用于改善附著性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于對涂有保護層的鋼板材上的附著性進行改善的方法，其中， 在連續(xù)工藝中，基于Zn-Al-Mg的保護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，而無需在此對 該自生氧化物層進行酸洗。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于鈍化涂有保護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代替。此外，這種鈍化層也可以有利于改善有機涂層例如漆的 附著。不利的是，在隨后加工涂有保護層的鋼板材時，不可避免部分地去除鈍化層。除了提 高對清潔的需求以外，這還可能在隨后的工藝區(qū)中導(dǎo)致工藝參數(shù)的改變，這會影響隨后的 加工的可重復(fù)性。
[0003] 為此替選地，W02006045570A1提出通過對自生氧化物層進行改性來提高涂有保護 層的鋼帶上的附著性，而無需在此對自生氧化物層進行酸洗。因此，在對鋼帶進行涂覆保護 層的連續(xù)工藝中，以水性組合物或冷卻介質(zhì)來執(zhí)行對鋼板材的冷卻，這應(yīng)對例如具有Zn、Mg 和A1的保護涂層的自生氧化物層進行改善?？梢越o水性組合物添加用于保護自生氧化物層 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， 保護涂層的表面可以在盡可能小的耗費下以如下方式被改性，即，因此明顯提高了涂有保 護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)濟的方式減少保護涂層的自 生氧化物層的MgO份額。這種對氧化物層的改性可以明顯提高附著性，尤其是在涂有保護層 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 在沒有對自生氧化物層進行酸洗的情況下實現(xiàn)附著性的改善。亦即，可以通過根據(jù)本發(fā)明 的針對與氟反應(yīng)來減少MgO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入氧化物層的擴散或減少鎂的穿過。因此，自生構(gòu)造在Zn-Al-Mg保 護涂層上的氧化物層可以在方法技術(shù)上以可簡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，通過改善附 著性隨后例如也可以得到在附著強度方面的優(yōu)點。通常確定的是，本發(fā)明尤其是可以適用 于對涂有保護層的鋼板材上的有機涂層的附著性進行改善。
[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，可以提供能簡單地 控制的工藝條件。此外，因此可以抑制鈍化層的增長，尤其是MgF 2的增長，由此可以得到氧 化物層的自生特性。為此，通過將水性組合物中氟的量根據(jù)Mg從氧化物層中的析出來進行 對應(yīng)調(diào)節(jié)，可以提出簡單操作的用于對氧化物層進行可重復(fù)的改性的工藝規(guī)則。
[0009] 針對在對氧化物層的MgO進行定向侵蝕時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，自生構(gòu)造在Zn-Al-Mg保護涂層上的氧化物層可以在方法 技術(shù)上以可簡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，那么這對于實現(xiàn)之前提到的效果來說已經(jīng)可以是足夠的。
[0013]為了充分減少MgO，保護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)時間可以變得更小。因此，例如可以在 1500ppm氟的情況下花費1.5秒的處理持續(xù)時間，而在20ppm氟的情況下應(yīng)力求達到20秒的 處理持續(xù)時間，以便在沒有對自生氧化物層進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保護涂層的反應(yīng)速度 可以比較簡單地匹配于連續(xù)工藝的帶運轉(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 溫度可以證實為是有利的。
[0016] 當(dāng)為此使用NaF和/或NaHF2 (二氟化合物）時，可以以簡單的方式實現(xiàn)水性組合物 的生產(chǎn)。
[0017] 當(dāng)為此使用Na3 [A1F6](冰晶石)時，還可以比較廉價地實現(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涂層上是出色的，該保護涂層其具有 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保護涂層可以使氧化物層相對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] 之前詳細說明的保護涂層優(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涂層中時，可以對用于隨后的表面 處理的氧化物層的活化進行改善。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，這還可以進一步改善附著性。此外，在根據(jù)本發(fā)明 的表面處理之