专利名称：一种用于保护金属表面的涂料组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保护金属表面的涂料组合物，其包括粘合剂、腐蚀抑制剂和溶剂。
背景技术：
用一些腐蚀抑制处理或腐蚀抑制涂料来处理金属表面如铁或钢是已知的。在现有技术中，腐蚀抑制涂料是已知的，其通常含有金属粒子，特别是锌和/或铝粒子，它们同一些粘合剂一起作为活性成分。GB1380748公开了一种涂料组合物，特别是但不唯一是，锌填充的涂料组合物，当该组合物被涂布到金属表面时，其提供给金属电化(galvanic)保护。该组合物包括已用可 水解的钛酯共水解和共缩合的三烷氧基硅烷。该硅烷选自RSi (0R’ ) 3和RSi (OR” OR) 3，其中R和R’是含有最多10个碳原子的单价脂肪族或芳族烃自由基，R”是含有2 6个碳原子的二价烃基和R是含有最多10个碳原子的单价脂肪族或芳族烃基或氢。GB1499556涉及一种水解乙基硅酸酯以形成可胶凝的液体水解产物的方法，该水解产物用于和粉末如粉状的锌混合，应用在抗腐蚀漆中。该硅酸乙酯是酸解的，水解的溶剂是丙酮或乙醇。EP0808883公开了用于防腐的水稀释性涂料组合物，包括微粒态的金属如铝或锌和水稀释的有机官能硅烷。优选环氧硅烷，特别是￠-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷和/或Y-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。其它组分包括高沸点有机液体，水溶性纤维素基增稠剂和润湿剂。US5393611和US5324545都涉及一种浸涂方法，用于保护在钢等上的铬酸盐钝化处理或钝化处理过的锌涂料，该涂料使用钛酸酯和“所谓”的有机官能化聚硅氧烷(优选带有2 10个硅氧烷重复单元和环氧封端基)的组合物。在这两篇文献中都没有术语有机官能化聚硅氧烷含义的清楚的定义，但它好像是指表示带有至少含有一个Si-R键的硅氧烷主链的聚合物，其中R是不饱和的或官能化取代的烃自由基。令人困惑的是，在US5393611和US5324545中的实施例都教导了与使用有机官能化聚硅氧烷不同，优选的含硅化合物是环氧硅烷，即Y-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。CN1429256A涉及一种涂料组合物，包括在溶剂中的粘合剂和腐蚀抑制剂，其中粘合剂包括硅酸酯和有机钛酸酯，并且腐蚀抑制剂包括铝粒子和锌粒子。该涂料能提供高水平的防腐、阴极保护和具有确定的和恒定的摩擦系数的“终身”干润滑作用(即在金属表面的工作寿命中，金属表面只需要涂布一次涂料)，同时该涂料是无铬(VI)，并提供给用该涂料涂布的制品吸引人的外观。但是，CN1429256A涉及的涂料组合物防腐水平已不能满足现有实际生产的需要，实际生产过程中需要更高防腐水平的涂料组合物
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种防腐水平极其优异的涂料组合物。根据本发明，提供了一种涂料组合物，包括在溶剂中的粘合剂、腐蚀抑制剂和磷酸羟基胺，其中粘合剂包括硅酸酯和有机钛酸酯，并且腐蚀抑制剂包括铝粒子和锌粒子。以下对本发明所用物质做详细说明( I)娃Ife酷和有机钦Ife酷在本发明的组合物中使用的粘合剂包括硅酸酯和有机钛酸酯。为了避免疑问，应理解为术语硅酸酯用来指基本上不含Si-C键的化合物，即如本发明所述，在硅酸酯中碳原子与硅连接基本上都是通过氧原子(即Si-O-C键)。根据本发明最优选的硅酸酯不含Si-C键。优选，该粘合剂包括20 60重量％ (例如，30 45重量％)硅酸酯，和40 80重量％ (例如55 70% )有机钛酸酯，总和为100重量％。
合适的硅酸酯包括胶态的二氧化硅和有机硅酸酯，优选后者。合适的有机硅酸酯包括硅酸酯，例如硅酸酯单体(例如，硅酸乙酯)、水解产物(例如，硅酸酯水解产物)和烷氧基娃烧，优选四烧氧基娃烧，虽然最优选娃酸酷聚合物，(例如烧基聚娃酸酷，其中烧基有I 6个碳原子，最优选为甲基或乙基)。合适的有机钛酸酯包括钛酸酯螯合物(例如，乙酰基丙酮酸钛和钛酸三乙醇胺)和钛酸酯，优选后者。合适的钛酸酯包括钛酸酯单体(例如，四烷基钛酸酯，其中每个烷基是相同的或不同的，并含有I 12个碳原子，例如包括四丁基钛酸酯、四异辛基钛酸酯和四异丙基钛酸酯)，尽管优选钛酸酯聚合物(例如，烷基聚钛酸酯如丁基聚钛酸酯)。优选，硅酸酯和有机钛酸酯占组合物总重量的10-30%。(2)招粒子和锋粒子本发明的组合物中所用的腐蚀抑制剂包括铝粒子和锌粒子。铝粒子可以是粉末、糊剂和片的形式，优选铝片(分层或不分层的)。该铝粒子优选有4 20 的平均粒度，更优选为6 15pm。锌粒子可以为锌粉末的形式，例如锌球或锌片，优选为锌片的形式。锌粒子优选有6 26 ii m的平均粒度，更优选为8 15 ii m。腐蚀抑制剂优选包括80 97重量％ (例如87 95重量％ )的锌粒子和3 20重量％ (例如5 13重量％ )的铝粒子，总和为100重量。优选，铝粒子和锌粒子占组合物总重量的20-50%。(3)磷酸羟基胺在本发明的组合物中使用的腐蚀抑制剂包括磷酸羟基胺。所述的磷酸羟基胺按一下方法制备第一步有机胺和磷酸在水溶液中反应生成有机磷酸盐；第二步向胺和磷酸反应产物有机磷酸盐的溶液中加入以下物质中的一种或至少两种的组合使其硬化碱土金属氧化物、氧化铁、氧化锌、氧化钥、氢氧化铝、氧化锰或相应的氢氧化物从而生成磷酸羟基胺；第三步反应生成的磷酸羟基胺经清洗和研磨后即可使用其中，第一步中优选使0. 5-3摩尔有机胺与0. 5-3摩尔磷酸反应；其中，优选，碱土金属氧化物或氢氧化物作为用于制备磷酸羟基胺的硬化剂；其中，第二步中所述胺是任一下列物质吗啉、双环己基胺、乙醇胺、脂肪胺、芳香胺、蜜胺、六亚甲基四胺和五亚乙基四胺。本申请的发明人发现，通过使用磷酸羟基胺和本申请中的粘合剂和铝粒子和锌粒子的组合取得了极好的防腐蚀效果。优选，磷酸羟基胺占组合物总重量的3_10%。(4)其它可选组分本发明的组合物可以进一步包括增稠剂，例如二氧化硅和/或有机改性粘土。本发明的组合物还可以进一步包括润滑剂，例如石蜡，包括烃蜡和聚四氟乙烯(PTFE)蜡，优选含聚烯烃的蜡(例如，微粒化聚丙烯烃蜡)。优选地，所述组合物包括10-30重量％的粘合剂，20-50重量％的腐蚀抑制剂，3-10重量％的磷酸羟基胺，20-45重量％的溶剂。·(5)溶剂用在本发明的组合物中的合适的溶剂是现有技术中已知的。有机溶剂是适合的，包括醇(例如，甲醇，乙醇，丙醇，丁醇)，酮(例如，丙酮、甲乙酮，甲丁酮，环己酮)，酯(例如，乙酸丁酯)，和它们的混合物。然而，对于涂料组合物来说，优选的溶剂是烃类溶剂，特别是矿油精，因为它们的高蒸发速率和低芳族化合物含量。特别优选的矿油精是含有C11-C16的正、异和环烷烃的矿油精。优选，磷酸羟基胺占组合物总重量的20-45%。本发明的涂料组合物可通过使用常用的设备将它的组分混合到一起来制备，优选通过首先共混一部分溶剂和粘合剂，然后加入腐蚀抑制剂，最后加入剩余的溶剂。本发明的涂料组合物可以通过任何常用的涂布技术，涂布到表面上，例如刷子、旋转浸涂和喷涂(例如通过气溶胶罐)。其它普通的涂布方法包括喷涂筒(sprayingdrum)、离心机、静电涂布或自动喷涂、印刷和辊涂。所选择的涂布方法有赖于将要被涂布的物品的形状、尺寸、重量和质量。优选，涂布2、3或更多涂层。涂层厚度影响到所得的涂层的寿命和性能，应当高于表面粗糙度，典型地厚度为5 25 ii m。一旦表面用该组合物涂布，干燥表面以蒸发掉溶剂，并固化涂层。涂料组合物可通过，例如在200°C下加热10分钟来固化。在用本发明的涂料组合物涂布前，基质被预先处理，以改进粘合性和所得的保护涂层的寿命。预处理的传统的方法包括脱脂(例如，用溶剂或气流)，通过酸或碱进行腐蚀过的表面的处理，磷酸化，不锈钢的草酸处理，喷沙处理和阳极氧化。根据本发明的涂料组合物于是可用于给有被腐蚀倾向的金属，如铁或钢提供保护性涂层。在基质上，保护性涂层的提供将导致高的耐腐蚀性、阴极保护，和当使用润滑剂时，提供给制品如汽车零件终身的润滑作用，具有确定的或恒定不变的摩擦系数，汽车部件如螺帽、螺栓和其它紧固部件、门、阀盖和后行李箱锁部件、铰链、制门器、窗玻璃导轨、座椅固定带元件、制动盘和制动鼓，以及其它交通工业涉及到的部件。
具体实施例方式为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。实施例I :I-通过混合下列物质来制备根据本发明的涂料组合物。
材料8重量份硅酸乙酯聚合物13重量份聚钛酸丁酯3重量份铝颜料33重量份锌颜料5重量份磷酸羟基胺34重量份石油矿油精
2重量份聚丙烯蜡0. 6重量份二氧化硅0. 6重量份有机改性粘土2-基质预处理钢螺栓,直径10mm, 60mm长,通过喷砂处理来进行预处理。3-基质涂料用涂料组合物来涂布上述实施例2的预处理的螺栓，涂覆两层。每一个涂层都是在离心机中通过旋转浸涂涂布，在200°C下部分固化10分钟，然后进行进一步旋转浸涂，并在200°C下完全固化10分钟。对比例I采用文献CN1429256A涂料组合物的组分如下，其它步骤与实施例I相同8重量份硅酸乙酯聚合物13重量份聚钛酸丁酯3重量份铝颜料33重量份锌颜料5重量份磷酸锌招34重量份石油矿油精2重量份聚丙烯蜡0. 6重量份二氧化硅0. 6重量份有机改性粘土实施例2-4采用的涂料组合物的组分如下表1，其它步骤与实施例I相同表I
权利要求
1.ー种涂料组合物，包括在溶剂中的粘合剂、腐蚀抑制剂和磷酸羟基胺，其中粘合剂包括硅酸酯和有机钛酸酯，腐蚀抑制剂包括铝粒子和锌粒子。
2.根据权利要求I的组合物，其特征在于，所述粘合剂包括20 60重量％的硅酸酷，.40 80重量％的有机钛酸酷，总和为100重量％。
3.根据权利要求I或2的组合物，其特征在于，所述腐蚀抑制剂包括80 97重量％的锌粒子，3 20重量％的铝粒子，总和为100重量％。
4.根据上述任一项权利要求的组合物，其特征在于，所述磷酸羟基胺的制备方法为 第一歩有机胺和磷酸在水溶液中反应生成有机磷酸盐； 第二步向胺和磷酸反应产物有机磷酸盐的溶液中加入以下硬化剂中的ー种或至少两种的组合使其硬化碱土金属氧化物、氧化铁、氧化锌、氧化钥、氢氧化铝、氧化锰或相应的氢氧化物从而生成磷酸羟基胺； 第三步反应生成的磷酸羟基胺经清洗和研磨后即可。
5.根据权利要求4的组合物，其特征在于，所述第一歩中，优选使0.5-3摩尔有机胺与.0. 5-3摩尔磷酸反应； 优选地，碱土金属氧化物或氢氧化物作为用于制备磷酸羟基胺的硬化剂； 优选地，第二步所述胺是任一下列物质吗啉、双环己基胺、こ醇胺、脂肪胺、芳香胺、蜜胺、六亚甲基四肢和五亚こ基四肢。
6.根据上述任一项权利要求的组合物，其特征在于，所述组合物进ー步包括增稠剂和润滑剂； 优选地，所述组合物包括10-30重量％的粘合剤，20-50重量％的腐蚀抑制剂，3-10重量％的磷酸羟基胺，20-45重量％的溶剤。
7.带有涂层的基质，该涂层由根据上述任一项权利要求的组合物的1，2或3层涂层形成。
8.根据权利要求7所述的基质，其特征在于，所述基质选自螺帽、螺栓和其它紧固零件，门、阀盖和后行李箱锁部件，铰链、制门器、窗玻璃导轨、座椅固定带元件、制动盘和制动鼓，以及其它交通エ业涉及到的部件。
9.根据权利要求I至6任一项的涂料组合物用于涂布基质的用途，其特征在于，所述基质选自螺帽、螺栓和其它紧固部件，门、阀盖和后行李箱锁部件，铰链、制门器、窗玻璃导轨、座椅固定带元件、制动盘和制动鼓，以及其它交通エ业涉及到的部件。
10.提供给基质保护涂层的方法，包括涂布根据权利要求I 6任ー权利要求的组合物到基质上。
全文摘要
本发明涉及一种无铬(VI)的涂料组合物，是一种用于保护金属表面的涂料组合物，包括在溶剂中的粘合剂、腐蚀抑制剂和磷酸羟基胺，其中粘合剂包括硅酸酯和有机钛酸酯，腐蚀抑制剂包括铝粒子和锌粒子。防腐水平极其优异。
文档编号C09D183/02GK102732073SQ20121019468
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者孙巨福 申请人:天长市银狐漆业有限公司