[发明专利]用于处理基材的系统和方法

说明书

本文公开了用于处理金属基材的系统和方法。所述系统包含包括氟金属酸和游离氟化物并且具有1.0至4.0的pH的第一预处理组合物和包括IVB族金属的第二预处理组合物或包括镧系金属和氧化剂的第三预处理。所述方法包括使所述基材的表面的至少一部分与所述第一预处理组合物接触和任选地使所述基材表面的至少一部分与所述第二预处理组合物或所述第三预处理组合物接触。还公开了用所述系统或方法中的一种处理的基材。还公开了包括双层的镁或镁合金基材，所述双层包括包括硅酮的第一层和包括氟化物的第二层。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月10日提交的题为“用于处理基材的系统和方法”的美国临时申请号62/913,482的优先权。

政府合同

本材料基于美国能源部能源效率和可再生能源办公室根据合作协议DE-EE007756(题为美国汽车材料合作伙伴低成本镁板部件开发和示范项目)支持的工作。

技术领域

本发明涉及用于处理金属基材的组合物、体系和方法。

背景技术

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。

发明内容

本文公开了一种用于处理金属基材的系统。该系统包括：第一预处理组合物，该第一预处理组合物包括包括IVA族金属和/或IVB族金属的氟金属酸和基于第一预处理组合物的总重量，量为10ppm至500ppm的游离氟化物，并且具有1.0至4.0的pH；和第二预处理组合物，该第二预处理组合物包括IVB族金属和基于第二预处理组合物的总重量，量为15ppm至200ppm的游离氟化物；或包括镧系金属和氧化剂的第三预处理。

本文还公开了一种处理金属基材的方法，包括：使基材表面的至少一部分与第一预处理组合物接触，该第一预处理组合物包括包括IVA族金属和/或IVB族金属的氟金属酸和基于第一预处理组合物的总重量，量为10ppm至500ppm的游离氟化物，并且具有1.0至4.0的pH。该方法任选地还可以包括使基材表面的至少一部分与第二预处理组合物或包括镧系金属和氧化剂的第三预处理接触，该第二预处理组合物包括IVB族金属和基于第二预处理组合物的总重量，量为15ppm至200ppm的游离氟化物。

本文还公开了一种镁或镁合金基材，包括：双层，该双层包括：包括从空气/基材界面到空气/基材界面下至少500nm处的1原子％至10原子％的量的硅的第一层，和包括从空气/基材界面到空气/基材界面下至少400nm处的1原子％至50原子％的量的氟化物的第二层，如使用配备有单色Al kαx射线源(hv＝1,486.7eV和同心半球形分析仪的物理电子学VersaProbe II仪器通过XPS深度剖析所测量的。

本文还公开了包括表面的经处理的基材，其中该表面的至少一部分用本发明的系统或方法中的一种处理。

还公开了包括至少部分地涂覆有由本文公开的组合物中的一种形成的层的表面的基材。

附图说明

图1示出了(A)在实施例1中用预处理D预处理的面板和(B)在实施例2中用预处理D预处理的面板的顶视/俯视SEM成像。

图2示出了(A)在实施例1中用预处理D处理的面板和(B)在实施例2中用预处理D预处理的面板的XPS深度剖面。

图3示出了在实施例2中浸入预处理-1(PT-1)中的面板的XPS深度剖面，并且示出了ZEK100镁合金上的(A)镁、(B)氧、(C)氟化物和(D)硅的原子百分比的变化作为浸入时间的函数。