[发明专利]含有稀土金属的锆预处理组合物、处理金属基材的相关方法和相关的涂覆的金属基材

说明书

公开了一种处理金属基材的方法，其包括将基材与包含稀土金属和氧锆基化合物的预处理组合物接触。本发明还涉及由此产生的涂覆的基材和进一步涉及另外用电泳施涂的涂料组合物涂覆的基材。

关于联邦资助研究的声明

本发明是在由SERDP(战略环境研究和发展项目)批准的合同号No.W912HQ-09-C-0038下，由政府支持来进行的。美国政府在本发明中具有某些权利。

发明领域

本发明涉及预处理组合物、处理金属基材的方法，包括含铝基材和含铁基材例如冷轧钢和锌电镀钢。本发明还涉及涂覆的金属基材。

背景信息

在金属基材上使用保护涂层来改进耐腐蚀性和油漆附着力是常规的。用于涂覆这样的基材的常规技术包括这样的技术，其包括用磷酸盐转化涂层和含铬洗液预处理该金属基材。但是，使用这样的磷酸盐和/或含铬组合物产生了环境和健康关注。

结果，已经开发了无铬酸盐和/或无磷酸盐的预处理组合物。这样的组合物通常基于化学混合物，其以一些方式与基材表面反应，并且结合到它上面来形成保护性层。例如，基于IIIB族或IVB族金属化合物的预处理组合物最近已经变得更流行。这样的组合物经常包含游离氟的源，即，在该预处理组合物中是分离的氟，而不是键合到另一种元素例如IIIB或者IVB族金属上的氟。游离氟会蚀刻金属基材的表面，由此促进IIIB或者IVB族金属涂层的沉积。不过，这些预处理组合物的耐腐蚀能力通常明显劣于常规的含磷酸盐和/或铬的预处理。

结果，令人期望的是提供一种处理金属基材的方法，其克服了现有技术的至少一些前述缺陷，包括与使用铬酸盐和/或磷酸盐有关的环境缺陷。此外，令人期望的是提供一种处理金属基材的方法，其在至少一些情况中赋予了耐腐蚀性，其等于或者甚至优于通过使用磷酸盐转化涂层所赋予的耐腐蚀性。同样令人期望的是提供相关的涂覆的金属基材。

发明内容

在某些方面，本发明涉及用于处理金属基材的预处理组合物。这些预处理组合物包含(a)稀土金属和(b)氧锆基化合物。

在仍然的其他方面，本发明涉及处理金属基材的方法，其包含将该基材与上述预处理组合物接触。

具体实施方式

在下面的具体实施方式中，应当理解本发明可以采用不同的可选择的变量和步骤次序，除了有明确的相反规定之处外。此外，除了在任何操作实施例中或者另有指示之处，表达例如说明书和权利要求中所用的成分的量的全部数字被理解为在全部情况中是用术语“大约”来修正的。因此，除非有相反的指示，否则下面的说明书和附加的权利要求中阐明的数字参数是近似的，其可以根据本发明所寻求获得的期望的性能而变化。最起码，和并非打算使用等价原则来限制权利要求的范围，每个数字参数应当至少按照所报告的有效数字的数值和通过使用通常的四舍五入技术来解释。

虽然阐明本发明宽的范围的数字范围和参数是近似的，但是在具体实施例中所述的数值是尽可能精确来报告的。但是任何数值本质上包含了由在它们各自的测试测量中存在的标准偏差所必然形成的某些误差。

同样，应当理解这里所述的任何数字范围目的是包括处于其中的全部的子范围。例如范围“1-10”目的是包括了在所述的最小值1和所述的最大值10之间(并包括其)的全部子范围，即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。

在本申请中，使用单数包括了复数和包含单数的复数，除非另有明确规定。另外在本申请中，使用“或者”表示“和/或”，除非另有规定，即使“和/或”可以在某些情况中明确使用也是如此。