[發(fā)明專利]預(yù)處理組合物、經(jīng)涂覆的鋁合金及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880048637.4
• 申請(qǐng)日: 2018-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN110945087A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C.巴斯;M.E.貝爾納;C.E.J.拉德馬赫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 諾維爾里斯公司
• 主分類號(hào): C09D5/08
• 分類號(hào): C09D5/08;C23C22/68;C23C22/56
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李進(jìn);黃希貴

本文描述預(yù)處理組合物、經(jīng)涂覆的鋁合金產(chǎn)品以及用于涂覆所述合金的方法。所述預(yù)處理組合物包括分散在基于硅烷的基質(zhì)中的無(wú)機(jī)化學(xué)腐蝕抑制劑，并且可進(jìn)一步包括粘土顆粒。所述無(wú)機(jī)化學(xué)腐蝕抑制劑包括稀土金屬及其鹽。當(dāng)施用于合金的表面時(shí)，所述預(yù)處理組合物抑制所述合金的腐蝕。所述預(yù)處理組合物可用于汽車、電子、工業(yè)、運(yùn)輸和其它應(yīng)用中。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2017年7月31日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/538,993號(hào)和2017年12月18日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/599,873號(hào)的權(quán)益，所述美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及材料科學(xué)、材料化學(xué)、表面科學(xué)、金屬制造、鋁合金和鋁制造領(lǐng)域。本文公開可用于汽車、運(yùn)輸、電子、工業(yè)和其它應(yīng)用的組合物和方法。本文公開的組合物和方法特別適合用于機(jī)動(dòng)車輛。

背景技術(shù)

鋁合金經(jīng)常用于可能使鋁合金經(jīng)受腐蝕的環(huán)境中。在機(jī)動(dòng)車輛、電子、工業(yè)和運(yùn)輸制作過(guò)程期間，經(jīng)常將鋁合金與異種金屬或合金連結(jié)。將鋁合金與異種金屬或合金連結(jié)可能誘導(dǎo)電化腐蝕，從而增加腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)通過(guò)物理或化學(xué)手段將具有不同電極電位的兩種異種金屬連結(jié)在一起(例如，將鋁合金焊接到鋼)并暴露于電解質(zhì)(例如，不純水)時(shí)，一種金屬可充當(dāng)陽(yáng)極，而另一種金屬可充當(dāng)陰極，從而形成電偶。在這種電偶中，一種金屬優(yōu)先腐蝕，并且此電偶合將加速腐蝕過(guò)程，從而導(dǎo)致腐蝕速度比在不存在接觸異種金屬的情況下更快。陽(yáng)極金屬或合金溶解到電解質(zhì)中，可在金屬表面上形成腐蝕產(chǎn)物，或在一些情況下沉積回陰極區(qū)域。這種溶解可能導(dǎo)致接頭失效。

可以以幾種方式(包括粘合劑、鉚釘、螺釘或其它機(jī)械連結(jié)元件)將鋁合金與異種金屬連結(jié)。舉例來(lái)說(shuō)，將鋁合金與異種金屬和合金(即鍍鋅鋼)連結(jié)的一種方式是使用環(huán)氧基粘合劑將金屬結(jié)合在一起。兩種材料重疊的區(qū)域?qū)τ诟g至關(guān)重要，因?yàn)椴牧现苯咏佑|，特別是在缺少粘合劑的區(qū)域(或同樣地，在材料通過(guò)鉚釘、螺釘或其它機(jī)械連結(jié)元件接觸的區(qū)域)。組合易于發(fā)生電化腐蝕。

防止電化腐蝕的先前努力是不切實(shí)際的。這些方法包括電絕緣、電解絕緣、接地、電鍍、應(yīng)用犧牲陽(yáng)極和/或向結(jié)合的異種金屬供應(yīng)直流電。電絕緣采用削弱異種金屬之間的結(jié)合的外來(lái)材料(例如聚合物)。電解絕緣需要對(duì)結(jié)合區(qū)域進(jìn)行繁瑣的封裝。在運(yùn)輸和/或機(jī)動(dòng)車輛應(yīng)用中，接地是不切實(shí)際的。電鍍需要使用昂貴的金屬和加工步驟。在結(jié)合部?jī)?nèi)采用犧牲陽(yáng)極是昂貴且臨時(shí)的。將連續(xù)電流施加到結(jié)合區(qū)域效率極低。汽車工業(yè)當(dāng)前使用的方法是用密封劑和蠟隔離結(jié)合區(qū)域，使得液體不能進(jìn)入兩種金屬重疊的區(qū)域。這種技術(shù)雖然非常高效，但卻為汽車工業(yè)帶來(lái)了高昂的成本。尤其是因?yàn)樵跈C(jī)動(dòng)車輛制造中越來(lái)越多地呈現(xiàn)混合材料接頭，所以仍然需要在兩種異種金屬連結(jié)在一起的情況下抑制腐蝕的有成本效益的方法。

發(fā)明內(nèi)容

由權(quán)利要求而非本發(fā)明內(nèi)容來(lái)限定本發(fā)明涵蓋的實(shí)施例。本發(fā)明內(nèi)容為本發(fā)明的各個(gè)方面的高級(jí)綜述并且引入一些進(jìn)一步描述于下文具體實(shí)施方式部分中的概念。本發(fā)明內(nèi)容不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，也不旨在單獨(dú)用于確定所要求保護(hù)的主題的范圍。主題應(yīng)參考整個(gè)說(shuō)明書的適當(dāng)部分、任一或所有附圖和每個(gè)權(quán)利要求來(lái)理解。

本文描述用于預(yù)處理鋁合金的預(yù)處理組合物。本文所述的預(yù)處理組合物包含至少一種稀土金屬或其鹽和含有至少一種硅烷的溶液。任選地，將至少一種硅烷分散或溶解在水中。至少一種稀土金屬或其鹽的存在量可為約50ppm至約7500ppm。含有至少一種硅烷的溶液的存在量可為約5vol.％至約50vol.％。任選地，至少一種稀土金屬或其鹽包含鈰、釔、鐿或鑭中的至少一種。任選地，至少一種稀土金屬或其鹽包含硝酸鈰(III)。在一些情況下，硝酸鈰(III)的存在量可為約500ppm，并且含有至少一種硅烷的溶液的存在量可為約10vol.％。任選地，預(yù)處理組合物進(jìn)一步包含粘土顆粒。