而為此，5ppm至 1500ppm 或者 10ppm 至 500ppm 或者 20ppm 至 150ppm 或者 30ppm 至 1500ppm 或者 30ppm 至 300ppm 的F濃度已經(jīng)可以是足夠的。
[0011]當(dāng)水性組合物具有A1時(shí)，自生構(gòu)造在Zn-Al-Mg保護(hù)涂層上的氧化物層可以在方法 技術(shù)上以可簡(jiǎn)單操作的方式朝提高Al2〇3的份額且降低MgO的份額的方向進(jìn)一步變化。在此， 大于2ppm，尤其是大于5ppm的A1濃度已經(jīng)可以是足夠的。替選或附加地，可以想到大于 3ppm，尤其是大于5ppm的Μη，用以減少氧化物層的MgO份額。
[0012] 如果在水性組合物中存在5ppm至4000ppm或5ppm至700ppm或10ppm至150ppm的A1 濃度和/或Μη濃度，那么這對(duì)于實(shí)現(xiàn)之前提到的效果來(lái)說(shuō)已經(jīng)可以是足夠的。
[0013]為了充分減少M(fèi)gO，保護(hù)涂層能夠以水性組合物在0.5秒至20秒，尤其是1.5秒至15 秒內(nèi)進(jìn)行表面處理。此外，這樣短的處理可以特別好地適用于連續(xù)工藝。通常提及的是，根 據(jù)水性組合物中的氟的ppm值的水平，處理持續(xù)時(shí)間可以變得更小。因此，例如可以在 1500ppm氟的情況下花費(fèi)1.5秒的處理持續(xù)時(shí)間，而在20ppm氟的情況下應(yīng)力求達(dá)到20秒的 處理持續(xù)時(shí)間，以便在沒(méi)有對(duì)自生氧化物層進(jìn)行酸洗的情況下減少其MgO的含量。
[0014]利用調(diào)節(jié)水性組合物的4至8的pH值，水性組合物與Zn-Al-Mg保護(hù)涂層的反應(yīng)速度 可以比較簡(jiǎn)單地匹配于連續(xù)工藝的帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度。此外，利用酸性地調(diào)節(jié)pH值可以確定更多 地減少氧化物層中的MgO份額。然而為此，5至7.5或6至7的pH值已經(jīng)可以是足夠的。
[0015] 30°C至95°C(攝氏度）的水性組合物溫度可以足夠用于進(jìn)一步提高其與自生氧化 物層，也就是原生氧化物層的反應(yīng)速度。然而為此，45°C至90°C或45°C至80°C的水性組合物 溫度可以證實(shí)為是有利的。
[0016] 當(dāng)為此使用NaF和/或NaHF2 (二氟化合物）時(shí)，可以以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)水性組合物 的生產(chǎn)。
[0017] 當(dāng)為此使用Na3 [A1F6](冰晶石)時(shí)，還可以比較廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)水性組合物的生產(chǎn)。由 此，在水性組合物中還存在Na。在此，可以想到5ppm至35000ppm或更多，尤其是lOppm至 3500ppm，優(yōu)選 20ppm 至 2000ppm 的 Na 濃度。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的方法尤其可以在如下的保護(hù)涂層上是出色的，該保護(hù)涂層其具有 0.1至7重量％的鋁、0.2至5重量％的鎂并且其余是鋅以及由制造引起地不可避免的雜質(zhì)。 這種Zn-Al-Mg保護(hù)涂層可以使氧化物層相對(duì)于相同的合金組合物的未改性的氧化物層特 別好地減少其MgO份額，這可以用于顯著地提高附著性。
[0019] 之前詳細(xì)說(shuō)明的保護(hù)涂層優(yōu)選可以具有1至4重量％的鋁和1至3重量％的鎂，以便 除了改善附著性以外還提高該方法的可重復(fù)性。
[0020] 當(dāng)在整平鋼板材的情況下整平印跡引入到保護(hù)涂層中時(shí)，可以對(duì)用于隨后的表面 處理的氧化物層的活化進(jìn)行改善。此外，可以在這些整平印跡中，優(yōu)選在其邊緣區(qū)域中構(gòu)造 出改善的針對(duì)氟的作用面，以便更多地將MgO從自生氧化物層中除去。此外，在此或在該邊 緣區(qū)域中可以看到氟化鎂(MgF 2)的形成，這還可以進(jìn)一步改善附著性。此外，在根據(jù)本發(fā)明 的表面處理之