Degreasing composition and process for treating a metal surface

Abstract

The present invention relates to a phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface, comprising: (A) an acrylic acid copolymer; (B) a silicate; (C) a hydroxide; (D) a complexing agent or a chelating agent; (E) a carbonate; (F) a borate; and (G) water; wherein the pH value of the composition is in the range of from 9.5 to 10.5. The present invention also relates to a process for treating a metal surface with the composition, and a use of the composition for treating a substrate containing a metal surface.

Description

Degreasing composition and process for treating a metal surfaceTechnical field

[0001] The present invention relates to a degreasing composition for treating a metal surface, and in particular, to a phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface; and it also relates to a process for treating a metal surface with the composition, and a use of the composition for treating a substrate containing a metal surface.Background of the invention

[0002] Common metal surface treatments include degreasing, electroless plating, electroplating, acid pickling, passivating, phosphating and zirconizing. Among these, degreasing is generally used before other treatment (s) ; and it is an important treatment, since its degreasing effect determines the quality and cost of the subsequent treatment (s) .

[0003] In the prior art, degreasing compositions for treating a metal surface, especially phosphorus-free degreasing compositions for treating a metal surface, usually contain silicate to inhibit the corrosion of the metal surface and reduce the etching of the metal surface. However, in actual applications, the pH values of the degreasing compositions are usually within the range of from 9.5 to 10.5; and when the pH values are within the range of from 9.5 to 10.5, silicates have low solubilities and thus easily form sediments. The formation of silicate sediments leads to a large amount of waste of silicate, and fouling and clogging devices in the production, especially heat exchangers; and all of these greatly increase costs of the metal surface treatments on account of an increased amount of silicate as required, cleaning, shutdown and maintenance of the devices, replacement of some parts in the devices, etc.

[0004] In view of the above, it would be desirable to provide a phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface, which exhibits a reduced sedimentation ratio of silicate.Summary of the invention

[0005] The present invention provides a phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface, comprising:

[0006] (A) an acrylic acid copolymer;

[0007] (B) a silicate;

[0008] (C) a hydroxide;

[0009] (D) a complexing agent or a chelating agent;

[0010] (E) a carbonate;

[0011] (F) a borate; and

[0012] (G) water;

[0013] wherein the pH value of the composition is in the range of from 9.5 to 10.5.

[0014] The present invention also provides a process for treating a metal surface, comprising the following steps:

[0015] (i) optionally cleaning the metal surface,

[0016] (ii) contacting the metal surface with the phosphorus-free degreasing composition according to the present invention,

[0017] (iii) optionally rinsing and / or drying the metal surface, and

[0018] (iv) optionally electroless plating, electroplating, acid pickling, passivating, phosphating and / or zirconizing the metal surface.

[0019] Moreover, the present invention provides a use of the phosphorus-free degreasing composition according to the present invention for treating a substrate containing a metal surface.

[0020] All of the composition and process for treating a metal surface, and the use according to the present invention are based on the following surprising discoveries of the inventors: the phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface according to the present invention, especially the specific combination of components (A) to (F) , and the pH value of the composition according to the present invention, exhibits a greatly reduced sedimentation ratio of silicate.Detailed description of the invention

[0021] It is to be understood by one of ordinary skill in the art that the present discussion is a description of exemplary embodiments only, and is not intended as limiting the broader aspects of the present invention. Each aspect so described may be combined with any other aspect or aspects unless clearly indicated to the contrary. In particular, any feature indicated as being preferred or advantageous may be combined with any other feature or features indicated as being preferred or advantageous.

[0022] Unless specified otherwise, as used herein, the terms “a” , “an” and “the” include both singular and plural referents.

[0023] As used herein, the term “at least one” means one or more, i.e., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or more. “At least one” , as used herein in relation to any component, refers to the number of chemically different molecules, i.e., to the number of different types of the referenced species, but not to the total number of molecules.

[0024] The terms “comprising” and “comprises” as used herein are synonymous with “including” , “includes” , “containing” or “contains” , and are inclusive or open-ended and do not exclude additional, non-recited members, elements or process steps.

[0025] Unless specified otherwise, the recitation of numerical end points includes all numbers and fractions subsumed within the respective ranges, as well as the recited end points.

[0026] Unless specified otherwise, all the term “room temperature” used herein refers to 23±2℃.

[0027] Unless specified otherwise, all the parameters used herein are measured according to the methods as stated in the working examples of the present description, if any.

[0028] Unless otherwise defined, all terms used in disclosing the invention, including technical and scientific terms, have the meaning as commonly understood by one of the ordinary skill in the art to which this invention belongs.

[0029] As used herein, the term “phosphorus-free” refers to compositions containing less than 0.1 ppm, preferably less than 0.01 ppm, and more preferably 0 ppm phosphorus, each based on the total weight of the composition.

[0030] As used herein, “ppm” refers to weight ratio in parts per million, based on total weight.

[0031] As used herein, the term “metal surface” refers to a surface consisting at least partly of metal, for example, aluminium, iron, iron alloy, aluminium alloy, zinc, zinc alloy and combinations thereof, such as aluminium, cold rolled steel, hot-dip galvanized zinc, and hot-dip zinc-magnesium alloy.

[0032] As used herein, all the pH values are measured by PHBJ-260 pH Meter from INESA at room temperature.

[0033] According to the present invention, surprisingly, the inventors of the present invention found that the phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface according to the present invention, especially the specific combination of components (A) to (F) , and the pH value of the composition according to the present invention, exhibits a greatly reduced sedimentation ratio of silicate.

[0034] In a first aspect, the present disclosure is generally directed to a phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface, comprising:

[0035] (A) an acrylic acid copolymer;

[0036] (B) a silicate;

[0037] (C) a hydroxide;

[0038] (D) a complexing agent or a chelating agent;

[0039] (E) a carbonate;

[0040] (F) a borate; and

[0041] (G) water;

[0042] wherein the pH value of the composition is in the range of from 9.5 to 10.5.

[0043] (A) Acrylic acid copolymer

[0044] According to the present invention, the phosphorus-free composition for treating a metal surface comprises (A) an acrylic acid copolymer.

[0045] As used herein, the term “acrylic acid copolymer” encompasses copolymers obtained from acrylic acid and other monomer (s) by free radical polymerization and / or random copolymerization; and preferably, the other monomer (s) may include acrylate, acrylamide, acryl chloride, acryl anhydride, carboxylic acid, sulfonated acrylic acid, and nonionic acrylic acid. Alternatively or additionally, preferably, the acrylic acid copolymer in the present invention is soluble in water, and / or its weight average molecular weight is within the range of from 1000 to 100000. Likewise, alternatively or additionally, preferably, the acrylic acid copolymer in the present invention is a binary copolymer and / or a ternary copolymer.

[0046] In a preferred embodiment of the present invention, the component (A) used in the present invention comprises a copolymer of acrylic acid and maleic acid (AA-MA copolymer) , and / or a copolymer of acrylic acid, N-tert-butylacrylamide and 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AA-TBAA-AMPS copolymer) . More preferably, the component (A) used in the present invention comprises the AA-MA copolymer. Most preferably, the component (A) used in the present invention comprises both the AA-MA copolymer and the AA-TBAA-AMPA copolymer.

[0047] Examples of commercially available acrylic acid copolymer used in the present invention include, but are not limited to, poly (acrylic acid-comaleic acid) available from Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd; Belclene 497 available from Italmatch Chemicals; and Acumer 5000 available from Dow.

[0048] In a preferred embodiment of the present invention wherein the component (A) comprises both the AA-MA copolymer and the AA-TBAA-AMPA copolymer, the ratio by weight of the AA-MA copolymer to the AA-TBAA-AMPA copolymer is preferably in the range of from 1: 10 to 10: 1, more preferably in the range of from 1: 5 to 5: 1, furthermore preferably in the range of 1: 2 to 2: 1, and most preferably 1: 2.

[0049] Alternatively or additionally, in a preferred embodiment of the present invention, the content of the component (A) is preferably in the range of from 0.01 to 10%by weight, more preferably in the range of from 0.1 to 8%by weight, furthermore preferably in the range of from 0.3 to 7.5%by weight, and most preferably in the range of from 0.5 to 7%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.

[0050] Likewise, alternatively or additionally, in a preferred embodiment of the present invention wherein the component (A) comprises both the AA-MA copolymer and the AA-TBAA-AMPA copolymer, the content of the AA-MA copolymer is preferably in the range of from 0.01 to 2.5%by weight, more preferably in the range of from 0.1 to 2.3%by weight, and most preferably in the range of from 0.5 to 2%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition; and / or the content of the AA-TBAA-AMPA copolymer is preferably in the range of from 0.1 to 6%by weight, more preferably in the range of from 0.5 to 5.5%by weight, and most preferably in the range of from 1 to 5%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.

[0051] (B) Silicate

[0052] According to the present invention, the phosphorus-free composition for treating a metal surface comprises (B) a silicate.

[0053] Preferably, the component (B) used in the present invention comprises sodium metasilicate, sodium silicate, and / or potassium silicate. More preferably, the component (B) used in the present invention comprises sodium silicate.

[0054] Examples of commercially available silicate used in the present invention include, but are not limited to, sodium silicate, available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0055] In a preferred embodiment of the present invention, the content of the component (B) is in the range of from 5 to 40%by weight, preferably in the range of from 8 to 20%by weight, more preferably in the range of from 10 to 15%by weight, and most preferably 13%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.

[0056] (C) Hydroxide

[0057] According to the present invention, the phosphorus-free composition for treating a metal surface comprises (C) a hydroxide.

[0058] Preferably, the component (C) used in the present invention comprises sodium hydroxide and / or potassium hydroxide. More preferably, the component (C) used in the present invention comprises both sodium hydroxide and potassium hydroxide.

[0059] Examples of commercially available hydroxide used in the present invention include, but are not limited to, sodium hydroxide and potassium hydroxide, both of which are available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0060] In a preferred embodiment of the present invention, the content of the component (C) is in the range of from 4 to 12%by weight, preferably in the range of from 5 to 10%by weight, and more preferably in the range of from 6 to 8.5%by weight, each based on total weight of the phosphorus-free degreasing composition.

[0061] (D) Complexing agent or chelating agent

[0062] According to the present invention, the phosphorus-free composition for treating a metal surface comprises (D) a complexing agent or a chelating agent.

[0063] Preferably, the component (D) used in the present invention is selected from the group consisting of sodium salts and potassium salts of gluconic acid, ethylene diamine tetraacetic acid, tartaric acid, glucopheptonic acid, and alginic acid, fatty alcohol ether carboxylates (AEC) , and the mixtures thereof. More preferably, the component (D) used in the present invention is selected from the group consisting of sodium salt and potassium salt of gluconic acid, and the mixture thereof. Most preferably, the component (D) used in the present invention is sodium gluconate.

[0064] Examples of commercially available complexing agent or chelating agent used in the present invention include, but are not limited to, sodium gluconate, available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0065] In a preferred embodiment of the present invention, the content of the component (D) is in the range of from 1 to 5%by weight, preferably in the range of from 1.5 to 4%by weight, and more preferably is 3%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.

[0066] (E) Carbonate

[0067] According to the present invention, the phosphorus-free composition for treating a metal surface comprises (E) a carbonate.

[0068] Preferably, the component (E) used in the present invention is sodium carbonate and / or potassium carbonate. More preferably, the component (E) used in the present invention is sodium carbonate.

[0069] Examples of commercially available carbonate used in the present invention include, but are not limited to, sodium carbonate, available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0070] In a preferred embodiment of the present invention, the content of the component (E) is in the range of from 0.01 to 2%by weight, preferably in the range of from 1 to 1.75%by weight, and more preferably is 1.5%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition

[0071] (F) Borate

[0072] According to the present invention, the phosphorus-free composition for treating a metal surface comprises (F) a borate.

[0073] Preferably, the component (F) used in the present invention is sodium borate and / or potassium borate. More preferably, the component (F) used in the present invention is sodium borate.

[0074] Examples of commercially available borate used in the present invention include, but are not limited to, sodium borate, available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0075] In a preferred embodiment of the present invention, the content of the component (F) is in the range of from 0.01 to 1%by weight, preferably in the range of from 0.1 to 0.8%by weight, and more preferably is 0.5%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.

[0076] (G) Water

[0077] According to the present invention, the phosphorus-free composition for treating a metal surface comprises (G) water. Preferably, water is deionized water.

[0078] Optional additives

[0079] In some embodiments, the phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface according to the present invention may further optionally comprise an additive, such as a pH adjuster, as long as it does not negatively affect the purpose of the present invention.

[0080] In a preferable embodiment of the present invention, the pH value of the phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface is in the range of from 10.0 to 10.5, preferably in the range of from 10.2 to 10.5, and more preferably 10.5.

[0081] The pH value of the phosphorus-free degreasing composition according to the present invention may be obtained by a pH adjuster, such as boric acid, and / or by an acid in the component (D) , such as gluconic acid, ethylene diamine tetraacetic acid, tartaric acid and glucoheptonic acid.

[0082] In a more preferable embodiment of the present invention, the phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface comprises:

[0083] (A) AA-MA copolymer and / or AA-TBAA-AMPS copolymer, and preferably a mixture of AA-MA copolymer and AA-TBAA-AMPS copolymer;

[0084] (B) sodium hydroxide;

[0085] (C) sodium hydroxide and / or potassium hydroxide, and preferably a mixture of sodium hydroxide and potassium hydroxide;

[0086] (D) sodium gluconate and / or potassium gluconate, and preferably sodium gluconate;

[0087] (E) sodium carbonate and / or potassium carbonate, and preferably sodium carbonate;

[0088] (F) sodium borate and / or potassium borate, and preferably sodium borate; and

[0089] (G) water;

[0090] wherein the pH value of the composition is in the range of from 10.0 to 10.5, and preferably from 10.2 to 10.5.

[0091] In another more preferable embodiment of the present invention, the phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface comprises:

[0092] (A) from 0.3 to 7.5%by weight, and preferably from 0.5 to 7%by weight of an acrylic acid copolymer;

[0093] (B) from 10 to 15%by weight, and preferably 13%by weight of a silicate;

[0094] (C) from 5 to 10%by weight, and preferably from 6 to 8.5%by weight of a hydroxide;

[0095] (D) from 1.5 to 4%by weight, and preferably 3%by weight of a complexing agent or a chelating agent;

[0096] (E) from 1 to 1.75%by weight, and preferably 1.5%by weight of a carbonate;

[0097] (F) from 0.1 to 0.8%by weight, and preferably 0.5%by weight of a borate; and

[0098] (G) water;

[0099] wherein the pH value of the composition is in the range of from 10.0 to 10.5, and preferably from 10.2 to 10.5, and

[0100] all the above contents are each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.

[0101] In a most preferable embodiment of the present invention, the phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface comprises:

[0102] (A) from 0.5 to 7%by weight of AA-MA copolymer and / or AA-TBAA-AMPS copolymer, and preferably a mixture of AA-MA copolymer and AA-TBAA-AMPS copolymer;

[0103] (B) 13%by weight of sodium silicate;

[0104] (C) from 6 to 8.5%by weight of a mixture of sodium hydroxide and potassium hydroxide;

[0105] (D) 3%by weight of sodium gluconate;

[0106] (E) 1.5%by weight of sodium carbonate;

[0107] (F) 0.5%by weight of sodium borate; and

[0108] (G) water;

[0109] wherein the pH value of the composition is in the range of from 10.2 to 10.5, and preferably 10.5, and

[0110] all the above contents are each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.

[0111] The composition according to the present invention may be prepared by conventional methods used for the same purpose in the art, as long as the composition according to the present invention can be obtained. For example, the composition according to the present invention may be prepared as follows: adding the components (C) , (B) , (D) , (E) and (F) in order into the component (G) under stirring; if necessary, adjusting the pH value of the composition with an acid, such as boric acid; adding the component (A) ; and finally, stirring the composition until it is homogenous.

[0112] Process for treating a metal surface

[0113] In a second aspect, the present disclosure is directed to a process for treating a metal surface, comprising the following steps:

[0114] (i) optionally cleaning the metal surface,

[0115] (ii) contacting the metal surface with the phosphorus-free degreasing composition according to the present invention,

[0116] (iii) optionally rinsing and / or drying the metal surface, and

[0117] (iv) optionally electroless plating, electroplating, acid pickling, passivating, phosphating and / or zirconizing the metal surface.

[0118] Preferably, the process for treating a metal surface according to the present invention comprises the following steps:

[0119] (i) cleaning the metal surface,

[0120] (ii) contacting the metal surface with the phosphorus-free degreasing composition according to the present invention,

[0121] (iii) rinsing and / or drying the metal surface, and

[0122] (iv) electroless plating, electroplating, acid pickling, passivating, phosphating and / or zirconizing the metal surface.

[0123] All of the above steps (i) , (iii) and (iv) used in the present invention are conventional ones used for the same purpose in the art.

[0124] In a preferred embodiment of the present invention, in the step (ii) , the surface is sprayed with the phosphorus-free degreasing composition according to the present invention under a spray pressure of 0.05 to 5 Mpa, and preferably 0.1 to 0.2 Mpa for 36 seconds to 50 hours, and preferably for 36 seconds to 12 minutes at 10 to 60℃, and preferably at 40  to 60℃; or the surface is dipped in the phosphorus-free degreasing composition according to the present invention for 36 seconds to 50 hours, and preferably for 36 seconds to 12 minutes at 10 to 60℃, and preferably at 40  to 60℃.

[0125] In a third aspect, the present disclosure is directed to a use of the phosphorus-free degreasing composition according to the present invention for treating a substrate containing a metal surface.

[0126] Preferably, the metal surface comprises a metal selected from the group consisting of aluminium, cold rolled steel, hot rolled steel, galvanized steel, galvannealed steel and combinations thereof.

[0127] Surprisingly, the inventors of the present invention found that the phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface according to the present invention, especially the specific combination of components (A) to (F) , and the pH value of the composition according to the present invention, exhibits a greatly reduced sedimentation ratio of silicate.

[0128] Examples

[0129] The following examples are intended to assist one skilled in the art to better understand and practice the present disclosure. The scope of the invention is not limited by the examples but is defined in the appended claims. All parts and percentages are based on weight unless otherwise stated.

[0130] Raw materials:

[0131] Component (A) :

[0132] Component A-1: AA-MA copolymer (acopolymer of acrylic acid and maleic acid) , poly (acrylic acid-comaleic acid) , available from Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.

[0133] Component A-2: AA-TBAA-AMPS copolymer (acopolymer of acrylic acid, N-tert-butylacrylamide and 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid) , Belclene 497 available from Italmatch Chemicals.

[0134] Component (B) :

[0135] Component B-1: sodium silicate, available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0136] Component (C) :

[0137] Component C-1: sodium hydroxide, available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0138] Component C-2: potassium hydroxide, available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0139] Component (D) :

[0140] Component D-1: sodium gluconate, available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0141] Component (E) :

[0142] Component E-1: sodium carbonate, available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0143] Component (F) :

[0144] Component F-1: sodium borate, available from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.

[0145] Component (G) :

[0146] Component G-1: deionized water, available from Pure water system of Henkel Lab.

[0147] Preparation of compositions of Examples 1-52 (Ex. 1 to Ex. 52) :

[0148] Specific amounts and types of components in the compositions of Examples 1 to 52, and specific pH values of the compositions are shown in Tables 1 to 9 as below. The compositions were prepared at room temperature as follows: in a 1000ml beaker, under stirring at a speed of 300 to 500rpm, the components (C) , (B) , (D) , (E) and (F) were added in the above order into the component (G) ; the pH value of the composition was adjusted with boric acid (available form Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. ) ; if any, the component (A) was added into the mixture; and finally, the composition was stirred until it was homogenous. The pH values of the compositions were measured by PHBJ-260 pH Meter from INESA at room temperature.

[0149] Test methods:

[0150] In order to test the sedimentation ratios of the compositions of Examples 1 to 52, these compositions were left to stand for 24 hours, and then the supernatants therein were removed. The remaining turbid liquids were filtered, and then the solid residues after filtering were weighed and analyzed for Si element content. The Si element contents obtained from the above were converted into the amounts of silicate according to its molecular formula, and the sedimentation ratios of silicate were the ratios by weight of the sedimentation amount of silicate to the initially added amount of silicate.

[0151] The test results of sedimentation ratio of silicate for the compositions of Examples 1 to 52 are summarized in Tables 1 to 9 as below.

[0152] Table 1

[0153] Note: all the symbols “-” herein indicate that the corresponding component does not exist.

[0154] Table 2

[0155] Table 3

[0156] As can be seen from the data in Tables 1 to 3, as compared with the compositions containing no component (A) (Ex. 1, Ex. 6, Ex. 11 and Ex. 16) , the phosphorus-free degreasing compositions according to the present invention (Ex. 2 to Ex. 5, Ex. 7 to Ex. 10, Ex. 12 to Ex. 15, and Ex. 17 to Ex. 20) , especially the specific combination of components (A) to (F) , and the pH value of the composition according to the present invention, exhibited greatly reduced sedimentation ratios of silicate.

[0157] Table 4

[0158] Table 5

[0159] Table 6

[0160] As can be seen from the data in Tables 4 to 6, as compared with the compositions containing no component (A) (Ex. 1, Ex. 6, Ex. 11 and Ex. 16) , the phosphorus-free degreasing compositions according to the present invention (Ex. 21 to Ex. 36) , especially the specific combination of components (A) to (F) , and the pH value of the composition according to the present invention, exhibited greatly reduced sedimentation ratios of silicate.

[0161] Moreover, by comparing the data in Tables 1 to 3 with the data in Tables 4 to 6, it can be seen that the phosphorus-free degreasing compositions according to the present invention containing AA-MA copolymer as component (A) (Ex. 3, Ex. 5, Ex. 8, Ex. 10, Ex. 13, Ex. 15, Ex. 18 and Ex. 20) exhibited much lower sedimentation ratios of silicate than those containing AA-TBAA-AMPS copolymer as component (A) (Ex. 21, Ex. 22, Ex. 25, Ex. 26, Ex. 29, Ex. 30, Ex. 33 and Ex. 34) .

[0162] Table 7

[0163] Table 8

[0164] Table 9

[0165] As can be seen from the data in Tables 7 to 9, as compared with the compositions containing no component (A) (Ex. 1, Ex. 6, Ex. 11 and Ex. 16) , the phosphorus-free degreasing compositions according to the present invention (Ex. 37 to Ex. 52) , especially the specific combination of components (A) to (F) , and the pH value of the composition according to the present invention, exhibited greatly reduced sedimentation ratios of silicate.

[0166] Moreover, by comparing the data in Tables 1 to 3, and 4 to 6 with the data in Tables 7 to 9, it can be seen that the phosphorus-free degreasing compositions according to the present invention containing the combination of AA-MA copolymer and AA-TBAA-AMPA copolymer as component (A) (Ex. 37 to Ex. 52) exhibited much lower sedimentation ratios of silicate than those containing AA-MA copolymer as component (A) (Ex. 2 to Ex. 5, Ex. 7 to Ex. 10, Ex. 12 to Ex. 15, and Ex. 17 to Ex. 20) and those containing AA-TBAA-AMPS copolymer as component (A) (Ex. 21 to Ex. 36) . That is to say, in the phosphorus-free degreasing composition of the present invention, the combination of AA-MA  copolymer and AA-TBAA-AMPA copolymer shows a synergistic effect in term of sedimentation ratio of silicate.

[0167] Furthermore, from the data in Tables 1 to 9, it can be seen that the phosphorus-free degreasing compositions according to the present invention having a pH value of from 10.0 to 10.5 exhibited much lower sedimentation ratios of silicate than that having a pH value of 9.5; the phosphorus-free degreasing compositions according to the present invention having a pH value of from 10.2 to 10.5 exhibited much lower sedimentation ratios of silicate than those having a pH value of from 9.5 to 10.0; and the phosphorus-free degreasing compositions according to the present invention having a pH value of 10.5 exhibited much lower sedimentation ratios of silicate than those having a pH value of from 9.5 to 10.2.

[0168] Although some preferred embodiments have been described, many modifications and variations may be made thereto in light of the above teachings. It is therefore to be understood that the invention may be practiced otherwise than as specifically described without departing from the scope of the appended claims.

Claims

1.A phosphorus-free degreasing composition for treating a metal surface, comprising:(A) an acrylic acid copolymer;(B) a silicate;(C) a hydroxide;(D) a complexing agent or a chelating agent;(E) a carbonate;(F) a borate; and(G) water;wherein the pH value of the composition is in the range of from 9.5 to 10.5.2.The phosphorus-free degreasing composition according to claim 1, wherein the component (A) comprises a copolymer of acrylic acid and maleic acid (AA-MA copolymer) , and / or a copolymer of acrylic acid, N-tert-butylacrylamide and 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AA-TBAA-AMPS copolymer) ; preferably, the component (A) comprises the AA-MA copolymer; and more preferably, the component (A) comprises both the AA-MA copolymer and the AA-TBAA-AMPA copolymer.3.The phosphorus-free degreasing composition according to claim 1 or 2, wherein the component (A) comprises both the AA-MA copolymer and the AA-TBAA-AMPA copolymer, wherein the ratio by weight of the AA-MA copolymer to the AA-TBAA-AMPA copolymer is in the range of from 1: 10 to 10:1, preferably in the range of from 1: 5 to 5: 1, more preferably in the range of 1: 2 to 2: 1, and most preferably 1: 2.4.The phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the component (A) is in the range of from 0.01 to 10%by weight, preferably in the range of from 0.1 to 8%by weight, more preferably in the range of from 0.3 to 7.5%by weight, and most preferably in the range of from 0.5 to 7%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.5.The phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the component (A) comprises both the AA-MA copolymer and the AA-TBAA-AMPA copolymer, wherein the content of the AA-MA copolymer is in the range of from 0.01 to 2.5%by weight, preferably in the range of from 0.1 to 2.3%by weight, and more preferably in the range of from 0.5 to 2%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition; and / or the content of the AA-TBAA-AMPA copolymer is in the range of from 0.1 to 6%by weight, preferably in the range of from 0.5 to 5.5%by weight, and more preferably in the range of from 1 to 5%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.6.The phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the pH value of the composition is in the range of from 10.0 to 10.5, preferably in the range of from 10.2 to 10.5, and more preferably 10.5.7.The phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the component (B) comprises sodium metasilicate, sodium silicate, and / or potassium silicate; and preferably, the component (B) comprises sodium silicate.8.The phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the content of the component (B) is in the range of from 5 to 40%by weight, preferably in the range of from 8 to 20%by weight, more preferably in the range of from 10 to 15%by weight, and most preferably 13%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.9.The phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the component (C) comprises sodium hydroxide and / or potassium hydroxide, and preferably, the component (C) comprises both sodium hydroxide and potassium hydroxide; and / or the content of the component (C) is in the range of from 4 to 12%by weight, preferably in the range of from 5 to 10%by weight, and more preferably in the range of from 6 to 8.5%by weight, each based on total weight of the phosphorus-free degreasing composition.10.The phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 9, wherein the component (D) is selected from the group consisting of sodium salts and potassium salts of gluconic acid, ethylene diamine tetraacetic acid, tartaric acid, glucopheptonic acid, and alginic acid, fatty alcohol ether carboxylates (AEC) , and the mixtures thereof; preferably, the component (D) is selected from the group consisting of sodium salt and potassium salt of gluconic acid, and the mixture thereof; and more preferably, the component (D) is sodium gluconate.11.The phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 10, wherein the component (E) is sodium carbonate and / or potassium carbonate, and preferably is sodium carbonate; and / or the component (F) is sodium borate and / or potassium borate, and preferably is sodium borate.12.The phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 11, wherein the content of the component (D) is in the range of from 1 to 5%by weight, preferably in the range of from 1.5 to 4%by weight, and more preferably is 3%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition; and / or the content of the component (E) is in the range of from 0.01 to 2%by weight, preferably in the range of from 1 to 1.75%by weight, and more  preferably is 1.5%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition; and / or the content of the component (F) is in the range of from 0.01 to 1%by weight, preferably in the range of from 0.1 to 0.8%by weight, and more preferably is 0.5%by weight, each based on the total weight of the phosphorus-free degreasing composition.13.A process for treating a metal surface, comprising the following steps:(i) optionally cleaning the metal surface,(ii) contacting the metal surface with the phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 12,(iii) optionally rinsing and / or drying the metal surface, and(iv) optionally electroless plating, electroplating, acid pickling, passivating, phosphating and / or zirconizing the metal surface.14.The process for treating a metal surface according to claim 13, wherein in the step (ii) , the surface is sprayed with the phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 12 under a spray pressure of 0.05 to 5 Mpa, and preferably 0.1 to 0.2 Mpa for 36 seconds to 50 hours, and preferably for 36 seconds to 12 minutes at 10 to 60℃, and preferably at 40 to 60℃; or the surface is dipped in the phosphorus-free degreasing composition according to any one of claims 1 to 12 for 36 seconds to 50 hours, and preferably for 36 seconds to 12 minutes at 10 to 60℃, and preferably at 40 to 60℃.15.A use of the phosphorus-free degreasing composition according to any of claims 1 to 12 for treating a substrate containing a metal surface, wherein the metal surface preferably comprises a metal selected from the group consisting of aluminium, cold rolled steel, hot rolled steel, galvanized steel, galvannealed steel and combinations thereof.

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