Активуюча рідина для промивання і спосіб обробки металевої підкладки

Номер патенту: 114054

Опубліковано: 10.04.2017

Автори: Сілвернейл Натан Дж., Вотруба-Дрзал Пітер Л., Макмілен Марк В.

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Активуюча рідина для промивання для обробки підкладки, що містить:

(a) перший компонент, що містить дисперсію частинок фосфатів двовалентних або тривалентних металів, або їх комбінацій, причому зазначені частинки фосфатів металів мають середній розмір частинок не більший ніж 10 мкм; та

(b) другий компонент, що містить:

(і) перший співполімер, отриманий полімеризацією етиленоксиду, пропіленоксиду або їх комбінацій, причому один кінець першого співполімера завершується амінною групою, гідроксильною групою або алкільною групою; та

(іі) другий співполімер, отриманий полімеризацією стиролу і другого мономера, що містить принаймні одну карбоксильну групу, ангідридову групу або їх комбінації, причому другий мономер присутній в кількості меншій ніж 50 мас. % з розрахунку на загальну масу другого компонента.

2. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій фосфат металу присутній в кількості від 50 до 5000 ррm з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання.

3. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій фосфат металу присутній в кількості від 150 до 1500 ррm з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання.

4. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій двовалентний або тривалентний метал містить цинк, залізо або їх комбінацію.

5. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій перший співполімер присутній в кількості від 10 до 10000 ррm з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання.

6. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій перший співполімер присутній в кількості від 50 до 1000 ррm з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання.

7. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій другий співполімер присутній в кількості меншій ніж 30 мас. % з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання.

8. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій другий мономер містить двоосновну кислоту, ангідрид двоосновної кислоти або їх комбінацію.

9. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій масове співвідношення першого компонента до другого компонента складає від 1:1 до 20:1.

10. Активуюча рідина для промивання за п. 1, що додатково містить діоксид кремнію.

11. Активуюча рідина для промивання за п. 1, що додатково містить діоксид кремнію, присутній в кількості від 50 до 5000 ррm з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання.

12. Активуюча рідина для промивання за п. 10, в якій діоксид кремнію осаджений.

13. Активуюча рідина для промивання за п. 10, в якій діоксид кремнію є крихким при зсуваючому зусиллі.

14. Спосіб обробки підкладки, що включає: (і) нанесення активуючої рідини для промивання на принаймні частину підкладки, в якому активуюча рідина для промивання включає:

(a) перший компонент, що містить дисперсію частинок фосфатів двовалентних або тривалентних металів або їх комбінацій, причому зазначені частинки фосфатів металів мають середній розмір частинок не більший ніж 10 мкм; і

(b) другий компонент, що містить:

(і) перший співполімер, отриманий полімеризацією етиленоксиду, пропіленоксиду або їх комбінацій, причому один кінець першого співполімеру завершується амінною групою, гідроксильною групою або алкільною групою; і

(іі) другий співполімер, отриманий полімеризацією стиролу і другого мономера, що містить принаймні одну карбоксильну групу, ангідридову групу або їх комбінації, причому другий мономер присутній в кількості меншій ніж 50 мас. % з розрахунку на загальну масу другого компонента.

15. Спосіб за п. 14, в якому двовалентний або тривалентний метал містить цинк, залізо або їх комбінацію.

16. Спосіб за п. 14, в якому другий мономер містить двоосновну кислоту, ангідрид двоосновної кислоти або їх комбінацію.

17. Спосіб за п. 14, в якому активуюча рідина для промивання додатково містить діоксид кремнію.

18. Спосіб за п. 14, що додатково включає (іі) фосфатування принаймні частини підкладки розчином фосфату цинку.

19. Підкладка, оброблена активуючою рідиною для промивання за п. 1.

20. Підкладка за п. 19, що додатково містить фосфатне покриття.

Текст

Реферат: Запропонована активуюча рідина для промивання для обробки підкладки. Активуюча рідина для промивання містить перший компонент, що містить дисперсію частинок фосфатів двовалентних або тривалентних металів, що мають середній розмір частинок не більший ніж 10 мкм, і другий компонент, що містить перший і другий співполімери. Перший співполімер отримують полімеризацією етиленоксиду, пропіленоксиду або їх комбінацій, в якій один кінець першого співполімеру завершується амінною групою, гідроксильною групою або алкільною групою. Другий співполімер отримують полімеризацією стиролу і другого мономера, що містить принаймні одну карбоксильну групу, ангідридову групу або їх комбінації. Другий мономер присутній в кількості меншій ніж 50 мас. %, з розрахунку на загальну масу другого компонента. Також запропоновані спосіб обробки підкладки активуючою рідиною для промивання і підкладка, оброблена активуючою рідиною для промивання. UA 114054 C2 (12) UA 114054 C2 UA 114054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область, до якої відноситься винахід Запропонована активуюча рідина для промивання для обробки підкладки. Рівень техніки Фосфатні конверсійні покриття, як відомо, застосовують для обробки металевих поверхонь, особливо металів заліза, цинку і алюмінію і їх сплавів. Після нанесення, ці фосфатні покриття утворюють фосфатний шар, головним чином, з кристалів фосфату цинку і заліза, які забезпечують корозійну стійкість та/або підсилюють адгезію нанесених згодом покриттів. До нанесення фосфатного покриття металеву підкладку зазвичай "кондиціонують" або "активують", піддаючи поверхню металевої підкладки обробці розбавленою водною дисперсією, іноді званою активуючою рідиною для промивання або активатором, шляхом введення або занурення металевої підкладки в резервуар, який містить розчин з активуючою рідиною для промивання. "Активація" поверхні металевої підкладки досягається унаслідок адсорбції металевою поверхнею колоїдних титанфосфатних частинок, які присутні в розчині з активуючою рідиною для промивання. Ці колоїдні титанфосфатні частинки, проте, мають тенденцію агломеруватися в розчині з активуючою рідиною для промивання унаслідок розчинених іонів 2+ 2+ кальцію (Ca ) і магнію (Mg ) (іонів жорсткої води), які зазвичай присутні в розчині кондиціонуючої рідини для промивання. Фосфат цинку та інші дисперсії фосфатів двовалентних металів також можуть використовуватися, щоб "активувати" поверхню металевої підкладки, але такі дисперсії, як правило, нестійкі. Суть винаходу Запропонована активуюча рідина для промивання для обробки підкладки. У одному варіанті здійснення активуюча рідина для промивання включає: (а) перший компонент, що включає дисперсію частинок фосфатів двовалентних або тривалентних металів або їх комбінацію, причому зазначені частинки фосфатів металів мають середній розмір частинок не більший, ніж 10 мкм; та (b) другий компонент, що включає: (i) перший співполімер, отриманий полімеризацією етиленоксиду, пропіленоксиду або їх комбінацій, в якому один кінець першого співполімера завершується амінною групою, гідроксильною групою або алкільною групою; та (ii) другий співполімер, отриманий полімеризацією стиролу і другого мономера, що містить, принаймні, одну карбоксильну групу, ангідридову групу або їх комбінації, в якому другий мономер присутній в кількості меншій, ніж 50 мас. % з розрахунку на загальну вагу другого компоненту. Також розкритий спосіб обробки підкладки. У одному варіанті здійснення спосіб включає: (i) нанесення активуючої промивання на, принаймні, частину підкладки, причому активуюча рідина для промивання включає: (а) перший компонент, що включає дисперсію частинок фосфатів двовалентних або тривалентних металів або їх комбінацій, причому зазначені частинки фосфатів металів мають середній розмір частинок не більший, ніж 10 мкм; та (b) другий компонент, що включає: (i) перший співполімер, отриманий полімеризацією етиленоксиду, пропіленоксиду або їх комбінацій, в якому один кінець першого співполімера завершується амінною групою, гідроксильною групою або алкільною групою; і (ii) другий співполімер, отриманий полімеризацією стиролу і другого мономера, що містить, принаймні, одну карбоксильну групу, ангідридову групу або їх комбінації, в якому другий мономер присутній в кількості меншій, ніж 50 мас. % з розрахунку на загальну вагу другого компоненту. У одному варіанті здійснення також запропонована підкладка, оброблена активуючою рідиною для промивання. Докладний опис Як використовується тут, якщо явно не зазначено інше, всі числа, такі як числа, що виражають величини, інтервали, кількість або відсотки, можуть читатися, неначе перед ними є слово "приблизно", навіть якщо цей термін явно не використовується. Також зрозуміло, що множинний термін може охоплювати свою сингулярну взаємозамінну частину і навпаки. Що стосується будь-якого числового інтервалу значень, такі інтервали, як зрозуміло, включають кожне число та/або частину між встановленим інтервалом від мінімуму до максимуму. Як використовується тут, фраза, що "активує рідину для промивання", відноситься до водного розчину та/або колоїдної суспензії або дисперсії, яку наносять на, принаймні, частину 1 UA 114054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 підкладки та/або в якій, принаймні, частину підкладки занурюють, щоб сприяти утворенню покриття фосфатом цинку на, принаймні, частині підкладки, яку обробили активуючою рідиною для промивання. Отже, зрозуміло, що підкладку обробляють активуючою рідиною для промивання до фосфатування, принаймні, частини обробленої підкладки розчином фосфату цинку. Як використовується тут, термін "транспортний засіб" або його модифікації включає, але не обмежується ними, цивільні, комерційні, і військові наземні транспортні засоби, такі як автомобілі і вантажівки. Даний винахід направлений на активуючу рідину для промивання, яка використовується, щоб "активувати" або "кондиціонувати", принаймні, частину підкладки до фосфатування, принаймні, частини підкладки розчином фосфату цинку. Іншими словами активуюча рідина для промивання сприяє утворенню кристалів фосфату цинку і цинку/заліза на підкладці, коли, принаймні, частину підкладки, яку піддавали обробці активуючою рідиною для промивання, фосфатують розчином фосфату цинку. Необмежуючі приклади відповідної підкладки, яку можна обробляти активуючою рідиною для промивання, включають, але не обмежується ними, метал та/або сплав металу. Наприклад, метал та/або сплав металу може бути алюмінієм, сталлю або цинком. У одному варіанті здійснення сталева підкладки може включати холоднокатану сталь, оцинковану сталь і сталь гарячого цинкування. У одному варіанті здійснення підкладка може включати частину транспортного засобу, таку як кузов транспортного засобу (наприклад, без обмеження, двері, панель кузова, панель багажника, панель даху, капот та/або кришки) та/або рама. У одному варіанті здійснення запропонована активуюча рідина для промивання для обробки підкладки. У одному варіанті здійснення активуюча рідина для промивання включає (a), перший компонент, що включає дисперсію частинок фосфатів двовалентних або тривалентних металів або їх комбінацій, причому зазначені частинки фосфатів металів мають середній розмір частинок, який не перевищує 10 мкм; і (b) другий компонент, що включає: (i) перший співполімер, отриманий полімеризацією етиленоксиду, пропіленоксиду або їх комбінацій, причому один кінець першого співполімера завершується амінною групою, гідроксильною групою або алкільною групою; і (ii) другий співполімер, отриманий полімеризацією стиролу і другого мономера, що містить, принаймні, одну карбоксильну групу, ангідридову групу або їх комбінації, причому другий мономер присутній в кількості меншій, ніж 50 мас. % з розрахунку на загальну вагу другого компоненту. У варіанті здійснення (a) перший компонент включає дисперсію частинок фосфатів двовалентних або тривалентних металів або їх комбінацій, причому зазначені частинки фосфатів металів мають середній розмір частинок не більший, ніж 10 мкм; такий як від 0,06 до 8 мкм, або від 0,1 до 5 мкм. У варіанті здійснення величина частинок може бути виміряна, з використанням приладу, такого як Mastersizer 2000, доступний від MalvernInstruments, Ltd., Malvern, Worcestershire, UK або еквівалентного приладу. Прилад Mastersizer 2000 направляє промінь лазера через дисперсію частинок, і вимірює розсіяння світла дисперсією. Кількість дисперсії обернено пропорційна до величини частинок. Ряд детекторів вимірює розсіяне світло, і дані потім аналізують програмним забезпеченням комп'ютера, щоб отримати розподіл частинок за розмірами, з якого може бути зазвичай визначена середня величина частинок. У варіанті здійснення фосфат металу може бути присутнім в активуючій промивці в кількості від 50 до 5000 ч/млн (ppm) з розрахунку на загальну вагу фосфату металу в активуючій рідині для промивання. У іншому варіанті здійснення фосфат металу може бути присутнім в композиції промивального кондиціонера в кількості від 150 до 1500 ppm загального фосфату металу з розрахунку на загальну вагу активуючої рідини для промивання. У варіанті здійснення двовалентні або тривалентні метали можуть бути цинком, залізом, кальцієм, марганцем, алюмінієм або їх комбінаціями. Відповідні фосфати цинку, корисні в розчині промивального кондиціонера включають, без обмеження, Zn3(PO4)2, Zn2Fe (PO4)2, Zn2Ca(PO4)2, Zn2Mn(PO4)2 або їх комбінації. Відповідні фосфати заліза, корисні для розчину промивального кондиціонера включають, без обмеження, FePO4, Fe3(PO4)2 або їх комбінації. Відповідний фосфати кальцію, корисні для розчину промивального кондиціонера включають, без обмеження, CaHPO4, Ca3(PO4)2 або їх комбінації. Відповідні фосфати марганцю, корисні для розчину промивального кондиціонера включають, без обмеження, Mn3(PO4)2, MnPO4 або їх комбінації. Відповідні фосфати алюмінію, корисні для розчину промивального кондиціонера включають, без обмеження, AlPO4. 2 UA 114054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 У варіанті здійснення другий компонент (b) включає перший співполімер (i) і другий співполімер (ii). У варіанті здійснення, принаймні, деякі з першого співполімера (i) і другого співполімера (ii) можуть полімеризуватися. У варіанті здійснення перший співполімер (i) може бути присутнім в надлишку. У варіанті здійснення масове співвідношення компоненту (a) до компоненту (b) може бути від 1:1 до 20:1, таке як від 2:1 до 10:1, таке як від 4:1 до 5:1. Як згадано вище, у варіанті здійснення, перший співполімер(i) може бути отриманий полімеризацією етиленоксиду, пропіленоксиду або їх комбінацій, в якому один кінець першого співполімера може бути завершений амінною групою, гідроксильною групою або алкільною групою, такою як, наприклад, Jeffamine M, доступний від HuntsmanCorporation. У варіанті здійснення, перший співполімер (i) може бути отриманий полімеризацією мономерів, що включають структуру (I): . У варіантах здійснення R1 може бути NH2 або OR2, R2 може бути воднем, метильною групою або етильною групою, і x ≥ 0 і у > 0. У варіанті здійснення, перший співполімер (i) може бути присутнім в активуючій промивці в кількості від 10 до 10000 ppm з розрахунку на загальну вагу другоїсполуки, такій як від 25 до 1000 ppm, або від 50 до 200 ppm Як згадано вище, у варіанті здійснення, другий співполімер (ii) може бути отриманий полімеризацією стиролу і другого мономера, що містить, принаймні одну карбоксильну групу, ангідридову групу або їх комбінації. У варіанті здійснення мономер може бути одноосновною кислотою, такою як (мет) акрилова кислота, двоосновною кислотою, такою як малеїнова кислота або ітаконова кислота, ангідридом кислоти, таким як ангідрид акрилової кислоти або малеїновий ангідрид або їх комбінації, такі як, наприклад, диспергуючі агенти, такі як Zetasperse 3100, доступний від Air Products Chemicals Inc. або Disperbyk-190, доступний від BYK-Chemie GMBH. У варіанті здійснення другий співполімер (ii) може бути присутнім в кількості меншій, ніж 50 мас. % з розрахунку на загальну вагу другого компоненту, наприклад меншій, ніж 25 мас. %, зокрема меншій, ніж 10 мас. %. У варіанті здійснення другий співполімер (ii) може бути присутнім в кількості більшій, ніж 0 %, такому як більше, ніж 2 мас. %. У варіанті здійснення активуюча рідина для промивання може додатково включати діоксид кремнію. У варіанті здійснення діоксид кремнію може бути осадженим діоксидом кремнію. У варіанті здійснення діоксид кремнію може бути крихким під зсуваючим зусиллям. У варіанті здійснення діоксид кремнію може включати діоксид кремнію 160 EZ. У варіанті здійснення діоксид кремнію може бути присутнім в кількості від 50 до 5000 ppm з розрахунку на загальну вагу активуючої промивання, такій як від 100 до 1 000 ppm, такій як від 150 до 500 ppm. Активуюча рідина для промивання може необов'язково додатково включати додаткові компоненти, такі як неіоногенні поверхнево-активні речовини і допоміжні засоби, традиційно використовувані в технології попередньої обробки. У водному середовищі можуть бути присутніми органічні розчинники, здатні диспергуватися у воді, наприклад, спирти з приблизно до 8 атомами вуглецю, такі як метанол, ізопропанол і так далі, можуть бути присутніми; або прості ефіри гліколів, такі як моноалкілові ефіри етилгліколю, діетиленгліколю або пропіленгликолю і так далі Якщо присутні, то органічні розчинники, здатні диспергуватися у воді, зазвичай можуть використовуватися в кількості до приблизно 10 % з розрахунку на загальний об'єм водного середовища. Інші необов'язкові компоненти включають поверхнево-активні речовини, які функціонують як змочуючі речовини для підкладки або піногасники. Можуть використовуватися аніонні, катіонні, амфотерні, та/або неіоногенні поверхнево-активні речовини. Піновидаляючі поверхнево-активні речовини часто присутні на рівні до 1 мас. %, такому як 0,1 мас. % і змочуючі речовини зазвичай присутні на рівні до 2 мас. %, такому як до 0,5 мас. %, з розрахунку на загальну вагу розчину промивального кондиціонера. 3 UA 114054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У певних варіантах здійснення розчин активуючої рідини для промивання може додатково включати модифікатор реології. У варіантах здійснення модифікатор реології може включати, наприклад, поліуретани, акрилові полімери, латекс, стирол/бутадієн, полівіниловий спирт, глини, такі як аттапульгіт, бентоніт та інший монтморіллонит, матеріали на основі целюлози, такі як карбоксилметилцелюлоза, метилцелюлоза, (гідроксипропіл) метилцелюлоза або желатин, смоли, такі як гуарова і ксантанова камідь, діоксиди кремнію, такі як колоїдний діоксид кремнію або пірогенний діоксид кремнію або їх комбінації. У певних варіантах здійснення активуюча рідина для промивання може в основному або, в деяких випадках, повністю, не містити титанфосфатні частинки. Як використовується тут, термін "в основному не містить", коли використовується для вказівки відсутності титанфосфатних частинок в активуючій рідині для промивання, означає, що будь-які титанфосфатні частинки присутні в активуючій рідині для промивання в нікчемно малій кількості меншій, ніж 5 ppm. Як використовується тут, термін, "абсолютно не містить", коли використовується для вказівки відсутності титанфосфатних частинок, означає, що титанфосфатні частинки відсутні взагалі. У одному варіанті здійснення концентрат активуючої рідини для промивання може бути отриманий завантаженням (a) першого компоненту і (b) другого компоненту в судину з мішалкою і змішуванням компонентів, використовуючи дисперсійні методи, знайомі фахівцям в рівні техніки. Такі методи можуть включати завантаження високошвидкісного і високозсувового устаткування, горизонтальних або вертикальних млинів середовища, кульових млинів або кульових млинів з сферичним корпусом. Розчин активуючої рідини для промивання може бути отриманий введенням концентрату активуючої рідини для промивання у водне середовище, таку як вода. У варіанті здійснення розчин з активуючою рідиною для промивання може включати хелатуючий засіб. У варіантах здійснення хелатуючий засіб може включати, наприклад, карбоксилати, такі як тартрат, цитрат або глюконат, комплекси на основі ацетату, такі як етилендиамінтетраацетат або нітрилотриацетат, фосфати, такі як натрійтрифосфат або тетракалійпірофосфат, фосфонати або фосфонові кислоти, полікарбоксилати, такі як щавлева кислота, кислоти або солі будь-якої з вищезазначених сполук або їх комбінації. Відповідно до способу за даним винаходом, підкладку обробляють (a) нанесенням активуючої рідини для промивання, описаної вище, на, принаймні, частину підкладки, і (b) фосфатуванням, принаймні, частини підкладки водним розчином фосфату цинку. У одному варіанті здійснення активуюча рідина для промивання може бути нанесена на підкладку методами розпилювання, покриття валиком або зануренням. Активуючу рідину для промивання зазвичай наносять на підкладку при температурі від 20 до 50 °C протягом будь-якого відповідного періоду часу. Після того, як поверхня підкладки була "активована", поверхню підкладки піддають фосфатній попередній обробці, такій як попередня обробка фосфатом цинку. У варіантах здійснення стадія фосфатування може бути виконана нанесенням покриття розпилюванням або зануренням активованої підкладки в розчин кислотного фосфату, який містить цинк та інші двовалентні метали, відомі в рівні техніки, при температурі від 35 до 75 °C протягом 1-3 хвилин. Після фосфатування підкладка може бути необов'язково піддана промивці поста розчином, що містить хром, або нехромовим розчином, промита водою і необов'язково висушена. Потім зазвичай наносять фарбу методами, такими як, електроосадження або звичайне розпилювання або покриття валиком. Даний винахід також направлений на стадію активування, яку використовують на автомобільному заводі. У одному варіанті здійснення стадія активування включає бак для занурення, який містить активуючу рідину для промивання, яка розкрита тут. У одному варіанті здійснення активуюча рідина для промивання знаходиться усередині бака для занурення при температурі від 20 до 50 °C. Частину підкладки піддають дії активуючої рідини для промивання за допомогою занурення підкладки в активуючу рідину для промивання протягом будь-якого відповідного періоду часу. Після занурення в активуючу рідину для промивання, частина "активованої" підкладки потім може бути піддана фосфатуванню нанесенням розчину фосфату цинку на "активовану" підкладку. Проте, слід відмітити, що до нанесення розчину фосфату на "активовану" підкладку, додаткова активуюча рідина для промивання може бути розпорошена на частину "активованої" підкладки через сопло розпилювання, у міру того, як "активовану" підкладку видаляють з бака для занурення. Наприклад, сопло розпилювання могло б бути "виходом", який розташований нижче за бак для занурення. Після того, як "активована" підкладка виходить з бака для занурення та/або після того, як додаткову активуючу рідину для промивання наносять на "активовану" підкладку, "активовану" підкладку фосфатують нанесенням розчину фосфату цинку на "активовану" підкладку, використовуючи методи, які відомі в області техніки, такі як методи розпилювання та/або занурення. 4 UA 114054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 У іншому варіанті здійснення стадія "активації" включає ряд сопел розпилювання, які використовуються, щоб наносити розчин активуючої рідини для промивання на, принаймні, частину підкладки. Нижче за сопла розпилювання розташований бак розпилювання, який адаптований для збирання активуючої рідини для промивання, яка виходить з сопел розпилювання, та/або будь-який надлишок активуючої рідини для промивання, які стікають по краплях на поверхню "активованої" підкладки. Бак розпилювання пов'язують з соплами розпилювання так, щоб дозволити соплам розпилювання використовувати активуючу рідину для промивання, яку збирають в баку розпилювання, таким чином, рециркулює розчин активуючої рідини для промивання. Після того, як активуючу рідину для промивання наносять на, принаймні, частину підкладки, "активовану" підкладку потім фосфатують, як описано в попередньому абзаці. Приклади Фосфатний активатор на основі фосфату цинку (Дисперсія A) отримували таким чином: Наступні матеріали у зазначеному порядку завантажували в судину для перемішування і диспергували мішалкою Коулса до гомогенного стану: Деіонізована вода 21,49 фунта, Монобутиловий ефір 0,41 фунта, етилгліколю Патентований розмолотий 5,16 фунта аніонний носій Диізопропаноламін, 85 % 2,23 фунта Surfynol DF-110D 0,35 фунта Фосфат цинку Nubirox SP 41,25 фунта Дисперсію змішували протягом додаткової години, потім розмелювали в горизонтальному млині Premier з розмелюючим 1,2-1,7мм середовищем Zirconox протягом в цілому 217 хвилин (час перебування 8,5 хвилин). Кінцева дисперсія мала теоретичний зміст фосфату цинку 58,2 мас. %. Дисперсію діоксиду кремнію (Дисперсія B) отримували таким чином: 300 г осадженого діоксиду кремнію Hi-Sil 160, доступного від PPG Industries перемішували в 900 г деіонізованої води мішалкою Коулса. Перемішування продовжували ще десять хвилин, і потім суміш завантажували у вертикальний млин, що має трилопатеве робоче колесо, разом з 1200 г цирконійдіоксидного розмелюючого 1,6-2,5мм середовища. Суміш розмелювали протягом 45 хвилин. Кінцева дисперсія мала теоретичний зміст діоксиду кремнію 25 мас. %. Фосфатний активатор на основі фосфату цинку, використовуючий диспергуючий агент, що складається з етиленоксиду і стирол/акрилатних співполімерів (дисперсія C), отримували таким чином: Наступні матеріали у зазначеному порядку завантажували в судину для перемішування і диспергували мішалкою Коулса до гомогенного стану: Деіонізована вода 1113,40 грамів Surfynol DF-110D 19,00 грамів Zetasperse 3100 638,40 грамів Фосфат цинку Nubirox SP 2 029.20 грамів Zetasperse 3100 є диспергуючим агентом, що складається з етиленоксиду і співполімерів стирол/акрилату, доступних від Air Products and Chemicals, Inc. Surfynol DF-110D є патентованим піногасником, доступним від Air Products and Chemicals, Inc. Після ретельного змішування, дисперсію розмелювали в горизонтальному млині Eiger з розмелюючим 1,2-1,7мм середовищем Zirconox протягом в цілому 190 хвилин (час перебування 12 хвилин). Кінцева дисперсія мала теоретичну концентрацію фосфату цинку 53,40 мас. %. Розчин фосфату цинку Chemfos 700AL отримували згідно технічним умовам постачальника, PPG Industries (включеним в даний документ у вигляді посилання). Розчин фосфату цинку використовували, щоб проводити фосфатовані сталеві панелі, використовуючи наступну послідовність процесу (надалі іменовану "стандартний спосіб цинкфосфатування"): Чисті, Chemkleen 2010LP (1,25 % об/об) /Chemkleen 181ALP (0,125 %)), двохвилинне розпилювання при 120 °F; Промивання зануренням в деіонізовану воду, 15 секунд, температуру навколишнього середовища; Промивання розпилюванням деіонізованої води, 15 секунд, температура навколишнього середовища; Активатор, однохвилинне занурення, температура навколишнього середовища; Chemfos 700AL, двохвилинне занурення, 125 °F 5 UA 114054 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Промивання розпилюванням деіонізованої води, 15 секунд, температура навколишнього середовища; Продування теплим повітрям до сухого стану Приклад 1 Цинкфосфатну активаторну рідину для промивання отримували диспергуванням 2,6 г дисперсії А в 3 літрах деіонізованої води. Кінцева рідина для промивання мала теоретичну концентрацію 0,5 грама на літр диспергованого фосфату цинку. Цей розчин використовувався як активатор в стандартному способі цинкфосфатування, деталізованому вище, щоб провести фосфатне покриття на панелі 4" 6" холоднокатаної сталі і оцинкованої сталі. Приклад 2 Розбавляли дисперсію за прикладом 1 деіонізованою водою до 30 % її початкової концентрації, або 0,149 грама на літр диспергованого фосфату цинку. Цей розчин використовувався як активатор в стандартному способі цинкфосфатування з отриманням фосфатного покриття на панелях холоднокатаної сталі і оцинкованої сталі, як в прикладі 1. Панель оцинкованої сталі мала прийнятний вигляд, але цинкфосфатне покриття на панелі холоднокатаної сталі було неповним і неприйнятним. Приклад 3 Додавали 3 грами дисперсії B до дисперсії за прикладом 2 і перемішували до гомогенного стану з отриманням розчину, що містить 0,149 грама на літр фосфату цинку і 0,25 грама на літр діоксиду кремнію. Цей розчин використовувався як активатор в стандартному способі цинкфосфатування з отриманням фосфатного покриття на панелях холоднокатаної сталі і оцинкованої сталі. Обидві панелі мали повні фосфатні покриття з хорошим подрібненням кристалів. Приклад 4 Змішували 3 грами дисперсії B з 3 літрами деіонізованої води, щоб отримати стійку дисперсію, що містить 0,25 грама на літр діоксиду кремнію. Цей розчин використовували як активатор в стандартному способі цинкфосфатування, щоб обробити панелі холоднокатаної сталі, оцинкованої сталі і алюмінієві панелі (сплав 6111). Дисперсія не активувала цинкфосфатне покриття; панелі холоднокатаної сталі фактично не мали кристалів, а панелі оцинкованої сталі і алюміній мали надзвичайно великі і погано подрібнені кристали. Всі три підкладки неприйнятні. Приклад 5 Додавали 0,54 грама дисперсії A до дисперсії за прикладом 4, щоб отримати дисперсію, що містить 0,25 грама на літр діоксиду кремнію і 0,105 грама на літр фосфату цинку. Цей розчин використовували як активатор в стандартному способі цинкфосфатування, щоб обробити панелі холоднокатаної сталі, оцинкованої сталі і алюмінію. Всі три підкладки мали повні фосфатні покриття з хорошим подрібненням кристалів. Приклад 6 Додавали 2,8 грама дисперсії C до 3 літрів деіонізованої води, щоб отримати дисперсію, що містить 0,5 грама на літр фосфату цинку. Цей розчин використовували як активатор в стандартному способі цинкфосфатування, щоб обробити панелі холоднокатаної сталі, оцинкованої сталі і алюмінію. Всі три підкладки мали повні фосфатні покриття з хорошим подрібненням кристалів. Маса покриття і розміри кристалів для фосфатних покриттів, вироблених в прикладах 1 – 6, приведені в таблиці 1 нижче. Таблиця 1 Приклад Маса покриття холоднокатаної сталі (мг/фут) 1 2 3 309 423 325 4 67 5 6 362 239 Розмір Маса покриття Розмір кристалів кристалів оцинкова-ної оцинкованої холодносталі сталі катаної (мг/фут) (мкм) сталі (мкм) 3,8 242 2,1 11* 209 1,7 3,3 199 2,5 Трохи великих 583 Э 50 криста-лів* 4,3 224 2,2 3,6 184 2,6 6 Маса алюмінієвого покриття (мг/фут) – – – Розмір кристалів алюмінію (мкм) – – – 308 188 161 Э 30* 3,1 4,5 UA 114054 C2  Указує на неповне покриття 5 10 15 Приклад 7 Розчин цинкфосфатного промивального кондиціонера отримували так, як описано в прикладі 6, використовуючи дисперсію C, і витримували як описано нижчим. Порівняльний приклад Як порівняльний приклад, звичайний розчин промивального кондиціонера на основі солі Ернстедта отримували розчиненням 3 грамів промивального кондиціонера, доступного від PPG Industries, Inc., у деіонізованій воді. Частину розчину тестували, як описано вище в прикладі 6 (тобто, як "свіжий"), і частину витримували, як описано нижче. Розчинам з прикладу 7 і порівняльного прикладу дозволяли знаходитися в закритих ємкостях протягом восьми тижнів. Після восьми тижнів кожен використовувався як активатори в стандартному способі цинкфосфатування, як деталізовано вище, для фосфатування панелей, зроблених з холоднокатаної сталі і оцинкованої сталі. Розмір кристалів і покриття були подібні до таких же якостей, отриманих зі свіжого розчину (приклад 6) для способу за прикладом 7, але звичайний матеріал, більше не активують після восьми тижнів. Розміри кристалів показані в таблиці 2 нижче: Таблиця 2 Активатор Свіжий (приклад 6) Свіжий, порівняльний Витриманий (приклад 7) Витриманий, Порівняльний 20 Розмір кристалів холоднокатаної сталі (мкм) 3,6 1,8 2,4 Неповний Розмір кристалів оцинкованої сталі (мкм) 2,6 3,2 2,1 27 Зважаючи, що певні варіанти здійснення цього винаходу були описані вище з метою ілюстрації, для фахівців в рівні техніки буде очевидно, що можуть бути зроблені численні зміни деталей даного винаходу, не відступаючи від суті винаходу, як визначено в прикладеній формулі винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 1. Активуюча рідина для промивання для обробки підкладки, що містить: (a) перший компонент, що містить дисперсію частинок фосфатів двовалентних або тривалентних металів, або їх комбінацій, причому зазначені частинки фосфатів металів мають середній розмір частинок не більший ніж 10 мкм; та (b) другий компонент, що містить: (і) перший співполімер, отриманий полімеризацією етиленоксиду, пропіленоксиду або їх комбінацій, причому один кінець першого співполімера завершується амінною групою, гідроксильною групою або алкільною групою; та (іі) другий співполімер, отриманий полімеризацією стиролу і другого мономера, що містить принаймні одну карбоксильну групу, ангідридову групу або їх комбінації, причому другий мономер присутній в кількості меншій ніж 50 мас. % з розрахунку на загальну масу другого компонента. 2. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій фосфат металу присутній в кількості від 50 до 5000 ррm з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання. 3. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій фосфат металу присутній в кількості від 150 до 1500 ррm з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання. 4. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій двовалентний або тривалентний метал містить цинк, залізо або їх комбінацію. 5. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій перший співполімер присутній в кількості від 10 до 10000 ррm з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання. 6. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій перший співполімер присутній в кількості від 50 до 1000 ррm з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання. 7. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій другий співполімер присутній в кількості меншій ніж 30 мас. % з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання. 7 UA 114054 C2 5 10 15 20 25 30 8. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій другий мономер містить двоосновну кислоту, ангідрид двоосновної кислоти або їх комбінацію. 9. Активуюча рідина для промивання за п. 1, в якій масове співвідношення першого компонента до другого компонента складає від 1:1 до 20:1. 10. Активуюча рідина для промивання за п. 1, що додатково містить діоксид кремнію. 11. Активуюча рідина для промивання за п. 1, що додатково містить діоксид кремнію, присутній в кількості від 50 до 5000 ррm з розрахунку на загальну масу активуючої рідини для промивання. 12. Активуюча рідина для промивання за п. 10, в якій діоксид кремнію осаджений. 13. Активуюча рідина для промивання за п. 10, в якій діоксид кремнію є крихким при зсуваючому зусиллі. 14. Спосіб обробки підкладки, що включає: (і) нанесення активуючої рідини для промивання на принаймні частину підкладки, в якому активуюча рідина для промивання включає: (a) перший компонент, що містить дисперсію частинок фосфатів двовалентних або тривалентних металів або їх комбінацій, причому зазначені частинки фосфатів металів мають середній розмір частинок не більший ніж 10 мкм; і (b) другий компонент, що містить: (і) перший співполімер, отриманий полімеризацією етиленоксиду, пропіленоксиду або їх комбінацій, причому один кінець першого співполімеру завершується амінною групою, гідроксильною групою або алкільною групою; і (іі) другий співполімер, отриманий полімеризацією стиролу і другого мономера, що містить принаймні одну карбоксильну групу, ангідридову групу або їх комбінації, причому другий мономер присутній в кількості меншій ніж 50 мас. % з розрахунку на загальну масу другого компонента. 15. Спосіб за п. 14, в якому двовалентний або тривалентний метал містить цинк, залізо або їх комбінацію. 16. Спосіб за п. 14, в якому другий мономер містить двоосновну кислоту, ангідрид двоосновної кислоти або їх комбінацію. 17. Спосіб за п. 14, в якому активуюча рідина для промивання додатково містить діоксид кремнію. 18. Спосіб за п. 14, що додатково включає (іі) фосфатування принаймні частини підкладки розчином фосфату цинку. 19. Підкладка, оброблена активуючою рідиною для промивання за п. 1. 20. Підкладка за п. 19, що додатково містить фосфатне покриття. 35 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Activating rinse and method for treating a metal substrate

Автори англійською

McMillen, Mark W., Silvernail, Nathan J., Votruba-Drzal, Peter L.

Автори російською

МакМилен Марк В., Силвернэйл Натан Дж., Вотруба-Дрзал Питер Л.

МПК / Мітки

МПК: C23C 22/78, C23C 22/07

Мітки: рідина, обробки, металевої, підкладки, промивання, активуюча, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-114054-aktivuyucha-ridina-dlya-promivannya-i-sposib-obrobki-metalevo-pidkladki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Активуюча рідина для промивання і спосіб обробки металевої підкладки</a>

Подібні патенти