一種酸性的含水組合物，其包含三價鉻化合物、有機官能硅烷、和IV?B族元素化合物。該組合物可保護優選鋁和鋁合金的金屬表面，防止腐蝕并且改善其涂漆粘合力。三價鉻化合物可以包括氟化鉻及任選存在的其它物質如硝酸鉻。有機官能硅烷優選氨丙基三乙氧基硅烷，而IV?B族元素化合物優選氟鋯酸。在進一步涂敷涂層之前，該組合物既可就地干燥，也可漂洗。該組合物還可以包括至少一種含有多個羧基官能團的聚合物，所述羧基官能團既可是單獨的，也可與羥基一起。一種方法，其使用含有或不含有機官能硅烷的含水組合物，還可在施用含水組合物后一同采用密封的步驟；該密封步驟涉及對金屬表面涂敷包括有機官能的硅烷的密封組合物。

本申請是2009年5月1日提交的名稱為“使用三價鉻化合物處理金屬表面的方法和組合物”的200980126616.0號申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及組合物，以及這種組合物在改善金屬表面的耐腐蝕性和涂漆粘合力(paint adhesion)、以及保持金屬表面的低接觸電阻方面的應用。本發明特別能很好適合于處理鋁及鋁合金。

背景技術

作為傳統的轉化涂層(conversion coatings)，六價的鉻化合物曾被用來處理金屬表面，以改善其耐腐蝕性和涂漆粘合力。但六價鉻具有毒性影響，并且已被環境保護署(Environmental Protection Agency)認定為對環境有危害，同時也被職業安全健康署(Occupational Safety and Health Agency)認定為對健康有危險。此外，基于六價鉻的化學品還被這些機構列入致癌物質類。

在過去的幾十年中，人們描述了各種不依靠六價鉻的組合物和方法，并將其用于處理金屬表面。在授予Jones等的美國專利第5,859,106號中描述了這樣的一個實例，該專利描述了包括IV-B族元素的化合物和具有多個羧基和羥基的聚合物體系的組合物。

非常希望能夠提供不含六價鉻的涂料和方法，但仍能改善金屬表面例如鋁的涂漆粘合力和耐腐蝕性，并且所述涂料和方法能夠與傳統的基于六價鉻的涂料相媲美。此外，也希望能夠提供具有出色的耐腐蝕性、而電阻率下降且涂層重量足夠的保護涂層。

發明內容

本發明涉及一種組合物，所述組合物可用于處理金屬表面以改善涂漆粘合力、耐腐蝕性并且/或者可保持低的接觸電阻。在一個實施方案中，該組合物包括水、三價鉻化合物、有機官能硅烷、和IV-B族元素化合物。

在另一個實施方案中，該組合物基本上由水、三價鉻化合物、有機官能硅烷、和氟鋯酸組成。

在另一個實施方案中，本發明為處理金屬表面的方法。該方法包括使金屬表面與組合物接觸的步驟，該組合物包括水、三價鉻化合物、有機官能硅烷、和IV-B族元素化合物。

在另一個實施方案中，本發明為處理金屬表面的方法，其包括以下步驟：

清潔金屬表面，形成清潔的金屬表面；

用水漂洗清潔的金屬表面，形成漂洗的金屬表面；以及

使漂洗的金屬表面與組合物接觸，所述組合物包括水、三價鉻化合物、有機官能硅烷、和IV-B族元素化合物。

在另一個實施方案中，在使漂洗的金屬表面與組合物接觸之后，該方法另外包括再次用水漂洗金屬表面，然后密封金屬表面。

在另一個實施方案中，處理金屬表面的方法包括使金屬表面與組合物接觸，所述組合物包括水、三價鉻化合物和IV-B族元素化合物，以及通過使金屬表面與密封組合物接觸，來密封所述金屬表面，所述密封組合物包括水和有機官能硅烷。接觸步驟中使用的組合物可以包括有機官能硅烷，以及至少一種具有多個羧基官能團的聚合物，所述羧基官能團既可單獨、也可與多個羥基組合。

應當理解，上述一般說明及以下詳細說明都是對本發明的示范，而不是限制。

具體實施方式