[发明专利]暗化锌或其它活性金属并向其提供耐腐蚀性的组合物和方法

说明书

本发明是优先权日为2003年6月5日、发明名称为“暗化锌或其它活性金属并向其提供耐腐蚀性的组合物和方法”的中国发明专利申请200480015593.3号(国际申请号PCT/US2004/017786)的分案申请

技术领域

本发明涉及锌和其它活性金属的双功能涂层。该涂层可用于暗化锌表面并向涂覆制品提供抗腐蚀性。

背景技术

用于涂覆工业部件和组件的组合物变得日益重要。例如，使用组合物对许多机械零件和紧固件进行涂覆以便改善零件或紧固件的美观和整体外观，特别是当该零件在最终装配产品中可见时。另外，可以对例如螺栓或螺杆进行着色以便简化制成品的组装或拆卸。这些组合物通常按照要求包含颜料或其它着色剂，以便向涂覆零件提供一定的颜色或外观。

使用暗化涂料或组合物对许多用于汽车的机械部件进行涂覆以便提供黑色，灰色，或深色涂层。由于强度的要求，许多机械部件必须是金属；没有这种涂层，该金属部件是银色或至少在外观上具有光泽。为了向这样的部件提供黑色或深色外观，必须涂覆合适的涂层。

已知多种组合物可用于向金属零件提供黑色或深色。这些组合物中的许多可以在市场上购得。然而对于许多应用，为了有效覆盖零件的银色和具有光泽的金属表面，必须实施多个有色层的涂层。这是不理想的，因为这样的组合物通常相对昂贵。并且，多重涂层操作的劳动强度大。因此，对于可降低与使用这些彩色涂层相关的费用的技术存在需求。

除通过施用组合物为金属零件着色之外，通常可施用其它组合物向零件提供其它的物理性能。对于金属零件，特别是用于汽车用途的这些零件，耐腐蚀性是需要的性能。现有技术中存在大量组合物为金属表面提供耐腐蚀性。随着合金技术的变化以及对腐蚀科学的理解，涂层组合物经过了一番演变。

影响腐蚀抑制组合物发展的一个因素是该组合物或其组分的相对毒性或环境影响。由于这个原因对钼酸盐作为一种适宜的抗腐蚀剂进行了研究，尤其可作为有毒的铬或铬基化合物的替代物。

长期以来钼及其化合物被认为是腐蚀抑制剂。例如，美国专利4,409,121描述了包含钼酸盐的腐蚀抑制组合物，这里通过引用引入该专利。在该专利的背景部分，该专利指出了针对含钼酸盐的腐蚀抑制化合物的其它专利，例如美国专利4,176,059和4,217,216；这里通过引用引入这两篇专利。

同样地，美国专利4,440,721描述了用于抑制矿物氧化皮(scale)和含水液体存在时的腐蚀的组合物，这里通过引用引入该专利。4,440,721专利的组合物包含一种或多种水溶性的钼酸盐化合物。其它针对含钼化合物的含水组合物的专利包括美国专利3,030,308；2,147,409；和2,147,395；这里通过引用引入所有这些专利。然而这些组合物通常针对于防冻组合物。

美国专利4,548,787进一步研究了钼酸盐的腐蚀抑制性能，这里通过引用引入该专利。4,548,787专利描述了可以防止空穴腐蚀和含水液体中铝的腐蚀的组合物。该组合物基于磷酸盐和某种水溶性试剂的组合，该试剂可以包含水溶性钼酸盐化合物。

另外，美国专利4,640,793中描述了在基于特定类型聚合物的腐蚀抑制混合物中使用钼的水溶性盐，这里通过引用引入该专利。

专利文献中可能最为相关的现有工作是美国专利4,798,683，这里通过引用引入该专利。4,798,683专利针对于使用钼酸盐组合物控制腐蚀的方法。特别地，4,798,683专利描述了与含水系统接触时抑制金属表面腐蚀的方法和组合物。4,798,683专利的组合物包含钼酸根(molybdate)离子源和某种水溶性成分。4,798,683专利公开了钼酸根离子源，包括钼酸镁，钼酸铵，钼酸锂，钼酸钠，和钼酸钾。

Philippe Lienard和Clement Pacque在题为“Analysis of the Mechanism of Selective Coloration Facilitating the Identification of Various Phases in Aluminum-Silicon-Copper Casting Alloys,”Homes Et Fonderie,1982年6-7月，第27-35页中，描述了涉及钼酸盐组合物的另一引人关注但相关性较小的现有工作。在该文章中，使用0.5wt％七钼酸铵和3wt％氯化铵的含水组合物来加重和突出各种合金中的晶粒边界，这些合金是他们工作的对象。在研究中未尝试通过该含水钼酸盐组合物向合金提供腐蚀抑制性。