处理金属基材的方法
【技术领域】
[0001] 本发明的【具体实施方式】涉及一种处理金属基材的方法。所述处理可包含通过将基 板与含有多个固体颗粒或由多个固体颗粒组成的材料相接触，以清洁所述金属基材。所述 多个固体颗粒可包含于一处理液中。所述固体颗粒可促进从金属基材表面除去不想要的物 质，例如污染物。
【背景技术】
[0002] 金属基材可因多种原因而受到污染或变为被污染的。污染的一个常见原因在形成 或修改金属基材的前期处理过程。由于这种前期处理过程，所述金属基材的表面可带有污 染物，例如微粒（金属小颗粒）和污物、润滑剂，例如油和润滑剂残余物、冷冻剂残余物、无 机或有机盐、表面活性剂、生物灭杀剂、乳化剂和杀菌剂。部分或全部这些物质可要求在后 续对金属基材进一步处理或修改前被除去。
[0003]目前清洁金属基材的方法常需要大量的水、侵蚀性条件和有毒化学品。例如，当清 洁金属基材表面时，通常需要强酸性成分以实现有效清洁作用。这种侵蚀性条件及有毒化 学品的使用显示了许多问题，包括对过程中产生的对环境污染的废水的处理。
[0004] 作为涉及侵蚀性和/或腐蚀成分的方法的另一种选择，有时采用研磨清洁方法。 然而，传统研磨方法，例如喷砂法，倾向于暂时有效并且可能损坏基板。进一步地，研磨清洁 方法可能不能保持从表面除去多余物质的一致性，从而导致表面不均匀。
[0005] 金属基材在清洁后还要进行额外处理，例如进行一层或多层涂布或涂漆时，表面 均匀性可能会变重要。因此，传统的铝制产品生产过程，尤其对于铝制罐的生产，包括一个 或多个清洁金属基材表面的清洁步骤，其需要大量用水冲洗的步骤，且该过程还使用了强 酸和表面活性剂。需要结合使用大量水和这些成分来从金属表面置换物质，例如：污物和 油。
[0006] 在最初表面清洁和冲洗处理后，在传统铝制品生产过程中的基板通过氢氟酸处理 以除去金属表面的氧化层。高密度的氧化膜随后重新形成以保护表面并为涂布和涂漆提供 了一个良好的基础。然而，如果所述最初清洁步骤没有充分地进行，金属基材的表面残留了 不想要的物质和污染物，则后续处理和涂布的成功将大打折扣。
[0007] 在此处公开的方法前，发明人已经先行解决了在家庭或工业清洁方法中减少水耗 的问题。W02007/128962在其最广的方面公开了一种清洁脏污底物的方法和配方，该方法包 括用含有多个聚合物颗粒的配方处理湿底物，其中所述配方不含有机溶剂。提及的非织物 底物的清洁参照塑料、皮革、纸、厚纸板、金属、玻璃或木材。公开了聚合物颗粒为聚酰胺颗 粒（包括尼龙）、聚酯颗粒、聚烯烃颗粒、聚氨酯颗粒或其共聚物颗粒。
[0008] 上述提及的现有方法已经成功地提供了一种在家庭和工业洗涤过程中大幅度减 少水耗的织物清洁和除去污渍的高效方法。因此，W02007/128962的方法并不特别针对金 属基材的清洁。
[0009] 本发明想要提供清洁金属基材的方法，其可改善或克服一个或多个现有技术相关 的上述问题。特别地，想要提供一种从金属基材表面除去不想要的物质和污染物的改善的 方法。进一步地，想要一种能够减少产生的污染和危害废水的清洁金属基材的方法。还想 要一种相对于现有技术中对应方法能够节约水耗的清洁金属基材表面的方法。还想要一种 可用于上述方法的适用于清洁金属基材表面的清洁液。
【发明内容】
[0010] 本发明的【具体实施方式】中，提供了一种清洁金属基材的方法。所述方法可包括将 所述金属基材暴露于包含一清洁配方和多个固体颗粒的清洁液中。所述方法可进一步包括 使所述固体颗粒和所述金属基材进行接触式相对运动。
[0011] 在一些【具体实施方式】中，提供了一种清洁金属基材的方法，所述方法包括将所述 金属基材暴露于包含一清洁配方和多个固体颗粒的清洁液中，其中所述方法进一步包括使 所述固体颗粒和所述金属基材进行接触式相对运动；其中 i) 所述清洁配方含有至少一 PKa大于约-1. 7的酸；和/或， ii) 所述清洁配方含有至少一 PKb大于约-1. 7的碱；以及 所述固体颗粒的长度为约〇. 5mm至约6_。
[0012] 在一些【具体实施方式】中，提供了一种清洁金属基材的清洁液。所述清洁液可含有 一清洁配方和多个固体颗粒。
[0013] 在一些【具体实施方式】中，提供了一种清洁金属基材的清洁液，其含有一清洁配方 和多个固体颗粒，其中所述清洁配方含有一酸，所述酸选自柠檬酸、葡糖酸、己二酸、乙酸、 乳酸、乙醇酸、草酸、甲酸或其碱金属盐，并且所述固体颗粒的长度为约0. 5mm至约6mm。
[0014] 在一些【具体实施方式】中，提供了一种清洁金属基材的清洁液，其包含一清洁配方 和多个固体颗粒，其中，所述清洁配方含有一含柠檬酸根的盐，并且其中所述固体颗粒的长 度为约0. 5mm至约6mm。
[0015] 因此，在【具体实施方式】中，本发明的方法相对于传统金属基材清洁方法，能够提供 一种改善的清洁效果。清洁效果的实现还可不使用高侵蚀性条件和/或有毒化学品。
[0016] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可含有一溶剂。
[0017] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可含有至少一表面活性剂。
[0018] 在一些【具体实施方式】中，所述至少一表面活性剂可为一非离子型表面活性剂。
[0019] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可含有至少一酸。
[0020] 在一些【具体实施方式】中，所述至少一酸可具有大于约-1. 7的pKa值。在进一步具 体实施方式中，所述至少一酸可具有介于约-1. 7至约15. 7之间的pKa值。
[0021 ] 在一些【具体实施方式】中，所述至少一酸为一有机酸。
[0022] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可含有至少一碱。
[0023] 在一些【具体实施方式】中，所述至少一碱可具有大于约-1. 7的pKb值。在进一步具 体实施方式中，所述至少一碱可具有介于约-1. 7至约15. 7之间的pKb值。
[0024] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可含有一具有至少一羧酸部分的化合物。
[0025] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可含有一具有两个以上羧酸部分的化合 物。
[0026] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可含有一包含至少一柠檬酸根部分的化合 物。
[0027] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可含有至少一金属螯合剂。
[0028] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可为含水的。
[0029] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可具有介于约1至约13的pH值。
[0030] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可具有大于7左右的pH值。
[0031] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可具有约为8的pH值。
[0032] 在一些【具体实施方式】中，至少部分所述固体颗粒在清洁配方中可为漂浮的。
[0033] 在一些【具体实施方式】中，所述固体颗粒可具有小于1左右的平均密度。
[0034] 在一些【具体实施方式】中，所述固体颗粒可为珠状。
[0035] 在一些【具体实施方式】中，所述方法可包括移动所述金属基材，使其表面与所述固 体颗粒接触。
[0036] 在一些【具体实施方式】中，所述方法可包括在所述清洁液中，旋转、震荡或往复摆动 所述金属基材。
[0037] 在一些【具体实施方式】中，所述方法可包括用所述固体颗粒擦洗所述金属基材表 面。
[0038] 在一些【具体实施方式】中，所述方法可包括在所述清洁液中搅动所述固体颗粒。
[0039] 在一些【具体实施方式】中，所述方法可使用含有所述清洁液的流化床进行。
[0040] 在一些【具体实施方式】中，所述多个固体颗粒可包含多个聚合物颗粒。在另一些具 体实施方式中，所述多个固体颗粒可由多个聚合物颗粒组成。
[0041] 在另一些【具体实施方式】中，所述多个固体颗粒可包含多个非聚合物颗粒。在进一 步【具体实施方式】中，所述多个固体颗粒可由多个非聚合物颗粒组成。
[0042] 在一些【具体实施方式】中，所述多个固体颗粒可包含多个聚合物颗粒和多个非聚合 物颗粒的混合物。在另一些【具体实施方式】中，所述多个固体颗粒可由多个聚合物颗粒和多 个非聚合物颗粒的组合物组成。
[0043] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可包含一种或多种极性聚合物。较佳地， "极性"意指所述聚合物具有与一个或多个电负性原子相连的碳原子，所述电负性原子较佳 地选自卤原子、氧原子、硫原子和氮原子。
[0044] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可包含一种或多种非极性聚合物。较佳 地，"非极性"意指所述聚合物不具有与一个或多个电负性原子相连的碳原子，所述电负性 原子较佳地选自卤原子、氧原子、硫原子和氮原子。
[0045] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可包含一种或多种极性聚合物颗粒和一 种或多种非极性聚合物颗粒。
[0046] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可包含选自于聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚 硅氧烷、聚氨酯或其共聚物的颗粒。
[0047] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可包含选自于聚烯烃或其共聚物的颗 粒。
[0048] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可包含聚丙烯颗粒。
[0049] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可包含选自于聚酰胺、聚酯或其共聚物 的颗粒。
[0050] 在一些【具体实施方式】中，所述聚酯颗粒可包含聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒或聚对 苯二甲酸丁二醇酯颗粒。
[0051] 在一些【具体实施方式】中，所述聚酰胺颗粒可包含尼龙颗粒。
[0052] 在一些【具体实施方式】中，所述聚酰胺颗粒可包含尼龙6或尼龙6, 6。
[0053] 在一些【具体实施方式】中，所述非聚合物颗粒可包含陶瓷材料颗粒、耐火材料颗粒、 火成岩颗粒、沉积岩颗粒、变质矿物颗粒或复合材料颗粒。
[0054] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒或非聚合物颗粒可包含珠状颗粒。
[0055] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可包含选自于线型聚合物、支化聚合物 或交联聚合物的颗粒。
[0056] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可包含发泡聚合物颗粒。
[0057] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可包含不发泡聚合物颗粒。
[0058] 在一些【具体实施方式】中，所述固体颗粒可为空心结构和/或多孔结构。
[0059] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒可具有约0. 5-3. 5g/cm3的平均密度。
[0060] 在一些【具体实施方式】中，所述非聚合物颗粒可具有约3. 5-12. Og/cm3的平均密度。
[0061] 在一些【具体实施方式】中，所述聚合物颗粒或非聚合物颗粒可具有约5-275_3的平 均体积。
[0062] 在一些【具体实施方式】中，根据本发明【具体实施方式】的方法，所述固体颗粒用于清 洁金属基材时，可被重复使用一次或多次。
[0063] 在一些【具体实施方式】中，所述方法可进一步包括在清洁金属基材后回收所述多个 固体颗粒的步骤。在进一步【具体实施方式】中，所述方法可包括将所述多个固体颗粒从清洁 配方中分离。
[0064] 在一些【具体实施方式】中，所述清洁配方可包括选自以下一种或多种的成分：溶剂、 聚合物、缓蚀剂、增洁剂（buiIders)、金属螯合剂、表面活性剂、分散剂、酸、碱、抗氧化剂、还 原剂、氧化剂以及漂白剂。
[0065] 在一些【具体实施方式】中，所述方法可进一步包括在清洁所述金属基材后将其涂 布。所述涂布可为一保护涂层或漆。
[0066] 在一些【具体实施方式】中，所述金属基材可包含过渡金属。
[0067] 在一些【具体实施方式】中，所述金属基材可包含铝。
[0068] 在一些【具体实施方式】中，所述金属基材可为金属合金。
[0069] 在一些【具体实施方式】中，所述金属基材可包含一金属薄片。
[0070] 在一些【具体实施方式】中，所述金属基材可为金属罐，例如铝罐。
[0071] 在一些【具体实施方式】中，所述方法可进一步包括塑型或成形所述金属基材。所述 "塑型或成形"可在本发明方法清洁步骤之前或之后进行。所述塑型或成形所述基材可为创 造一件物品的最终理想形态，例如罐，或形成所述最终理想形态的前体。
[0072] 本发明的进一步【具体实施方式】可提供一种处理金属基材的方法。所述处理方法可 包括： a) 根据上述本发明的【具体实施方式】清洁所述金属基材，以及 b) 从经清洁的基材表面除去至少一部分氧化层。
[0073] 在一些【具体实施方式】中，步骤b)可包括将所述金属基材暴露于一含有处理配方 和多个固体颗粒的处理液中。
[0074] 在一些【具体实施方式】中，步骤b)可进一步包括使所述固体颗粒和所述金属基材 进行接触式相对运动。
[0075] 在一些【具体实施方式】中，所述处理配方可含有选自下述的一种或多种促进剂：酸、 碱和表面活性剂。
[0076] 在一些【具体实施方式】中，所述一种或多种促进剂可包括至少一金属螯合剂。
[0077] 在一些【具体实施方式】中，所述一种或多种促进剂可包括至少一羧酸部分。
[0078] 在一些【具体实施方式】中，所述一种或多种促进剂可包括两个以上羧酸部分。
[0079] 在一些【具体实施方式】中，所述一种或多种促进剂可包括至少一柠檬酸根部分。
[0080] 在一些【具体实施方式】中，所述一种或多种促进剂可包括至少一表面活性剂。
[0081] 在一些【具体实施方式】中，所述至少一表面活性剂可为一非离子型表面活性剂。
[0082] 在一些【具体实施方式】中，所述固体颗粒可参照一个或多个上述公开的具体实施方 式。
[0083] 在一些【具体实施方式】中，所述处理金属基材的方法可包括钝化所述金属基材。
[0084] 在一些【具体实施方式】中，所述处理金属基材的方法可包括阻止在所述金属基材表 面上重新形成氧化层。
[0085] 本发明的进一步【具体实施方式】公开了一种可获得的或由上述公开的本发明的一 个或多个【具体实施方式】的方法获得的金属基材。
[0086] 在一些【具体实施方式】中，所述金属基材可含有经X射线光电子