用于处理基材的系统和方法与流程

本发明涉及用于处理基材的组合物、系统和方法。

背景技术：

1、在金属基材上使用保护性涂层以提高耐腐蚀性和油漆粘附性是很常见的。用于涂覆此类基材的常规技术包含涉及用含铬组合物预处理金属基材的技术。然而，使用此类含铬酸盐的组合物会带来环境和健康问题。

技术实现思路

1、本文公开了一种用于处理镁或镁合金基材的系统，所述系统包括：第一预处理组合物，所述第一预处理组合物包括氟金属酸和基于所述第一预处理组合物的总重量的量为10ppm至500ppm的游离氟离子，并且ph为1.0至4.0；以及第二预处理组合物，所述第二预处理组合物包括镧系金属，所述第二预处理组合物基本上不含过氧化物。

2、本文还公开了一种处理镁或镁合金基材的方法，所述方法包括：使所述基材的表面的至少一部分与第一预处理组合物接触，所述第一预处理组合物包括氟金属酸和基于所述第一预处理组合物的总重量的量为10ppm至500ppm的游离氟离子，并且ph为1.0至4.0；以及使所述基材表面的至少一部分与第二预处理组合物接触，所述第二预处理组合物包括镧系金属并且基本上不含过氧化物。

3、本文还公开了一种镁或镁合金基材，其中(a)镧系金属以至少500个计数的量存在，如通过x射线荧光所测量的(使用x-met 755，牛津仪器公司(oxford instruments)测量；操作参数：60秒定时测定，15kv，45μa，过滤器3，t(p)＝1.1微秒)；(b)铝以至少150个计数的量存在，如通过x射线荧光所测量的(使用x-met 755，牛津仪器公司测量；操作参数：60秒定时测定，15kv，45μa，kα线，t(p)＝1.1微秒)；(c)镧系金属以不超过25原子％的量存在于空气/基材界面与所述空气/基材界面下方1μm处之间，如通过edx线扫描所测量的，所述edx线扫描是以5.00kv加速电压和3.0光斑大小在横截面中从所述基材的表面到所述基材的主体收集的；和/或(d)氧以大于65原子％的量存在于所述空气/基材界面与所述空气/基材界面下方1μm处之间，如通过edx线扫描所测量的，所述edx线扫描是以5.00kv加速电压和3.0光斑大小在横截面中从所述基材的表面到所述基材的所述主体收集的。

4、本文还公开了包括表面的经处理的镁或镁合金基材，其中所述表面的至少一部分用本发明的系统或方法之一处理。

5、还公开了包括至少部分地涂覆有由本文所公开的组合物之一形成的层的表面的镁和镁合金基材。

技术特征：

1.一种用于处理镁或镁合金基材的系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述氟金属酸包括iiia族金属、iva族金属、ivb族金属和/或viii族金属。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中所述氟金属酸包括六氟硅酸、六氟锆酸、六氟钛酸、六氟铁酸、六氟铝酸或其组合。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中基于所述第一预处理组合物的总重量，所述氟金属酸的金属以10ppm至2,000ppm的量存在。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中除了所述氟金属酸之外，所述第一预处理组合物进一步包括氢氧化物源和/或氟离子源。

6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述镧系金属包括铈、镨、铽或其组合。

7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述镧系金属包括铈。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中基于所述第二预处理组合物的总重量，所述镧系金属以5ppm至25,000ppm的量存在于所述第二预处理组合物中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第二预处理组合物进一步包括iiia族金属和/或脲。

10.根据权利要求9所述的系统，其中基于所述第二预处理组合物的总重量，所述iiia族金属以10ppm至500ppm的量存在于所述第二预处理组合物中和/或其中基于所述第二预处理组合物的总重量，所述脲以20ppm至500ppm的量存在于所述第二预处理组合物中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其进一步包括清洁剂组合物。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述清洁剂组合物包括碱性ph。

13.根据权利要求11所述的系统，其中所述清洁剂组合物包含酸性ph。

14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其进一步包括包含成膜组合物的组合物。

15.根据权利要求14所述的系统，其中包括所述成膜组合物的所述组合物包括可电沉积的涂层组合物、粉末涂层组合物和/或液体涂层组合物。

16.一种处理镁或镁合金基材的方法，所述方法包括：

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述氟金属酸包括iiia族金属、iva族金属、ivb族金属和/或viii族金属。

18.根据权利要求16或权利要求17所述的方法，其进一步包括在与所述预处理组合物之一接触之前，使所述基材表面的至少一部分与清洁剂组合物接触。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其进一步包括在与所述预处理组合物接触之后，使所述基材表面的至少一部分与包括成膜树脂的涂层组合物接触。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其中与所述第二预处理组合物的所述接触包括自发接触。

21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其中与所述第二预处理组合物的所述接触包括使电流在阳极与已经与所述第一预处理组合物接触的用作阴极的所述基材之间通过，所述阴极和阳极浸入所述第二组合物中。

22.根据权利要求16至21中任一项所述的方法，其中所述阴极和阳极浸入所述第二组合物中。

23.一种镁或镁合金基材，其中(a)镧系金属以至少500个计数的量存在，如通过x射线荧光所测量的(使用x-met 755，牛津仪器公司(oxford instruments)测量；操作参数：60秒定时测定，15kv，45μa，lα线，t(p)＝1.1微秒)；(b)铝以至少150个计数的量存在，如通过x射线荧光所测量的(使用x-met 755，牛津仪器公司测量；操作参数：60秒定时测定，15kv，45μa，kα线，t(p)＝1.1微秒)；(c)镧系金属以不超过25原子％的量存在于空气/基材界面与所述空气/基材界面下方1μm处之间，如通过edx线扫描所测量的，所述edx线扫描是以5.00kv加速电压和3.0光斑大小在横截面中从所述基材的表面到所述基材的主体收集的；和/或(d)氧以大于65原子％的量存在于所述空气/基材界面与所述空气/基材界面下方1μm处之间，如通过edx线扫描所测量的，所述edx线扫描是以5.00kv加速电压和3.0光斑大小在横截面中从所述基材的表面到所述基材的所述主体收集的。

24.一种经处理的镁或镁合金基材，其中所述基材的至少一部分用根据权利要求1至15中任一项所述的系统和/或根据权利要求16至22中任一项所述的方法处理。

25.根据权利要求24所述的基材，其包括由所述第一预处理组合物形成的第一层和/或由所述第二预处理形成的第二层。

26.根据权利要求24或权利要求25所述的基材，其中(a)镧系金属以至少500个计数的量存在，如通过x射线荧光所测量的(使用x-met 755，牛津仪器公司测量；操作参数：60秒定时测定，15kv，45μa，lα线，t(p)＝1.1微秒)；(b)铝以至少150个计数的量存在，如通过x射线荧光所测量的(使用x-met 755，牛津仪器公司测量；操作参数：60秒定时测定，15kv，45μa，kα线，t(p)＝1.1微秒)；(c)铈以不超过25原子％的量存在于空气/基材界面与所述空气/基材界面下方1μm处之间，如通过edx线扫描所测量的，所述edx线扫描是以5.00kv加速电压和3.0光斑大小在横截面中从所述基材的表面到所述基材的主体收集的；(d)氧以大于65原子％的量存在于所述空气/基材界面与所述空气/基材界面下方1μm处之间，如通过edx线扫描所测量的，所述edx线扫描是以5.00kv加速电压和3.0光斑大小在横截面中从所述基材的表面到所述基材的所述主体收集的；和/或(e)和与包括过氧化物的第二预处理组合物接触的基材相比，所述基材在基材表面上的划线蠕变得到至少维持，其中所述划线蠕变是在至少一周的astm b117盐雾测试、至少一周的g-85盐雾测试、至少10周的en3665腐蚀测试和/或至少一周的cass测试之后测量的。

27.根据权利要求23至26中任一项所述的基材，其中所述镁合金基材包括基于所述基材的总重量的量的量小于2重量％的锌、基于所述基材的总重量的量小于1重量％的钕和/或基于所述基材的总重量的量小于1重量％的锆。

28.根据权利要求23至27中任一项所述的基材，其中所述镁合金基材包括基于所述基材的总重量的量小于3重量％的铝、基于所述基材的总重量的量小于2重量％的锌、基于所述基材的总重量的量小于1重量％的钙和/或基于所述基材的总重量的量小于1重量％的锰。

29.根据权利要求23至28中任一项所述的基材，其中所述基材包括运载工具、部件、制品、热交换器、器具、个人电子装置、多金属制品或其组合。

30.根据权利要求29所述的基材，其中所述运载工具是汽车或飞行器。

31.根据权利要求23至30中任一项所述的基材，其中所述基材包括通过增材制造工艺形成的三维组件。

32.根据权利要求31所述的基材，其中所述增材制造工艺包括选择性激光熔化、电子束熔化、定向能量沉积、金属挤压和/或粘合剂喷射。

技术总结
本文公开了一种用于处理镁或镁合金基材的系统，所述系统包括：第一预处理组合物，所述第一预处理组合物包括氟金属酸和基于所述第一预处理组合物的总重量的量为10ppm至500ppm的游离氟离子，并且pH为1.0至4.0；以及第二预处理组合物，所述第二预处理组合物包括镧系金属，所述第二预处理组合物基本上不含过氧化物。还公开了处理镁或镁合金基材的方法。还公开了经处理的镁和镁合金基材。

技术研发人员：K·库玛,R·D·哈里斯,E·S·布朗-曾,K·M·艾伦,S·E·鲍尔斯,S·贝泽尔,S·J·莱蒙,M·W·麦克米伦
受保护的技术使用者：PPG工业俄亥俄公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16