Способ покрытия металлических поверхностей водной композицией из многих компонентов

Способ покрытия металлических поверхностей водной композицией из многих компонентов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение касается способа покрытия металлических поверхностей водными композициями, причем на стадии предварительной обработки водная композиция на основе силана, которая содержит по меньшей мере один силан или/и родственное ему соединение, содержащее кремний, и при необходимости другие компоненты, дополнительно обрабатывается без сушки этого покрытия, например, при температурах выше 70°C, путем того, что после этой стадии предварительной обработки применяется по меньшей мере одна стадия ополаскивания водой, а после этого проводится электрофоретическое лакирование, причем в случае стадий ополаскивания водой, по меньшей мере на последней стадии ополаскивания водой добавляется по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество.

Наиболее часто используемые до сих пор способы обработки металлических поверхностей, в частности деталей, лент (рулонов) или участков лент по меньшей мере из одного металлического конструкционного материала, или соответственно предварительной обработки металлических поверхностей перед нанесением лака на эти металлические поверхности, часто основываются, с одной стороны, на использовании соединений хрома (IV), при необходимости совместно с различными добавками, или, с другой стороны, на фосфатах, таких как, например, цинк-марганец-никелевых фосфатах, при необходимости совместно с различными добавками.

По причине токсикологических и экологических рисков, которые несут с собой, в частности, способы, включающие хроматы, или способы, включающие никель, уже на протяжении многих лет во всех областях технологии обработки поверхностей металлических субстратов ищут альтернативы этим способам, однако несмотря на это вновь и вновь обнаруживают, что в случае многих областей применения способы, полностью свободные от использования хроматов или от использования никеля, не удовлетворяют на 100% спектру эффективности или не соответствуют желаемой надежности. В таком случае пытаются поддерживать содержание хроматов или соответственно содержание никеля как можно более низким и насколько это возможно заменять Cr⁶⁺ на Cr³⁺. В частности, в автомобильной промышленности, например, для предварительной обработки кузовов перед нанесением лака используется высококачественное фосфатирование, которое поддерживает противокоррозийную защиту автомобиля на высоком уровне качества. Для этого обычно используются процессы цинк-марганец-никелевого фосфатирования. Несмотря на многие годы исследований и разработок не удалось без заметных ограничений в качестве фосфатировать в отсутствие никеля в случаях использования многих металлов, как часто в случаях с кузовами, когда в Европе обычно в одной и той же ванне предварительно обрабатываются металлические поверхности из стали, оцинкованной стали и алюминия или соответственно алюминиевых сплавов. Но поскольку содержание никеля, даже если оно является сравнительно низким, классифицируется как токсикологически опасное в обозримом времени, возникает вопрос, может ли достигаться равноценная противокоррозийная защита с помощью других химических методов.

В частности, в автомобильной промышленности в качестве первого слоя лака часто используется электрофоретическое лакирование лаком, наносимым электроосаждением (электрофоретическим лаком), таким как, например, катодным электрофоретическим лаком (лак, наносимый катафорезом). Композиции и условия использования электрофоретического лакирования в основном являются известными.

Использование, например, силанов/силанолов, в водных композициях для получения защищающих от коррозии покрытий, обогащенных силоксанами/полисилоксанами, в основном, является известным. Для простоты в случае силана/силанола/силоксана/полисилоксана в дальнейшем часто говорится только о силане. Эти покрытия хорошо себя зарекомендовали, однако способы нанесения покрытий с помощью водных композиций, содержащих помимо растворителя (или растворителей) преимущественно силан, отчасти могут применяться с трудом. Не всегда эти покрытия образуются с замечательными свойствами. Кроме того, при этом может существовать проблема возможности в достаточной мере охарактеризовать невооруженным глазом или с помощью оптических вспомогательных средств очень тонкие прозрачные силановые покрытия на металлическом основании, а также их дефекты. Противокоррозийная защита и сцепление с лаком образовавшихся покрытий, с высоким содержанием силоксанов или/и полисилоксанов часто, но не всегда являются высоким, а отчасти также при подходящем применении для определенных областей использования недостаточно высокими. Существует необходимость в других способах с использованием по меньшей мере одного силана, которые обладают высокой надежностью процесса и высоким качеством покрытий, изготовленных с их помощью, в частности, в отношении противокоррозийной устойчивости и сцепления с лаком.

Кроме того, при составлении водных композиций, содержащих силаны, хорошо себя зарекомендовало небольшое или соответственно большое добавляемое количество по меньшей мере одного компонента, выбираемого из группы органических мономеров, олигомеров и полимеров. В случае композиций такого типа вид и количество силановой добавки отчасти имеет решающее значение для достижения результата. Однако обычно добавляемые для этой цели количества силана являются сравнительно небольшими - в большинстве случаев лишь до 5% масс. от содержания всех твердых веществ - и тогда действуют в качестве «связующих агентов», причем должен преобладать эффект усиления сцепления, в частности, между металлическим основанием и лаком и при необходимости между пигментом и органическими компонентами лака, однако вспомогательно частично также может возникать незначительное сшивающее действие. В большинстве случаев очень незначительные добавки силана вносятся к термически отверждаемым системам смол.

В случае использования содержащих силаны растворов для нанесения покрытия на металлические поверхности до настоящего времени известно, что растворы, которые в основном или преимущественно содержат силан и его производные, являются чувствительными к воде, если эти покрытия не были высушены сильнее, так что ополаскивание свеженанесенных, еще не полностью просушенных покрытий водой, как правило, приводит к повреждению этих покрытий, например, в результате смывания, поскольку они не являются достаточно стойкими к промывке. Очевидно, что очень тонких оксидных/гидроксидных слоев «естественных» оксидных пленок металлических поверхностей не хватает, чтобы с достаточно хорошим сцеплением удерживать свеженанесенный силан перед полной просушкой. Только когда покрытия высушиваются, например, 5 минут при 80°C ПТМ (пиковой температуры металла, англ. сокр. РМТ - peak metal temperature), например, 25 минут при 70°C ПТМ или сильнее, эти покрытия, как правило, являются нечувствительными к воде, поскольку конденсация силана/силанола/силоксана/полисилоксана распространилась сильнее. Степень высушивания, которая связана с конденсацией силана/силанола/силоксана/полисилоксана, и устойчивостью к промывке покрытия, содержащего силоксан/полисилоксан, варьируется в зависимости от состояния фаз, покрытия и типа промывки.

Существующие фосфатирующие установки, в частности, в автомобильной промышленности, для очистки и предварительной обработки, например, кузовов перед покрытием лаком, не требуют никакого сушильного устройства. Но и без этого устройства такая установка канального типа часто имеет длину далеко за пределам сотни метров. Часто эти установки на конце, где готовые фосфатированные кузова выходят из канала, непосредственно примыкают к установке для нанесения покрытия катодным лаком, наносимым электроосаждением (катафоретическим лакированием (сокр. ЛКП)), так что для дополнительного монтажа сушильной установки, как правило, в наличии нет места.

При использовании электрофоретического лакирования после предварительной обработки на основе силана, в частности, в автомобилестроении, существует проблема того, чтобы снижать напряжение при электрофоретическом лакировании по сравнению с последовательностью процесса при покрытии фосфатом цинка, поскольку сравнительно толстые слои фосфата цинка обусловливают заметно более высокое электрическое сопротивление в электрофоретической ванне. В результате применения более низких электрических напряжений в электрофоретической ванне в случае сравнительно тонкого покрытия при предварительной обработке на основе силана со сравнительно низким электрическим сопротивлением может существовать проблема в случае гладкости, равномерности и визуального впечатления от нанесенного электрофоретического лака и в проникающей способности лака непосредственно на имеющих поднутрение местах металлических частей сложной формы.

При использовании электрофоретического лакирования после предварительной обработки на основе силана, в частности, в автомобилестроении, существует проблема в том, чтобы улучшать качество электрофоретического покрытия, поскольку во многих ситуациях проникающая способность в случае обрабатываемых изделий и конструкций сложной формы, как, например, в случае корпусов и кузовов, недостаточна, чтобы сделать возможной как можно более равномерую толщину слоя электрофоретического лакового покрытия снаружи и внутри и при этом также удовлетворять всем другим требованиям к качеству лакового покрытия.

Следовательно, существовала задача предложить способ для водных композиций, покрытия которыми имеют как можно более экологически благоприятный химический состав и обеспечивают высокую противокоррозионную устойчивость, которые также являются подходящими для применения для нескольких металлов, при котором в одной и той же ванне обрабатываются или предварительно подготавливаются, например, сталь и металлические поверхности с большим содержанием цинка, а при необходимости также металлические поверхности с большим содержанием алюминия. Также существовала задача предложить последовательность процессов от предварительной обработки до электрофоретического лакирования, при которой, в частности, на кузова при серийном изготовлении автомобилей могут наноситься имеющие как можно меньше дефектов и как можно более высококачественные покрытия от предварительной обработки на основе силана и электрофоретические лаковые покрытия. Кроме того, сущестовала задача предложить способ с водными композициями, содержащими силан, который в основном может реализовываться в автомобильной промышленности на существующем оборудовании и особенно подходит для нанесения покрытий на кузова в автомобилестроении. При этом на поверхности кузова должно достигаться такое качество нанесения покрытия у покрытия от предварительной обработки и электрофоретического лакового покрытия, какое достигается в случае высококачественного противокоррозионного покрытия при цинк-марганец-никелевом фосфатировании, чтобы не ставить под угрозу стандарты качества.

В настоящий момент было обнаружено, что добавление по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества на стадии промывки при промывании водой после предварительной обработки на основе силана или по крайней мере на последней из нескольких стадий промывки при промывании водой после предварительной обработки на основе силана делает возможным настолько высокое выравнивание электрофоретического лакового покрытия, что при электрофоретическом лакировании появляется лучшая проникающая способность электрофоретического лака и, возможно, также электрического поля, и что толщина слоя электрофоретического лака, например, снаружи и внутри, к примеру, в случае одного корпуса или в случае одного кузова становится заметно равномернее.

Добавление комплексного фторида при предварительной обработке на основе силана помогает минимизировать или соответственно предотвратить нанесение ущерба связыванию силана с металлической поверхностью, так что промывка не может или может лишь незначительно оказывать отрицательное влияние. Также и комбинация по меньшей мере двух комплексных фторидов в композиции для предварительной обработки на основе силана, в частности, фтортитановой кислоты и фторциркониевой кислоты или соответственно их солей, дает возможность исключительного повышения качества поверхностей.

Было обнаружено, что возможно не только промывать свеженанесенные и не просушенные полностью, а следовательно, еще не сильно конденсированные покрытия на основе силана, но и что эта последовательность процессов даже является предпочтительной, поскольку изготовленные таким образом и промытые покрытия от предварительной обработки до некоторой степени независимо от химического состава этой водной композиции для предварительной обработки на основе силана (= силан/силанол/силоксан/полисилоксан или/и силан/силанол/силоксан) имеют даже лучшую противокоррозионную защиту и лучшее сцепление с лаком. Это противоречит предыдущему опыту, согласно которому промывка свеженанесенного и еще не сильно высушенного покрытия на основе силана легко и часто приводит к причинению вреда качеству покрытия, если даже не к частичному или местами к полному удалению этого покрытия.

Также было обнаружено, что возможно и является предпочтительным на свеженанесенные и еще не просушенные полностью, а следовательно, еще не сильно конденсированные покрытия от предварительной обработки на основе силана, которые при необходимости также промывались в этом состоянии, наносить лак, такой как электрофоретический лак, покрытие, аналогичное лаковому, грунтовочное покрытие или клеящее вещество. Нанесение композиций такого типа на мокрую пленку на основе силана является предпочтительным, поскольку изготовленные таким образом и промытые покрытия до некоторой степени независимо от химического состава водной ванны имеют даже лучшую противокоррозионную защиту и лучшее сцепление с лаком.

В настоящий момент также было обнаружено, что применение водной композиции, содержащей железо, перед нанесением композиции для предварительной обработки на основе силана делает возможным повышенное напряжение при электрофоретическом лакировании. При этом часто могли использоваться напряжения, на величину от 5 до 15% выше. При этом было обнаружено, что полученная при этом проникающая способность благодаря повышенному напряжению также улучшалась на величину примерно от 5 до 15%.

Задача решается с помощью способа для улучшения проникающей способности покрытия электрофоретическим лаком в результате покрытия металлических поверхностей композицией для предварительной обработки, содержащей силан/силанол/силоксан/полисилоксан, причем эта композиция, помимо воды и при необходимости помимо по меньшей мере одного органического растворителя или/и по меньшей мере одного из веществ, влияющих на величину pH, содержит

a) по меньшей мере одно соединение a), выбираемое из силанов, силанолов, силоксанов и полисилоксанов, среди которых по меньшей мере одно из этих соединений еще способно конденсироваться, и

b) по меньшей мере одно соединение b), содержащее титан, гафний или/и цирконий, а также

c) по меньшей мере один тип катионов c), выбираемых среди катионов металлов побочных подгрупп с 1-й по 3-ю и с 5-й по 8-ю, включая лантаниды, а также 2-й главной подгруппы периодической системы элементов, или/и по меньшей мере одно соответствующее соединение c) или/и

d) по меньшей мере одно органическое соединение d), выбираемое среди мономеров, олигомеров, полимеров, сополимеров и блоксополимеров,

причем покрытие, свеженанесенное с помощью этой композиции, по меньшей мере один раз промывается водой, причем по меньшей мере одна водная промывочная жидкость имеет содержание поверхностно-активного вещества,

причем после промывки водой наносится покрытие электрофоретическим лаком, и

причем свеженанесенное с помощью этой композиции покрытие до этой промывки не просушивается полностью, так что по меньшей мере одно соединение a), способное к конденсации, до промывки этого покрытия от предварительной обработки водой или/и до нанесения покрытия электрофоретического лака не конденсируется сильно, или/и

причем свеженанесенное с помощью этой композиции для предварительной обработки покрытие от предварительной обработки до нанесения последующего покрытия электрофоретического лака не просушивается полностью, так что по меньшей мере одно соединение a), способное к конденсации, до нанесения последующего покрытия электрофоретического лака не конденсируется сильно.

Кроме того, задача решается с помощью способа для улучшения проникающей способности покрытия электрофоретическим лаком в результате покрытия металлических поверхностей композицией для предварительной обработки, содержащей силан/силанол/силоксан/полисилоксан, отличающегося тем, что эта композиция, помимо воды и при необходимости помимо по меньшей мере одного органического растворителя или/и по меньшей мере одного из веществ, влияющих на величину pH, содержит

a) по меньшей мере одно соединение a), выбираемое из силанов, силанолов, силоксанов и полисилоксанов, среди которых по меньшей мере одно из этих соединений еще способно конденсироваться, и

b) по меньшей мере одно соединение b), содержащее титан, гафний или/и цирконий, а также

c) по меньшей мере один тип катионов c), выбираемых среди катионов металлов побочных подгрупп с 1-й по 3-ю и с 5-й по 8-ю, включая лантаниды, а также 2-й главной подгруппы периодической системы элементов, или/и по меньшей мере одно соответствующее соединение c) или/и

d) по меньшей мере одно органическое соединение d), выбираемое среди мономеров, олигомеров, полимеров, сополимеров и блоксополимеров,

причем покрытие, свеженанесенное с помощью этой композиции для предварительной обработки, по меньшей мере один раз промывается водой, причем при необходимости по меньшей мере одна водная промывочная жидкость имеет содержание поверхностно-активного вещества,

причем после промывки водой наносится покрытие электрофоретическим лаком,

причем свеженанесенное с помощью этой композиции покрытие до этой промывки не просушивается полностью, так что по меньшей мере одно соединение a), способное к конденсации, до промывки этого покрытия от предварительной обработки водой или/и до нанесения покрытия электрофоретического лака не конденсируется сильно, или/и

причем свеженанесенное с помощью этой композиции для предварительной обработки покрытие от предварительной обработки до нанесения последующего покрытия электрофоретического лака не просушивается полностью, так что по меньшей мере одно соединение a), способное к конденсации, до нанесения этого последующего покрытия электрофоретического лака не конденсируется сильно, и

причем перед обработкой водной композицией для предварительной обработки на основе силана проводится водная обработки с содержанием растворимого в воде соединения железа.

Кроме того, задача решается с помощью применения водной композиции для предварительной обработки на основе силана в процессе нанесения покрытия, соответствующего по меньшей мере одному из пунктов с 1 по 22 Формулы изобретения, для металлической основы для улучшения проникающей способности покрытия электрофоретическим лаком, при котором водная композиция на основе силана, соответствующая по меньшей мере одному из пунктов с 1 по 16 Формулы изобретения, приводится с металлической основой в контакт, при котором свеженанесенное с помощью этой композиции покрытие по меньшей мере один раз промывается водой, причем по меньшей мере один раз промывается водой с содержанием поверхностно-активного вещества, при котором после промывки водой наносится покрытие электрофоретическим лаком, причем свеженанесенное с помощью этой композиции покрытие до этой промывки не просушивается полностью, так что по меньшей мере одно соединение a), способное к конденсации, до промывки этого покрытия от предварительной обработки водой или/и до нанесения покрытия электрофоретического лака не конденсируется сильно.

И наконец, задача решается с помощью применения водной композиции для предварительной обработки на основе силана в процессе нанесения покрытия, соответствующего по меньшей мере одному из пунктов с 1 по 22 Формулы изобретения, для металлической основы для улучшения проникающей способности покрытия электрофоретическим лаком, при котором эта основа перед водной предварительной обработкой на основе силана по меньшей мере один раз приводится в контакт с водной композицией, содержащей железо, при котором водная композиция на основе силана, соответствующая по меньшей мере одному из пунктов с 2 по 16 Формулы изобретения, приводится с металлической основой в контакт, при котором свеженанесенное с помощью этой композиции покрытие по меньшей мере один раз промывается водой, причем при необходимости по меньшей мере один раз промывается водой с содержанием поверхностно-активного вещества, при котором после промывки водой наносится покрытие электрофоретическим лаком, причем свеженанесенное с помощью этой композиции для предварительной обработки покрытие от предварительной обработки до нанесения последующего покрытия электрофоретического лака не просушивается полностью, так что по меньшей мере одно соединение a), способное к конденсации, до этого нанесения последующего покрытия электрофоретического лака не конденсируется сильно.

В одном варианте исполнения в середине этой последовательности процессов также может применяться второй конверсионный слой или/и покрытие вследствие нанесения раствора для последующей промывки. Этот второй конверсионный слой или покрытие вследствие нанесения раствора для последующей промывки предпочтительно представляет собой водную композицию на основе по меньшей мере одного силана/силанола/силоксана/полисилоксана, по меньшей мере одного соединения, содержащего титан, гафний, цирконий алюминий или/и бор, такого как, например, по меньшей мере один комплексный фторид, по меньшей мере одного органического соединения, выбираемого среди мономеров, олигомеров, полимеров, сополимеров и блоксополимеров или/и по меньшей мере одного соединения, содержащего фосфор или/и кислород. Во многих вариантах исполнения концентрация этой водной композиции для второго конверсионного слоя или соответственно раствора для последующей промывки в общей сложности меньше, чем у аналогичной водной композиции для первого конверсионного слоя, а именно, соответствующего изобретению покрытия от предварительной обработки на основе силана.

Особенно предпочтительно, когда свеженанесенное покрытие сначала промывается водой или водным раствором, прежде чем наносится последующее покрытие. При этом мокрая пленка от соответствующей изобретению предварительной обработки на основе силана без предварительного сильного высушивания этой мокрой пленки может промываться водой или/и водной, при необходимости содержащей поверхностно-активное вещество композицией. На эту мокрую пленку в еще не сильно просушенном состоянии затем может наноситься последующее покрытие. Промывка этой мокрой пленки после предварительной обработки на основе силана предпочтительно осуществляется непосредственно после покрытия водной композицией, содержащей силан, в частности, в течение одной или двух минут после нанесения покрытия предварительной обработки силаном согласно изобретению, особенно предпочтительно в течение 30 секунд или даже в течение 10 секунд после этого нанесения покрытия. Если используются несколько промывок водой, то предпочтительно, чтобы по меньшей мере последний из этих растворов для промывки водой имел содержание по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества. Предпочтительно электрофоретический лак наносится непосредственно после промывки, в частности, в течение двух или трех минут после промывки покрытия от предварительной обработки на основе силана, особенно предпочтительно в течение 60 секунд или даже в течение 20 секунд. При этом лак может представлять собой, в частности, электрофоретический лак или содержащий воду жидкий лак. С другой стороны, особенно при изготовлении в промышленности, часто может встречаться то, что промежуток времени от окончания промывки водой до нанесения электрофоретического лака составляет от 1 до 120 минут, однако предпочтительно только от 2 до 60 или от 3 до 40 или от 4 до 20 минут. В таком случае является предпочтительным, когда несмотря на это время ожидания еще не наступает более сильного высушивания промытого покрытия от предварительной обработки на основе силана. При этом в таком случае предпочтительно воспользоваться мерами, чтобы промытые покрытия от предварительной обработки на основе силана не просушивались полностью и по возможности также не сильно просушивались, например, при помощи использования системы поддержания влажности, такой как, например, форсунок для распыления водяного тумана.

Считается, что по меньшей мере один еще способный к конденсации силан/силанол/силоксан является еще сильнее химически реакционноспособным и может реагировать с наносимым потом электрофоретическим лаком более интенсивно, чем уже полностью высушенный и подвергнутый термической обработке сильно сконденсированный силан/силанол/силоксан/полисилоксан. Считается, что это так также по прошествии после промывки времени ожидания вплоть до нескольких часов, пока не применялись температуры выше, например, 40°C, которые приводят к полной просушке покрытия от предварительной обработки на основе силана.

При этом термин «силан» используется для силанов, силанолов, силоксанов, полисилоксанов и их продуктов реакций или соответственно производных, которые при этом часто также представляют собой «силановые» смеси. Термин «конденсация» в рамках данной заявки обозначает все формы полимерной сшивки, дальнейшей полимерной сшивки и дальнейших химических реакций силанов/силанолов/силоксанов/полисилоксанов. Обычно при этом исходят из добавки в виде силана, причем добавленный по меньшей мере один силан часто по меньшей мере частично является гидролизованным, причем обычно при первом контакте с водой или влагой образуется по меньшей мере силанол, из которого образуется или соответственно может образовываться по меньшей мере один силоксан, а позднее при необходимости также по меньшей мере один полисилоксан. Термин «покрытие» в рамках данной заявки относится к покрытию, образованному с помощью водной композиции, включая мокрую пленку, высушенную пленку, полностью высушенную пленку, пленку высушенную при повышенной температуре, и пленку, при необходимости дополнительно полимерно сшитую термически или/и в результате облучения.

Водная композиция для предварительной обработки на основе силана представляет собой водный раствор, водную дисперсию или/и эмульсию. Предпочтительно ее показатель pH больше 1,5 и меньше 9, особенно предпочтительно он находится в диапазоне от 2 до 7, наиболее предпочтительно в диапазоне от 2,5 до 6,5, в частности в диапазоне от 3 до 6. При величине pH, например, 2,5 может возникать заметно пониженное осаждение соединений титана или соответственно циркония, например, из комплексных фторидов, которое может отражаться на легком снижении характеристик слоя. При величине pH примерно 7 комплексный фторид, содержащийся в ванне, может становиться неустойчивым, и могут возникать отложения.

Особенно предпочтительно к водной композиции для предварительной обработки на основе силана добавляется по меньшей мере один силан или/и по меньшей мере одно соответствующее соединение по меньшей мере с одной аминогруппой, по меньшей мере с одной мочевинной группой или/и по меньшей мере с одной уреидогруппой (иминогруппой), поскольку изготовленные с их помощью покрытия часто демонстрируют более высокое сцепление с лаком или/и более высокое сродство к последующему слою электрофоретического лака. В частности, при использовании по меньшей мере одного силана или/и по меньшей мере одного соответствующего соединения по меньшей мере с одной группой такого типа следует обратить внимание на то, что при значениях pH меньше 2 конденсация при необходимости протекает очень быстро. Предпочтительно доля аминосиланов, уреидосиланов или/и силанов по меньшей мере с одной мочевинной группой или/и соответствующих силанолов, силоксанов и полисилоксанов в сумме по всем типам соединений, выбираемых среди силанов, силанолов, силоксанов и полисилоксанов, может быть повышенной, особенно предпочтительно составлять выше 20, выше 30 или выше 40% масс., в пересчете на соответствующие силанолы, наиболее предпочтительно составляет выше 50, выше 60, выше 70 или выше 80% масс. и при необходимости даже составляет до 90, до 95 или до 100% масс.

Предпочтительно водная композиция для предварительной обработки на основе силана имеет содержание силана/силанола/силоксана/полисилоксана a) в диапазоне от 0,005 до 80 г/л, в пересчете на основу из соответствующего силанола. Особенно предпочтительно это содержание находится в диапазоне от 0,01 до 30 г/л, наиболее предпочтительно в диапазоне от 0,02 до 12 г/л, до 8 г/л или до 5 г/л, в частности в диапазоне от 0,05 до 3 г/л или в диапазоне от 0,08 до 2 г/л или до 1 г/л. Эти диапазоны концентраций относятся, в частности, к составам ванны.

Однако если используется концентрат, чтобы получить соответствующую композицию ванны, в частности, в результате разбавления водой и при необходимости при помощи добавления по меньшей мере одного дополнительного вещества, рекомендуется, например, концентрат A с содержанием силана/силанола/силоксана/полисилоксана a) держать отдельно от концентрата B с содержанием всех остальных или почти всех остальных компонентов и объединять эти компоненты только в ванне. При этом при необходимости в каждом случае также по меньшей мере один силан, силанол, силоксан или/и полисилоксан также может частично или полностью присутствовать в твердом состоянии, добавляться в твердом состоянии или/и добавляться в виде дисперсии или раствора. Однако диапазоны концентраций ванны в зависимости от процесса нанесения могут иметь различные содержания основных компонентов.

Особенно предпочтительно водная композиция для предварительной обработки на основе силана имеет содержание соответственно по меньшей мере одного силана, силанола, силоксана или/и полисилоксана a) соответственно по меньшей мере с одной группой, выбираемой среди акрилатных групп, аминорупп, групп ангидрида янтарной кислоты, карбоксильных групп, эпоксигрупп, глицидоксигрупп, гидроксигрупп, уреидогрупп (иминогрупп), изоцианатных групп, метакрилатных групп или/и мочевинных групп, в каждой молекуле, причем также могут встречаться аминоалкильные группы, алкиламиноалкильные группы или/и алкиламиногруппы. Особенно предпочтительно эта композиция имеет содержание соответственно по меньшей мере одного силана, силанола, силоксана или/и полисилоксана a) по меньшей мере с двумя аминогруппами, по меньшей мере с тремя аминогруппами, по меньшей мере с четырьмя аминогруппами, по меньшей мере с пятью аминогруппами или/и по меньшей мере с шестью аминогруппами в каждой молекуле.

Силаны, силанолы, силоксаны или/и полисилоксаны в водной композиции для предварительной обработки на основе силана или по крайней мере их соединения, добавляемые к водной композиции вначале, или по крайней мере часть из них предпочтительно являются водорастворимыми. В рамках данной заявки силаны рассматриваются как водорастворимые, если они суммарно, при комнатной температуре, в композиции, содержащей силан/силанол/силоксан/полисилоксан, имеют растворимость в воде по меньшей мере 0,05 г/л, предпочтительно по меньшей мере 0,1 г/л, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,2 г/л или по меньшей мере 0,3 г/л. Это не требует того, что каждый отдельный из этих силанов должен иметь эту минимальную растворимость, но того, чтобы эти минимальные значения достигались в среднем.

Предпочтительно в водной композиции для предварительной обработки на основе силана содержится по меньшей мере один си-лан/силанол/силоксан/полисилоксан, выбираемый из силанов, не содержащих фтора, и соответствующих силанолов/силоксанов/полисилоксанов из соответственно по меньшей мере одного ацилоксисилана, алкоксисилана, силана по меньшей мере с одной аминогруппой, такого как аминоалкилсилан, силана по меньшей мере с одной группой янтарной кислоты или/и группой ангидрида янтарной кислоты, биссилилсилана, силана по меньшей мере с одной эпоксигруппой, такого как глицидоксисилан, (мет)акрилатосилана, полисилилсилана, уреидосилана, винилсилана или/и по меньшей мере одного силанола или/и по меньшей мере одного силоксана или соответственно полисилоксана соответствующего химического состава, такого как у ранее названных силанов. Она содержит по меньшей мере один силан или/и (соответственно) по меньшей мере один мономерный, димерный, олигомерный или/и полимерный силанол или/и (соответственно) по меньшей мере один мономерный, димерный, олигомерный или/и полимерный силоксан, причем при этом далее олигомеры должны включать в себя также уже димеры и тримеры. Особенно предпочтительно этот по меньшей мере один силан или соответственно этот соответствующий силанол/силоксан/полисилоксан в каждом случае имеет по меньшей мере одну аминогруппу, мочевинную группу или/и уреидогруппу.

В частности, в ней содержится или/и добавляется вначале по меньшей мере один силан или/и по меньшей мере один соответствующий силанол/силоксан/полисилоксан, выбираемый из следующей группы или на основе следующих соединений:

(3,4-эпоксиалкил)триалкоксисилан,

(3,4-эпоксициклоалкил)алкилтриалкоксисилан,

3-акрилоксиалкилтриалкоксисилан,

3-глицидоксиалкилтриалкоксисилан,

3-метакрилоксиалкилтриалкоксисилан,

силан-3-(триалкоксисилил)алкилянтарная кислота,

4-аминодиалкилтриалкоксисилан,

4-аминодиалкилалкилалкилдиалкоксисилан,

аминоалкиламиноалкилтриалкоксисилан,

аминоалкиламиноалкилалкилдиалкоксисилан,

аминоалкилтриалкоксисилан,

бис(триалкоксисилилалкил)амин,

бис(триалкоксисилил)этан,

гамма-акрилоксиалкилтриалкоксисилан,

гамма-аминоалкилтриалкоксисилан,

гамма-метакрилоксиалкилтриалкоксисилан,

(гамма-триалкоксисилилалкил)диалкилентриамин,

гамма-уреидоалкилтриалкоксисилан,

N-2-аминоалкил-3-аминопропилтриалококсисилан,

N-(3-триалкоксисилилалкил)алкилендиамин,

N-алкиламиноизоалкилтриалкоксисилан,

N-(аминоалкил)аминоалкилалкилдиалкоксисилан,

N-бета-(аминоалкил)-гамма-аминоалкилтриалкоксисилан,

N-(гамма-триалкоксисилилалкил)диалкилентриамин,

N-фенил-аминоалкилтриалкоксисилан,

поли(аминоалкил)алкилдиалкоксисилан,

трис(3-триалкоксисилил)алкилизоцианурат,

уреидоалкилтриалкоксисилан и

винилацетоксисилан.

Особенно предпочтительно в ней содержится или/и добавляется вначале по меньшей мере один силан или/и по меньшей мере один соответствующий силанол/силоксан/полисилоксан, выбираемый из следующей группы или на основе следующих соединений:

(3,4-эпоксибутил)триэтоксисилан,

(3,4-эпоксибутил)триметоксисилан,

(3,4-эпоксициклогексил)пропилтриэтоксисилан,

(3,4-эпоксициклогексил)пропилтриметоксисилан,

3-акрилоксипропилтриэтоксисилан,

3-акрилоксипропилтриметоксисилан,

3-аминопропилсилантриол,

3-глицидоксипропилтриэтоксисилан,

3-глицидоксипропилтриметоксисилан,

3-метакрилоксипропилтриэтоксисилан,

3-метакрилоксипропилтриметоксисилан,

силан-3-(триэтоксисилил)пропилянтарная кислота,

аминоэтиламинопропилметилдиэтоксисилан,

аминоэтиламинопропилметилдиметоксисилан,

аминопропилтриалкоксисилан,

бета-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриэтоксисилан,

бета-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриметоксисилан,

бета-(3,4-эпоксициклогексил)метилтриэтоксисилан,

бета(3,4-эпоксициклогексил)метилтриметоксисилан,

бис-1,2-(триэтоксисилил)этан,

бис-1,2-(триметоксисилил)этан,

бис(триэтоксисилилпропил)амин,

бис(триметоксисилилпропил)амин,

гамма-(3,4-эпоксициклогексил)пропилтриэтоксисилан,

гамма-(3,4-эпоксициклогек