[發明專利]用于鈍化已劃傷金屬的易破微膠囊中的腐蝕抑制劑

有效

• 申請號: 201010283953.5
• 申請日: 2010-09-13
• 公開（公告）號: CN102021555A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: A·K·薩奇德夫;T·C·彼得森;M·W·費爾布呂
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: C23C22/57
• 分類號: C23C22/57
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 范曉斌

技術領域

本發明涉及將容納在易碎微膠囊中的鈍化化學物包含在易腐蝕材料上的涂層中，使得涂層的破裂將釋放鈍化化學物且在所暴露的易腐蝕材料上產生惰性薄膜。

背景技術

由于鎂的低密度，鎂是用于質量敏感應用的優選結構材料。然而，鎂也是化學活性的且將容易與水和氧氣反應并腐蝕。

使鎂腐蝕的高趨向性最小化的方法是產生粘附性保護涂層，所述涂層將限制腐蝕性環境接近鎂金屬。合適的涂層(不是所有的都同樣有效)可以在鎂制品的表面上化學或電化學地形成，且不同地描述為鈍化涂層、轉化涂層和極化涂層。其通常通過借助于將已處理成分浸漬在合適化學物的大浴池中進行的成批或連續處理涂覆。

替代地，尤其是在也期望使制品具有令人愉悅的外觀時，其表面可以被噴漆。在許多情況下，可以采用多個油漆層。這些層可以是相同油漆配方的多層，具有用于實現期望薄膜厚度的多個涂層。更通常地，所述層將具有不同的配方，以使得總體噴漆表面具有不容易組合在單個涂層中的屬性。

然而，所有這些涂層的共同問題在于它們通過在鎂和化學活性環境之間形成屏障來抑制腐蝕。因而，薄膜的小區域的破裂(例如，由于劃傷或石屑損壞(stone?chip)引起)將使之在破裂附近不能有效地抑制腐蝕。更壞地，由于腐蝕是電化學的，薄膜的劃傷或破裂將產生對更大陰極區域來說是陽極性的小區域，且該小區域將加速和增強劃傷或破裂處的腐蝕。

所暴露的鎂表面可以用保護性涂層再次覆蓋，以便進行修理或在劃傷或石屑損壞的區域中再次產生涂層。然而，在部件是組件或子組件的一部分時，用于涂覆涂層到部件上的初始過程起初可能不適合修理或者不是很適合修理。此外，由于所導致的高度局部化腐蝕，需要涂層的快速修理且甚至涂層破裂和檢測破裂的時間之間的時間可能足以產生不能接受的腐蝕。

因而，需要在現有薄膜破裂之后在鎂上容易和便利地快速再次建立腐蝕抑制涂層的過程。

發明內容

用于機動車應用的鎂制品通常被噴漆。本發明的目的在于將具體的可溶于水化學物包含在油漆層中。這些材料針對其在存在水的情況下與鎂表面反應以形成適合于對該鎂表面施加腐蝕保護的鈍化層的能力被選擇。因而，暴露制品的鎂表面的油漆薄膜的破裂也將暴露所包含的化學物且允許其溶解在水中以快速地鈍化最新形成的鎂表面。

在優選實施例中，所述化學物容納在微米尺寸的固體顆粒中，所述顆粒嵌入在油漆中且與油漆結合涂覆。由于許多油漆作為包括水的乳狀液涂覆，因而在涂覆期間通過將其膠囊封裝在保護性而易碎的聚合物外殼中而可使得所述顆粒是不溶于水的。這樣處理，在正常工作中，顆粒將保持不起反應，但可以通過對油漆薄膜的機械損壞被激活，因為這將破裂聚合物外殼且暴露所膠囊封裝的顆粒。

機動車油漆包括多個分層成分，其一起實現大約150微米的厚度。第一層可以從水基屏障電沉積。隨后的層(可包括頭二道混合底漆、基層和清漆層)通常采用水基屏障且使用靜電噴灑工藝涂覆。然而，與涂覆模式無關，車身通常經過至少一個油漆烤箱以在封閉的無灰塵環境中固化最新噴漆的機動車車身表面。雖然噴漆烤焙工藝的持續時間和操作溫度顯示了隨油漆配方的一些變化性，但是車身通常經受275°F或更高的最小溫度持續至少30分鐘。

本發明的目的在于將鈍化層形成化學物嵌入在至少一個油漆層中。優選地，化學物將嵌入在最接近鎂金屬表面的油漆層中。這將使得在引入化學物時附隨的油漆中的任何不希望顏色變化最小化，且也避免了在僅僅發生油漆的表面油漆損壞且鎂未暴露時激活化學物。

化學物作為干顆粒膠囊封裝，以便于油漆烤焙循環相容。含有液體的膠囊將容易形成，從而易于將化學物作為水基溶液膠囊封裝。然而，膠囊中存在的任何水在油漆烤焙條件下將汽化，可能使得油漆薄膜膨脹和扭曲，使之較不美觀愉悅，或者使膠囊破裂以釋放其內容物并污染油漆薄膜。

在工作中，足夠嚴重以暴露制品的鎂表面的油漆薄膜的任何破裂也將使所膠囊封裝固體顆粒的聚合物外殼破裂并將膠囊的內容物暴露于環境。當遇到合適濕度或潮濕的條件時，容納在破裂膠囊中的化學物將溶解在存在的水中且與鎂反應以在鎂上產生期望鈍化層。并不設想在油漆薄膜被損壞之后需要立即發生暴露于水。在沒有水的情況下，化學物將保持其效力且將保持穩定地嵌入在油漆內，同時在可獲得水時快速地執行其旨在功能。

可以注意的是，化學物將從界定被損壞區域的其余油漆的邊緣釋放，從而本發明實踐可用的化學物的數量與被損壞區域的周長成比例。然而，提供完全保護所需的化學物的數量將取決于被保護的面積。因而，在油漆周邊的長度大或者所暴露的鎂面積小(例如，石屑損壞或者劃傷)時，本發明提供最大的益處。