抗腐蚀涂料组合物的制作方法_2

文档序号:9559957阅读:来源:国知局
锰酸钾、钼酸铵或钨酸钾延迟涂料组合物中的不良反应,该反应可影响 涂料组合物的可用性。高锰酸钾及其他前述盐起稳定剂的作用,并显著延长涂料组合物的 使用寿命。更详细的作用机制还是未知的。
[0043] 用高锰酸盐预处理锌表面是已知的,参见GB949734。进行该项预处理是为了在金 属表面上更好地固定随后施用的转化涂层。对于本发明而言,这方面的用途是不重要的,因 为没有其他涂层会施用到金属颗粒上。尽管如此,本发明并不排除:加入盐是基于与金属颗 粒的反应。通过在粘结剂存在下的该反应潜在地实现了有益效果,其中可防止涂料组合物 的组分之间的不良反应,该不良反应之前是由未处理的金属颗粒导致的。因此,在某些情况 下,会发生可被称为金属颗粒的钝化(phlegmatization)的反应。通过加入本发明所述的 盐,浸浴的稳定性(即可在其中用涂料组合物涂覆金属制成的工件的时长)被显著提高,而 金属颗粒的抗腐蚀性质,即阴极腐蚀防护,并不会因所述盐的加入而受到不利影响。
[0044] 过渡金属的氧化物(不属于本发明的部分),特别是第3和第4副族的元素,以及 特别是第5、第6或第7副族的元素(包括:钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰和铼)的氧化物,也适 于显著提高涂料组合物的浸浴稳定性,而不会不利的影响施用到工件上的涂层的腐蚀防护 效果。例如,钒-(V)氧化物V205、铌-(V)氧化物N20 5和钽-(V)氧化物Ta 205可成功用于 上述用途,但是铬-(III)氧化物Cr203或铬-(VI)氧化物CrO 3,以及钼-(VI)氧化物M〇03、 钨-(VI)氧化物W03、锰-(II)氢氧化物Μη02χ H20、锰-(IV)氧化物Μη02、及锰-(VII)氧化 物Μη207以及铼-(VII)氧化物Re 207同样适于改善浸浴稳定性,而不损害施用到工件上的涂 层的腐蚀防护效果。
[0045] 应当认识到本发明的一个优点是:金属颗粒的钝化并不要求单独的预处理步骤。 相反,可进行根据本发明的将副族元素的含氧化合物(优选过渡金属的酸的盐或这些化合 物的混合物)加入到广泛已知的由金属颗粒和粘结剂制成的涂料组合物的步骤。也不需要 后续将组分III从已知的涂料组合物中分离,因为其并不会对施用到并固化在工件上的涂 层(由所述涂料组合物产生)产生不利的效果。
[0046] 根据本发明的用作稳定剂的副族元素的含氧化合物,即过渡金属的酸的盐或这些 化合物的混合物,以相对于涂料组合物的固体物质为0. 001重量%的量至相对于涂料组合 物的固体物质为10.0重量%的量使用。该下限是基于以下事实获得的:更少量的组分III 无法实现可接受的使用寿命的延长。该上限是基于成本考虑的结果,但也基于以下事实:例 如,达到了盐的溶解度限制,或者例如对于高锰酸钾所观察到的,过量的使用导致涂料组合 物的生产期间产生不期望的热量。副族元素的含氧化合物优选以0. 05重量%至5重量% 的量使用。
[0047] 涂料组合物通常含有额外的组分。这些组分,例如添加剂,可改善浸浴特性,涂层 的质量以及与涂料组合物的加工相关的其他指标(涂覆的进展、干燥、膜形成等)。消泡剂 或消泡剂的混合物几乎总是被作为组分IV而加入。典型的消泡剂为矿物油消泡剂或硅酮 消泡剂如聚醚硅氧烷,等。加入消泡剂确保了对根据本发明的涂料组合物的顺利加工。
[0048] 加入组分V,即润湿剂或润湿剂的混合物也是常见的。润湿剂被用于改善涂层对待 涂覆工件表面的结合力。但是,组分V还可包含润湿和分散添加剂,它们通过防止单独的成 分或组分的沉降或分离进一步确保涂料组合物的均质性。已知的润湿剂或分别的润湿和分 散剂被分类为阳离子、阴离子和非离子润湿剂。经常使用的润湿和分散剂为例如乙氧基化 醇,例如乙氧基化烷基酚,还有乙氧基化脂肪酸。典型的润湿剂为烷基醚磺酸盐/酯、磺基 琥珀酸烷基酯及磺基琥珀酸二烷基酯,例如琥珀酸二辛酯磺酸钠。
[0049] 使用增稠剂或增稠剂的混合物(如果适用则作为组分VI加入涂料组合物),还可 积极影响涂层的质量。典型的增稠剂为纤维素衍生物,例如羟乙基纤维素、甲基纤维素、甲 基乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、乙基羟乙基纤维素,或糖衍生物,例如作为增稠剂的天 然代表的黄原胶。但是层状硅酸酯/盐或热解硅酸、聚氨酯化合物也是已知的增稠剂。
[0050] 依用途不同,将任意的腐蚀防护添加剂(即,可进一步改善腐蚀防护效果的物质) 添加到本发明的涂料组合物中。典型的腐蚀防护添加剂例如含磷化合物,例如膦酸或其盐 以及磷酸盐/酯,还有柠檬酸盐/酯、抗坏血酸盐/酯或钼酸盐/酯。其他改善腐蚀防护效 果的稳定剂,例如脂肪族硝酸盐/酯或苯甲酸或水杨酸或其单或多硝酸盐/酯,也可被加入 涂料组合物中。
[0051] 不过,涂料组合物还可包含其他添加剂,例如用于产生有色涂层的颜料或染料、润 滑剂、抗沉降剂或pH调节剂。所述颜料也可为金属颗粒。不过,本发明中被称为颜料的金 属颗粒并不具有抗腐蚀效果,它们仅具有着色效果。
[0052] 根据本发明的涂料组合物适于施用到工件表面,特别是金属工件的表面。其发挥 抗腐蚀作用,尤其通过金属颗粒发挥抗腐蚀的作用,所述金属颗粒通过阴极作用建立了有 效的生锈保护。应当考虑的本发明的一个特别的优点是:根据本发明加入的过渡金属的化 合物并不影响该腐蚀防护效果。
[0053] 根据本发明例如项1的涂料组合物可通过例如喷溅、喷雾、浸渍、流延或通过浸 渍-离心方法来施用。其经常被用于制成浸浴,但还可轻易的被用于例如线圈涂覆方法中, 该方法中涂料组合物通过喷溅或流延来施用。
[0054] 本发明进一步包含上文所述副族元素的含氧化合物,具体为过渡金属的酸的盐, 用于抗腐蚀涂覆剂的用途。该用途通常为抗腐蚀涂覆剂,其包含金属颗粒和粘结剂,以及 (如果适用)其他添加剂(如本申请前文所述)。这样的副族元素的含氧化合物或不同的 这些副族元素的含氧化合物的混合物,在几乎不会降低涂层对工件的腐蚀防护效果的同时 实现了浸浴稳定性的改善。
[0055] 本发明的主题还在于根据项14所述的用于制备根据项1至11至少之一所述的涂 料组合物的方法。根据本发明,将组分III,即前述过渡金属化合物(单独或以混合物形式) 在组分II (粘结剂)存在下加入到组分I (金属颗粒)中。可在组分I和II的混合期间或 之后加入组分III。优选在加入液体之前或在液体存在下加入组分III,有利地在2重量% 至90重量%液体的存在下加入组分III。根据进一步优选的实施方式,可在本发明前述的 额外的添加剂的存在下将组分III加入到涂料组合物中。
[0056] 涂料组合物的前述组分的即时可用的混合物在本发明中被称为"配制物"。在不进 行持续混合的情况下,混合后的配制物一般不具备长的保质期,或者其要求过高的运输体 积,因为其不能以浓缩形式来生产。因此,优选以如下方式在用于来涂覆工件的使用地提供 由根据本发明的涂料组合物制得的配制物:首先分别独立制备各组分(根据本发明所使用 的过渡金属的含氧化合物、金属颗粒、粘结剂,和添加剂)。如果可能,涂料组合物的几种独 立组分被合并为运输组分,并将其从生产地运输到使用地。如果可能,以浓缩形式提供运输 组分从而将运输体积以及(因此)运输成本最小化。这还确保了涂料组合物生产的简单和 安全以及不复杂的运输。独立组分的混合以及(如果适用)将液体加入配制物(即,即时 可用的涂料组合物)中的步骤发生于使用地。
[0057] 优选将金属颗粒和粘结剂合并为运输组分A。如果必要,运输组分A可包含其他 添加剂例如:用于稳定金属颗粒的试剂。另外,运输组分A优选包含液体,因为金属颗粒通 常以浆料形式提供,也即包含一份液体。粘结剂通常也不以其纯品的形式提供,而是将其溶 解、分散或悬浮在液体中。因此,运输组分A包含涂料组合物的必要组分,该涂料组合物被 施用到待涂覆的工件上。
[0058] 如果期望,可将其他添加剂加入运输组分A中或合并入其他运输组分中。例如,显 著影响涂料组合物性能的添加剂通常被合并入运输组分B中。因此运输组分B可包含如下 所列的组分中的一些或全部:用于调节pH值的添加剂、消泡剂、润湿剂(可改善粘结剂在工 件表面上的润湿性)、染料、颜料(对改善腐蚀防护或对用于粘结剂的催化剂有贡献)、助粘 结剂(与粘结剂形成常规网络)。
[0059] 由于独立的添加剂在某些情况下可能不能被一起混合、运输或储存,可能必须制 备运输组分C,例如对于增稠剂而言,其对运输组分A和/或B的储存和运输均有不利影响。
[0060] 根据本发明所使用的作为涂料组合物的稳定剂的盐也可(视物质而定)与运输组 分中的其他添加剂合并。独立的稳定剂,例如特别是高锰酸钾不适于合并入运输组分,例 如,因为它们会立即与涂料组合物中的其他组分发生反应。其以它们自己的运输组分D的 形式提供。
[0061] 最后,本发明的主题为根据项16所述的工件。根据本发明,工件被涂料所涂覆,该 涂料包含金属颗粒和过渡金属化合物,即副族元素的含氧化合物,例如过渡金属的酸的盐, 或这些化合物的混合物,或这些化合物与金属颗粒或金属氧化物的反应产物。工件上的涂 料优选包含粘结
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