用于改善附着性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于对涂有保护层的钢板材上的附着性进行改善的方法，其中， 在连续工艺中，基于Zn-Al-Mg的保护涂层施布到钢板材上并在其他步骤中经受表面处理， 其中，在施布水性组合物的情况下，具有Al 2〇3和MgO的自生氧化物层被改性，而无需在此对 该自生氧化物层进行酸洗。
【背景技术】
[0002] 用于钝化涂有保护层的钢板材的方法是充分公知的。例如为此可以提出铬化或磷 化(EP2092090B1)。然而，所有方法的共同之处在于，移除或者酸洗自生氧化物层或原生氧 化物层，并且由其他钝化层来代替。此外，这种钝化层也可以有利于改善有机涂层例如漆的 附着。不利的是，在随后加工涂有保护层的钢板材时，不可避免部分地去除钝化层。除了提 高对清洁的需求以外，这还可能在随后的工艺区中导致工艺参数的改变，这会影响随后的 加工的可重复性。
[0003] 为此替选地，W02006045570A1提出通过对自生氧化物层进行改性来提高涂有保护 层的钢带上的附着性，而无需在此对自生氧化物层进行酸洗。因此，在对钢带进行涂覆保护 层的连续工艺中，以水性组合物或冷却介质来执行对钢板材的冷却，这应对例如具有Zn、Mg 和A1的保护涂层的自生氧化物层进行改善。可以给水性组合物添加用于保护自生氧化物层 的可溶解的盐或添加用于使板材表面稳定化的磷酸盐。然而，这种方法无法导致附着性的 显者提尚。
【发明内容】
[0004] 因此，本发明的任务是，从开头描绘的现有技术出发提供一种方法，利用该方法， 保护涂层的表面可以在尽可能小的耗费下以如下方式被改性，即，因此明显提高了涂有保 护层的钢板材上的附着性。
[0005] 本发明以如下方式解决所提出的任务，即，整平涂有保护层的钢板材，并且随后自 生氧化物层与含氟的水性组合物进行反应从而减少其MgO份额，以便因此使自生氧化物层 改性。
[0006] 如果整平涂有保护层的钢板材并且随后自生氧化物层与含氟的水性组合物进行 反应，那么可以惊奇地确定的是，利用该水性组合物能够以经济的方式减少保护涂层的自 生氧化物层的MgO份额。这种对氧化物层的改性可以明显提高附着性，尤其是在涂有保护层 的钢板材的粘合性能和/或可涂漆性方面。例如，粘合剂的连接因此也可以得到改善，以便 因此排除粘合部位处的粘附失效。但本发明与现有技术相比突出之处尤其可以在于，可以 在没有对自生氧化物层进行酸洗的情况下实现附着性的改善。亦即，可以通过根据本发明 的针对与氟反应来减少MgO的整平使氧化物层活化。因此，可以首先在氧化物层中提高具有 比较高的亲氧性的A1的浓度，或者使A1占据氧化物层的由于MgO减少而空出的部位。后者尤 其可以有利于减少镁进入氧化物层的扩散或减少镁的穿过。因此，自生构造在Zn-Al-Mg保 护涂层上的氧化物层可以在方法技术上以可简单操作的方式朝提高Al2〇3和/或ZnO的份额 且降低MgO的份额的方向变化。因此，根据本发明提供了能特别好地重复的方法。
[0007] 通常提及的是，度量单位ppm可以理解为重量ppm。此外通常提及的是，通过改善附 着性随后例如也可以得到在附着强度方面的优点。通常确定的是，本发明尤其是可以适用 于对涂有保护层的钢板材上的有机涂层的附着性进行改善。
[0008] 当氟使氧化物层的MgO析出并且将其转移到水性组合物中时，可以提供能简单地 控制的工艺条件。此外，因此可以抑制钝化层的增长，尤其是MgF 2的增长，由此可以得到氧 化物层的自生特性。为此，通过将水性组合物中氟的量根据Mg从氧化物层中的析出来进行 对应调节，可以提出简单操作的用于对氧化物层进行可重复的改性的工艺规则。
[0009] 针对在对氧化物层的MgO进行定向侵蚀时的特别有利的工艺情况，水性组合物可 以具有20ppm至3500ppm的F(氟），可选地具有Oppm至35000ppm的Na(钠）、0ppm至4000ppm的 Al(f§)、0ppm至4000ppm的Μη(猛）、0ppm至20ppm的P(磷）、0ppm至10ppm的Fe(铁）、0ppm至 l〇ppm的Ni (镍)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 免的杂质。此外，六1、111、？6、附、？和/或51可以用于引起1%0的减少或使改性的氧化物层稳定 化。由制造引起的不可避免的杂质的浓度可以被视为整体上小于50ppm。
[00?0] 为了定向侵蚀氧化物层的MgO或使Mg析出，水性组合物中的20ppm至3500ppm或者 5ppm至3500ppm或者优选5ppm至1500ppm的F浓度可以被证实为有利的。然而为此，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浓度已经可以是足够的。
[0011]当水性组合物具有A1时，自生构造在Zn-Al-Mg保护涂层上的氧化物层可以在方法 技术上以可简单操作的方式朝提高Al2〇3的份额且降低MgO的份额的方向进一步变化。在此， 大于2ppm，尤其是大于5ppm的A1浓度已经可以是足够的。替选或附加地，可以想到大于 3ppm，尤其是大于5ppm的Μη，用以减少氧化物层的MgO份额。
[0012] 如果在水性组合物中存在5ppm至4000ppm或5ppm至700ppm或10ppm至150ppm的A1 浓度和/或Μη浓度，那么这对于实现之前提到的效果来说已经可以是足够的。
[0013]为了充分减少MgO，保护涂层能够以水性组合物在0.5秒至20秒，尤其是1.5秒至15 秒内进行表面处理。此外，这样短的处理可以特别好地适用于连续工艺。通常提及的是，根 据水性组合物中的氟的ppm值的水平，处理持续时间可以变得更小。因此，例如可以在 1500ppm氟的情况下花费1.5秒的处理持续时间，而在20ppm氟的情况下应力求达到20秒的 处理持续时间，以便在没有对自生氧化物层进行酸洗的情况下减少其MgO的含量。
[0014]利用调节水性组合物的4至8的pH值，水性组合物与Zn-Al-Mg保护涂层的反应速度 可以比较简单地匹配于连续工艺的带运转速度。此外，利用酸性地调节pH值可以确定更多 地减少氧化物层中的MgO份额。然而为此，5至7.5或6至7的pH值已经可以是足够的。
[0015] 30°C至95°C(摄氏度）的水性组合物温度可以足够用于进一步提高其与自生氧化 物层，也就是原生氧化物层的反应速度。然而为此，45°C至90°C或45°C至80°C的水性组合物 温度可以证实为是有利的。
[0016] 当为此使用NaF和/或NaHF2 (二氟化合物）时，可以以简单的方式实现水性组合物 的生产。
[0017] 当为此使用Na3 [A1F6](冰晶石)时，还可以比较廉价地实现水性组合物的生产。由 此，在水性组合物中还存在Na。在此，可以想到5ppm至35000ppm或更多，尤其是lOppm至 3500ppm，优选 20ppm 至 2000ppm 的 Na 浓度。
[0018] 根据本发明的方法尤其可以在如下的保护涂层上是出色的，该保护涂层其具有 0.1至7重量％的铝、0.2至5重量％的镁并且其余是锌以及由制造引起地不可避免的杂质。 这种Zn-Al-Mg保护涂层可以使氧化物层相对于相同的合金组合物的未改性的氧化物层特 别好地减少其MgO份额，这可以用于显著地提高附着性。
[0019] 之前详细说明的保护涂层优选可以具有1至4重量％的铝和1至3重量％的镁，以便 除了改善附着性以外还提高该方法的可重复性。
[0020] 当在整平钢板材的情况下整平印迹引入到保护涂层中时，可以对用于随后的表面 处理的氧化物层的活化进行改善。此外，可以在这些整平印迹中，优选在其边缘区域中构造 出改善的针对氟的作用面，以便更多地将MgO从自生氧化物层中除去。此外，在此或在该边 缘区域中可以看到氟化镁(MgF 2)的形成，这还可以进一步改善附着性。此外，在根据本发明 的表面处理之