制造腐蚀抑制或粘合促进涂层的方法技术

一种处理衬底的方法，所述方法包含：将第一组包含掺杂剂的粒子和第二组包含研磨剂的粒子从至少一个流体喷射器大体上同时传递到所述衬底的表面，从而用所述掺杂剂浸渍所述衬底的所述表面；其中所述掺杂剂包含腐蚀抑制或粘合促进物质，以便在所述衬底的所述表面之处或之上形成腐蚀抑制或粘合促进涂层。还提供一种包含具有腐蚀抑制或粘合促进涂层的衬底的物件，所述涂层包含会浸渍所述衬底的表面的腐蚀抑制或粘合促进物质的粒子(例如，如通过上述方法所制造)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及材料科学领域中的表面处理技术。
技术介绍
磨耗可定义为刮擦或擦碰某物或通过摩擦力磨损某物的作用或过程；以此方式变得磨损的作用或事实。用研磨剂材料轰击金属表面近年来找到越来越多的技术应用。如粗粒喷射(gristblasting)、喷丸喷射(shotblasting)、喷砂(sandblasting)和微磨耗(microabrastion)的技术属于这类表面处理技术。在这些技术中的每一种中，通常将研磨剂材料、喷丸或粗粒与流体混合且以较高速度传递以冲击待处理的表面。用于传递研磨剂材料的技术可视用于将研磨剂传递到表面的流体介质(通常分别为水和空气)的选择而归类为湿式或干式。或者，研磨剂可使用旋转轮或桨使用轮喷射机向表面推动。随着轮转动，研磨剂粒子加速且被引导朝向目标，其中其按照标准流体磨耗系统冲击且磨耗。这些系统并不需要任何流体或压缩气体来向表面推动粒子。通用术语“研磨剂轰击”在本说明书中用以指所有此类技术。这些技术不同于喷丸强化技术，所述喷丸强化技术用圆形粒子轰击表面以改变衬底中的应力水平或在不产生显著材料磨耗的情况下诱导凹陷表面纹理。(不过，为了避免任何不确定性，应了解，研磨剂轰击技术可能改变衬底表面中的应力水平以及产生材料磨耗。)研磨剂轰击的应用包括金属切割、表面清洁和为增强其他涂料粘合的目的来诱导所需纹理的表面预处理(表面粗糙度)。(参见所罗门(Solomon)等人,《焊接研究(WeldingResearch)》,2003.10月:第278-287页；蒙贝尔(Momber)等人,《国际摩擦学(TribologyInternational)》,2002.35:第271-281页；阿罗拉(Arola)等人,《生物医学材料研究杂志(J.Biomed.Mat.Res.)》,2000.53(5):第536-546页；以及阿罗拉和霍尔(Hall),《机械加工科学和技术(MachiningScienceandTechnology)》,2004.8(2):第171-192页)。后者的一个实例见于生物医学领域，其中钛植入物用氧化铝或二氧化硅粗粒喷射(gristblasted)，以实现表面粗糙度的最优水平，其将使等离子体喷雾的羟基磷灰石(HA)涂层在植入物表面上的粘合达到最大。HA涂布的植入物因磷灰石层的仿生特性而为所需的，但钛表面与磷灰石层之间的最优结合强度也为必需的。一段时间以来已知，在这些表面的轰击期间，一些研磨剂材料变得浸渍在金属自身的表面中，因而引起了这些技术作为通常改变表面化学性质的可能的候选物的一些兴趣。(参见阿罗拉等人和阿罗拉和霍尔，同上)。再次参照生物医学领域，在努力绕开昂贵的等离子体喷雾方法的过程中，一项研究已考虑将喷丸喷射(shotblasting)作为将羟基磷灰石层直接放在钛表面上的手段(石川K.(Ishikawa,K.)等人,喷射涂层方法：在室温下用羟基磷灰石涂布钛表面的新方法(Blastcoatingmethod:newmethodofcoatingtitaniumsurfacewithHydroxyapatiteatroomtemperature).《生物医学材料研究杂志》,1997.38:第129-134页)。在这项研究中，将未规定的粒径分布的HA用作研磨剂。然而，鉴于磷灰石的沉积层可用温和的洗涤方案移除，似乎未获得与金属表面的强结合。蔡(Choi)等人(KR2003-0078480)提及出于将粗粒包埋在牙科植入物表面中的目的，使用单一磷酸钙粒子作为粗粒喷射介质，但公开超过190μm的粒子。美国专利第6,502,442号提及使用烧结的HA作为研磨剂，使用水作为流体介质。在此实例中，由于HA经热处理，获得HA的一定浸渍。穆勒(Muller)等人(US2004/158330)公开包含容纳于玻璃样基质中的磷酸钙的喷射粒子。其他公开内容(例如美国专利第4,752,457号和第6,210,715号)描述用于制造通常包含聚合物组分的磷酸钙微球体的方法和制造其的复杂方法，但未阐明其作为喷射介质的有效性。用于硅化金属和其他表面的RocatecTM系统也使用具有多组分的个别粒子。这项技术广泛地用于牙科领域。在此实例中，向预粗糙化表面处推动具有外部二氧化硅粘附层的氧化铝粒子，且在冲击后，于冲击附近产生的局部热量引起碎裂的二氧化硅外层以经由称为陶瓷化的过程变得熔合到表面上。布鲁-马涅(Bru-Magniez)等人(美国专利第6,431,958号)已公开具有多个分层的硬质研磨剂材料以用于喷射研磨剂轰击技术以改变表面。在此实例中，所述方法的目的为将围绕研磨剂粒子的分层包埋或以其他方式连接到所处理的表面上。外层包含至少一种聚合物，而所选核心陶瓷材料为氧化物、碳化物、氮化物或碳氮化物。已建议使用多个分层的聚合层。兰格(Lange)等人(美国专利第6,468,658号)已公开用于喷射目的的由核心基底材料和外部二氧化钛粘附层构成的粒子。出于表面改性的目的进一步应用研磨剂轰击见于生物医学领域，如使用微磨耗清洁来自激光加工的冠状动脉支架的支柱的氧化物渣以及用二氧化硅浸渍起搏器和除颤器的表面以增加其他聚合物涂层与装置的粘合。这些实例之间的通用性为在流体物料流中使用单一类型的固体粒子。这可为在后续涂层之前的预处理步骤。美国专利第3,754,976号提供其中使用两种单独粒子的不同方法。所述专利描述一种金属镀覆的方法，其包含以较高速度对着表面喷雾金属粉末和较小强化粒子的混合物，所述速度足以使所述金属粉末冲击且结合于所述表面上以形成金属的层合层。所述方法限于非研磨剂、喷丸硬化粒子和金属粉末的组合。美国专利第4,552,784号提供一种类似方法，其中喷丸硬化粒子的物料流与快速固化金属粉末粒子的物料流组合，使得在冲击衬底后，金属粉末作为层合层沉积在金属表面上。在此方法中未使用研磨剂，且沉积限于金属前驱物。美国专利第4,753,094号描述包含以预定速度对着衬底喷雾与钢喷丸混合的二硫化钼粉末物料流的方法，所述速度为足够的，当冲击衬底时，二硫化钼的微小板样粒子结合到衬底上且在其上形成摩擦力降低的表面。所述方法未提及研磨剂粒子，且所用钢喷丸通常用于非研磨剂喷丸强化方法。在恩拜沃有限公司(EnBioLimited)名下的美国专利第8,119,183号和WO2008/033867公开一种替代策略，其中通过将研磨剂流和涂层前驱物(掺杂剂)流组合到单一步骤中同时进行磨耗喷射和涂布沉积以改变金属植入物的表面。研磨剂用于在单一步骤中移除氧化层且将掺杂剂结合到金属上，由此提供改变医学金属表面的新方法，且针对这种涂布法描述一系列生物学相关的掺杂剂。掺杂剂物质用于改良装置表面的生物医学特性。由于用于制造医学植入物的材料当然是耐腐蚀且不需要腐蚀保护性涂层，因此没有对抗腐蚀的掺杂剂给予考虑。腐蚀抑制涂层然而，在除医学植入物以外的工业应用领域中，衬底可易遭受腐蚀，归因于在衬底附近存在腐蚀性物质(例如在使用衬底期间，或在衬底的后续处理或储存期间等)。因此，需要提供对此类衬底的腐蚀抑制表面处理。在本专利技术工作中，术语“腐蚀抑制”应广泛地解释为涵盖会减少衬底对腐蚀的易感性的处理以及完全防止腐蚀的处理。在本专利技术工作中考虑的两种主要类型的腐蚀抑制表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理金属衬底的方法，所述方法包含：将第一组包含掺杂剂的粒子和第二组包含研磨剂的粒子从至少一个流体喷射器大体上同时传递到所述金属衬底的表面，从而用所述掺杂剂浸渍所述金属衬底的所述表面；其中所述掺杂剂包含腐蚀抑制物质以便在所述金属衬底的所述表面处形成腐蚀抑制转化涂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.20 GB 1405032.21.一种处理金属衬底的方法，所述方法包含：将第一组包含掺杂剂的粒子和第二组包含研磨剂的粒子从至少一个流体喷射器大体上同时传递到所述金属衬底的表面，从而用所述掺杂剂浸渍所述金属衬底的所述表面；其中所述掺杂剂包含腐蚀抑制物质以便在所述金属衬底的所述表面处形成腐蚀抑制转化涂层。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述腐蚀抑制物质以化学方式键合到所述衬底上。3.一种处理金属衬底的方法，所述方法包含：将第一组包含掺杂剂的粒子和第二组包含研磨剂的粒子从至少一个流体喷射器大体上同时传递到所述金属衬底的表面，从而用所述掺杂剂浸渍所述金属衬底的所述表面；其中所述掺杂剂包含腐蚀抑制物质，所述腐蚀抑制物质在所述金属衬底的所述表面上形成以机械方式结合的腐蚀抑制涂层。4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述腐蚀抑制涂层的性质使得不产生所述掺杂剂的层合层。5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述方法进一步包含通过与所述第一组粒子的所述传递大体上同时地用所述第二组粒子磨耗喷射金属氧化物来从所述金属衬底的所述表面移除所述金属氧化物，从而暴露金属表面。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在传递所述第一和第二组粒子之前不执行预处理方法。7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述腐蚀抑制涂层形成第一层，且所述方法进一步包含将第二层施加到所述第一层上。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一层充当底漆以增强所述第二层的粘合。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述第二层为刮擦抑制层。10.根据权利要求7到9中任一权利要求所述的方法，其中所述第二层为额外的腐蚀抑制层。11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述腐蚀抑制物质包含铬酸盐、磷酸盐、聚合物、氧化物或氮化物。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述腐蚀抑制物质包含过渡金属磷酸盐。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述腐蚀抑制物质包含磷酸铁、磷酸锰或磷酸锌或其组合。14.根据权利要求11所述的方法，其中所述腐蚀抑制物质包含氧化铈。15.一种处理衬底的方法，所述方法包含：将第一组包含掺杂剂的粒子和第二组包含研磨剂的粒子从至少一个流体喷射器大体上同时传递到所述衬底的表面，从而用所述掺杂剂浸渍所述衬底的所述表面；其中所述掺杂剂包含粘合促进物质以便在所述衬底的所述表面之处或之上形成粘合促进涂层。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述粘合促进物质在所述衬底的所述表面处形成转化涂层。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述粘合促进物质以化学方式键合到所述衬底上。18.根据权利要求15所述的方法，其中所述粘合促进物质在所述衬底的所述表面上形成以机械方式结合的粘合促进涂层。19.根据权利要求15到18中任一权利要求所述的方法，其中在传递所述第一和第二组粒子之前不执行预处理方法。20.根据权利要求15到19中任一权利要求所述的方法，其中所述粘合促进物质在所述衬底上形成底漆层。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述粘合促进物质包含氟聚合物，如PTFE；全氟烷氧基材料，如特富龙、聚偏二氟乙烯、全氟聚醚、全氟弹性体或聚氟乙烯。22.根据权利要求20或21所述的方法，其中所述粘合促进物质包含硅烷、硅氧烷、丙烯酸酯、环氧树脂、氢键合的硅化合物或材料，其含有一个或多个乙烯基、过氧化酯、过氧化物、乙酸酯或羧酸酯官能团。23.根据权利要求20到22中任一权利要求所述的方法，其中所述底漆层形成第一层，且所述方法进一步包含将第二层施加到所述第一层上。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二层为刮擦抑制层。25.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二层为腐蚀抑制层。26.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二层为粘合层。27.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二层为固体低摩擦层。28.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二层为不粘表面。29.根据权利要求15到19中任一权利要求所述的方法，其中所述粘合促进物质包含：硅烷、硅氧烷、丙烯酸酯、环氧树脂、氢键合的硅化合物或材料，其含有一个或多个乙烯基、过氧化酯、过氧化物、乙酸酯或羧酸酯官能团。30.根据权利要求15到29中任一权利要求所述的方法，其中所述粘合促进涂层的性质使得不产生所述掺杂剂的层合层。31.根据权利要求15到30中任一权利要求所述的方法，其中所述方法进一步包含通过与所述第一组粒子的所述传递大体上同时地用所述第二组粒子磨耗喷射金属氧化物来从所述衬底的所述表面移除所述金属氧化物，从而暴露金属表面。32.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第二组粒子的平均粒径在1μm到150μm范围内。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述第二组粒子的平均粒径在10μm到150μm范围内。34.根据权利要求33所述的方法，其中所述第二组粒子的平均粒径在50μm到150μm范围内。35.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一组粒子的平均粒径在1μm到100...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴里·图米，肯尼思·斯坦顿，约翰·奥多诺霍，凯文·罗什，约瑟夫·莫汉，
申请(专利权)人：安比奥有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE