专利名称：初级防腐涂料组合物及具有初级防腐涂料膜的钢板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在用于轮船、海上建筑物、工厂、桥梁、地上罐(landtank)等的钢材的室外加工中进行的预处理中使用的初级防腐涂料组合物(预涂底漆)。更具体地，本发明涉及能够形成初级防腐涂料膜的初级防腐涂料组合物和具有初级防腐涂料膜的钢板，其中即使以不低于100cm/min的高速进行焊接，该初级防腐涂料膜也能够抑制如凹点(透过型孔)或气孔(内部小泡)的缺陷的发生，并且该初级防腐涂料膜具有极好的防腐蚀特性。
背景技术：
出于暂时防止在修建中的大型钢结构如轮船、桥梁和工厂生锈的目的，常规地钢铁表面用初级防腐涂料组合物涂覆。
作为初级防腐涂料组合物，有机初级防腐涂料组合物，如蚀洗底漆、非锌环氧底漆和环氧富锌底漆，和使用硅氧烷型偶联剂的无机锌初级防腐涂料组合物是已知的。在这些初级防腐涂料组合物中，具有极好焊接性的无机锌初级防腐涂料组合物已经被非常广泛地使用。
因为在焊接过程中由初级防腐涂料膜产生的气体的量很少，并且在焊缝中的如凹点(透过型孔)和气泡(内部小泡)的缺陷的发生能被抑制，所以无机锌初级防腐涂料组合物具有极好的焊接性。然而，近年来，已经要求焊接的进一步提速，并且为了达到此要求，需要降低在焊接过程中导致凹点或气泡的锌(熔点419℃，沸点930℃)蒸气的压力。当在焊接过程中锌粉被暴露于不低于铁的熔点，即1530℃的热量时，锌粉就被快速蒸发从而导致如凹点和气泡的缺陷在焊缝中的发生。为了解决该问题，降低初级防腐涂料组合物中锌粉的含量的方法已被提出(如，见专利文献1～4)。
然而，在降低锌粉含量的方法中，尽管焊接的提速是可行的，但是防腐特性被降低了。
近年来，此外，对于焊接速度的提高的要求已经增加，并且由于缺乏人手或对双船体结构的油轮的倾向，因而需要超过100cm/min的焊接速度。对于所谓单电极方法(单法(single method))电弧焊的情况，其中焊接是通过具有一个使用常规初级防腐涂料的焊枪的焊接机而进行的，如果焊接速度超过90cm/min，则不能获得满意的焊角长度(焊缝的高度)。对于双电极方法(串联法(tandem method))的电弧焊的情况，其中焊接是通过具有两个焊枪的焊接机而进行的，尽管在焊接速度超过100cm/min也能获得满意的焊角长度，但是存在防腐性能下降的问题。
因此，即使以上述如此高的速度进行焊接也不降低防腐特性、并且具有极好焊接性的初级防腐涂料组合物的研制已进行。
作为解决以上问题的组合物，已提出(1)主要含有锌粉和铁氧化物的初级防腐涂料组合物(如见专利文献5)，(2)主要含有锌粉、铁氧化物和钼化合物的初级防腐涂料组合物(如见专利文献6)，和
(3)主要含有锌粉和作为锌气捕集剂的MnO2、Co3O4、Sb2O3等的初级防腐涂料组合物(如见专利文献7)。
这些初级防腐涂料组合物试图通过化学反应方法捕集焊接过程中产生的锌蒸气而不降低锌粉的含量。
然而，通过化学反应方法的锌蒸气的捕集具有限制，此外，存在另一个问题，即初级防腐涂料组合物中含有的有机添加剂，如有机沉淀抑制剂或有机颜料分散剂被焊接热分解而产生分解气体。该有机添加剂在不高于200℃的低温下产生分解气体，因而，即使在初级防腐涂料组合物中含有少量有机添加剂，但是该有机添加剂仍引起如凹点或气泡的焊接缺陷。为了解决此问题，可以考虑降低有机添加剂的量。然而，在这种情况下，初级防腐涂料组合物中的沉淀增加，或者颜料的分散性下降。
作为解决以上问题的组合物，已提出(4)主要含有锌粉、炉渣(slag)和CaF2的初级防腐涂料组合物(如见专利文献8)。
在该初级防腐涂料组合物中所包含的炉渣含有作为主要组分的SiO2、CaO、Al2O3、MgO和FeO。
描述了通过使用以上初级防腐涂料组合物，焊接过程中产生的气体可以从焊接熔池中排出，并且焊接缺陷的发生被降低。然而，即使通过使用利用了具有以上组分的炉渣的初级防腐涂料组合物，抑制凹点或气泡形成的效果也不令人满意。
在日本专利公开文献267278/1996(专利文献9)中，描述了在用于焊接材料的助熔线(flux wire)的助熔剂中使用碱性玻璃，但是没有关于碱性玻璃用于初级防腐涂料组合物的使用的描述，并且没有阐述清楚碱性玻璃的作用。
也就是说，常规地，由含有碱性金属的初级防腐涂料组合物形成的初级防腐涂料膜具有锌粉的氧化被引发从而显著地降低了防腐特性、和由于该碱金属沉积于初级防腐涂料膜的表面，所以用于最终涂覆的涂料并没有粘附到涂料膜的表面的问题。然而，将碱金属应用于初级防腐涂料组合物甚至没有被讨论。
专利文献1日本专利公开文献86425/1977号专利文献2日本专利公开文献51756/1985号专利文献3日本专利公开文献273272/1987号专利文献4日本专利公开文献117553/1993号专利文献5日本专利公开文献60038/1996号专利文献6日本专利公开文献60039/1996号专利文献7日本专利公开文献263714/1997号专利文献8日本专利文献17263/1993号专利文献9日本专利公开文献267278/1997号
发明内容
本发明致力于解决如上所述的与现有技术相关的此类问题，并且本发明的目的是提供能够形成不降低防腐特性、并且即使以不低于100cm/min的高速进行焊接也能够抑制如凹点或气泡的缺陷发生的涂料膜的初级防腐涂料组合物，及其中钢板被该初级防腐涂料组合物涂覆的具有初级防腐涂料膜的钢板。
根据本发明的初级防腐涂料组合物包括(a)锌粉，(b)含有作为组成组分的碱金属氧化物的无定型玻璃粉，(c)硅氧烷型偶联剂，和(d)有机溶剂。
该碱金属氧化物优选为Na2O和/或K2O。
优选无定型玻璃粉(b)用酸溶液进行表面处理。
在该酸溶液中优选二价或更高价的金属的盐(二价或更高价的金属盐)被进一步溶解，并且该二价或更高价的金属盐优选为水溶性金属盐。
该初级防腐涂料组合物优选进一步含有(e)钛氧化物。该初级防腐涂料组合物也优选进一步含有(f)产生热分解气体的无机化合物。
该产生热分解气体的无机化合物(f)优选为在500～1500℃温度下被分解生成CO2气体或F2气体的无机化合物，并且优选为至少一种选自包括氟化钙、碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和碳酸锌的组的无机化合物。
该产生热分解气体的无机化合物(f)还优选为碳酸锶。
根据本发明的具有初级防腐涂料膜的钢板具有由任何一种上述的初级防腐涂料组合物制成的涂料膜，所述涂料膜形成于钢板的表面。
图1-1为显示在实施例中的焊接测试中所用的样品的示意图。
图1-2(1)为显示实施例中沿焊接方向看到的焊接测试的示意图，图1-2(2)为显示实施例中从上方看见的焊接测试的示意图。
图1-3为显示在实施例中焊接后的样品的示意图。
图1-4为显示实施例中的焊接测试中所用的第二钢板20的示意图。
10第一钢板12、22钢板14、24、26涂料膜20第二钢板30角42先行焊枪(preceding torch)44随后焊枪(succeeding torch)50焊缝
具体实施例方式
以下详细说明根据本发明的初级防腐涂料组合物和具有初级防腐涂料膜的钢板。
本发明的初级防腐涂料组合物包括(a)锌粉，(b)含有作为组成组分的碱金属氧化物的无定型玻璃粉(以下也简称为“无定型玻璃粉(b)”)，(c)硅氧烷型偶联剂，和(d)有机溶剂，需要时，该组合物进一步包括(e)钛氧化物和(f)产生热分解气体的无机化合物。
以下描述这些组分。
锌粉(a)在本发明中，该锌粉(a)被用作存在于涂料膜中并且防止钢板生锈的防腐颜料。作为锌粉(a)，可以使用通常使用的锌粉，并且优选使用具有1～15μm平均颗粒直径的锌粉。
无定型玻璃粉(b)作为本发明的无定型玻璃粉(b)，含有作为组成组分的碱金属氧化物的无定型玻璃粉可以无任何限制地被使用。该碱金属氧化物的例子包括Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。其中，优选使用Na2O或K2O。这些碱金属氧化物可以单独或者两种或多种组合地被使用。
作为无定型玻璃粉(b)，含有作为组成组分的上述碱金属氧化物的无定型玻璃粉可以无任何限制地被使用，但是该无定型玻璃粉(b)特别地为含有以上碱金属氧化物和至少一种选自包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、PbO、B2O3、ZnO、CuO、P2O5、TiO2、MnO2、Li2O、ZrO2、Bi2O3、SnO2、Co3O4等的组的组成组分的无定型玻璃粉。
在无定型玻璃粉(b)中，该碱金属氧化物作为组成组分理想含量为1～20％、优选5～15％、更优选5～8％。通过使用含有上述量的碱金属氧化物的无定型玻璃粉(b)，所得的初级防腐涂料组合物能够形成具有极好防腐特性的初级防腐涂料膜，并且在焊接过程中，在焊缝中不产生如凹点或气泡的缺陷。该无定型玻璃粉(b)优选具有1～30μm的平均颗粒直径，并且为了获得此平均颗粒直径，该无定型玻璃粉(b)通常通过研磨无定型玻璃而制备。
据认为，以上效果归因于焊接过程中熔化的碱金属氧化物允许锌蒸气或有机添加剂的分解气体有效地排出焊接熔池的功能。在上述日本专利文献17263/1993中，含有炉渣的初级防腐涂料组合物被描述。该炉渣为含有作为主要组分的SiO2、CaO、Al2O3、MgO和FeO的无定型玻璃粉，但是还不能说该使锌蒸气或有机添加剂的分解气体排出焊接熔池的功能令人满意，并且仍然可以观察到在焊缝中凹点或气泡的形成。
本发明为对此点进行改进的发明，并且通过致力于碱金属氧化物的作用而完成。也就是说，通过使用含有作为组成组分的碱金属氧化物的无定型玻璃粉(b)，取得了焊接过程中产生的锌蒸气或有机添加剂的分解气体在焊接熔池中几乎没有残留，并且在焊缝中没有形成凹点或气泡的极好效果。
尽管获得这种效果的原理还不清楚，但是认为在焊接过程中包含在无定型玻璃粉(b)中的碱金属的离子化通过电弧焊中焊炬的电弧等离子体而被引发从而产生稳定的等离子弧热，从而电弧(放电)被稳定。也认为通过电弧的稳定，熔体池的温度分布变得均一(即，被稳定化)，从而气体有效地从熔体池中排出，并且在焊缝中没有形成凹点或气泡。
只要无定型玻璃粉(b)为含有作为组成组分的碱金属氧化物的玻璃粉，则该无定型玻璃粉(b)并不受特别地限制，但是优选该无定型玻璃粉(b)为碱性玻璃粉。该碱性玻璃粉特别地优选为具有70～73％的SiO2、0.6～2.4％的Al2O3、0.08～0.14％的Fe2O3、7～12％的CaO、1.0～4.5％的MgO、11～12％的Na2O和2.5～3％的K2O的组成的碱性玻璃粉，并且该碱性玻璃粉可以提供能够形成具有极好防腐特性和焊接性的涂料膜的初级防腐涂料组合物。该碱性玻璃粉为通过以平均颗粒直径为3～10μm的方式粉碎碱性玻璃而获得的材料。
如上所述，该无定型玻璃粉(b)通过粉碎无定型玻璃而制备，因而，没有结合在晶体结构中的碱金属(游离碱)出现在无定型玻璃颗粒的表面。由于该游离碱的出现，所以在涂料膜中锌粉(a)的氧化被引发，并且这种锌粉的氧化的引发导致初级防腐涂料膜的防腐特性的下降。因此，优选以酸的水溶液，如盐酸进行被粉碎的无定型玻璃粉的表面处理以去除存在颗粒表面上的游离碱。
该表面处理可以特别地通过以下方法进行。向1升离子交换水中加入100～500g的被粉碎的无定型玻璃粉。加入无定型玻璃粉后，搅拌加入酸溶液直至所得溶液的pH为5～8。加入酸溶液后，该溶液被静置10～30小时，优选10～20小时。溶液被静置一段时间后，所得溶液被过滤以获得无定型玻璃粉。作为酸溶液，盐酸、硫酸等可以被使用。这种表面处理可以进行一次或多次。
如在本发明中通过以酸溶液对具有上述平均颗粒直径的无定型玻璃粉进行表面处理，颗粒表面上存在的游离碱可以被去除，同时碱金属留在无定型玻璃粉的内部。结果，含有此无定型玻璃粉的初级防腐涂料组合物可以形成具有极好防腐特性的初级防腐涂料膜，此外，在焊接过程中，在焊缝中没产生如凹点或气泡的缺陷。
在无定型玻璃粉的表面处理中，更优选使用二价或更高价的金属盐被溶解在其中的酸溶液。该二价或更高价的金属盐优选为水溶性的且在水中形成二价或更高价金属离子的金属盐。作为金属盐，优选使用氯化物或硝酸盐。氯化物和硝酸盐的离子包括氯化钙、硝酸钙、硝酸钴和硝酸铜。其中，优选使用氯化钙和硝酸钙。这些二价或更高价的金属盐被单独地或者两种或多种组合地使用。基于100g的无定型玻璃粉，该二价或更高价金属盐理想地以1～40g、优选10～20g的量被使用。
通过以二价或更高价的金属盐被溶解于其中的酸溶液进行表面处理，碱金属从无定型玻璃粉中的洗脱可以被有效地抑制。这种作用被认为归因于该二价或更高价的金属离子添补被洗脱的钠和钾，从而存在于内部的碱金属的洗脱被抑制。
通过已经用酸溶液表面处理过的无定型玻璃粉的使用，所得的初级防腐涂料组合物甚至在所有的组分都被混合后也没有被快速凝固成为凝胶。因而，本发明的初级防腐涂料组合物具有极好的适用期(potlife)并且能够具有稳定的凝固速度。
在本发明中使用的硅氧烷型偶联剂中，包含作为聚合催化剂的酸如盐酸、氯化锌或氯化铁。因而，如果初级防腐涂料组合物中存在碱性组分，则酸就会与碱反应以引发硅氧烷型偶联剂的凝固。然而，在用酸溶液表面处理过的无定型玻璃粉中，碱金属的洗脱被抑制，从而硅氧烷性偶联剂的凝固不被引发。特别地，因为更有效地抑制了碱金属的洗脱，所以优选使用以二价或更高价的金属盐溶于其中的酸溶液表面处理过的无定型玻璃粉。
硅氧烷性偶联剂(c)可在本发明中使用的硅氧烷性偶联剂(c)的例子包括烷基硅酸酯，如原硅酸四甲酯、原硅酸四乙酯、原硅酸四-n-丙酯、原硅酸四-i-丙酯、原硅酸四-n-丁酯、原硅酸四-仲丁酯、聚硅酸甲酯和聚硅酸乙酯，甲基三烷氧基硅烷，如甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷，及其预缩合物。其中，为原硅酸四乙酯的预缩合物的Ethyl Silicate 40(购自Nippon Colcote)是最优选的，并且该化合物在其被部分水解后使用。
有机溶剂(d)作为本发明使用的有机溶剂(d)，通常使用的各种溶剂，如醇型、酯型、酮型、芳烃型和甘醇型的溶剂都是可用的。醇型溶剂的例子包括甲醇、乙醇、异丙醇和丁醇。酯型溶剂的例子包括乙酸乙酯和乙酸丁酯。酮型溶剂的例子包括甲基异丙酮(MIBK)和环己酮。芳烃型溶剂的例子包括苯、二甲苯和甲苯。甘醇型溶剂的例子包括丙二醇单甲基醚和丙二醇单甲基醚醋酸酯(PMAC)。这些溶剂单独地或者两种或多种组合使用。
钛氧化物(e)在本发明中，钛氧化物(e)被用作有效地用于玻璃板的融合的材料。钛氧化物(e)的例子包括通常使用的从钛矿物如金红石、钛铁矿和金红石粉中获得的钛氧化物。这些钛氧化物被单独地或者两种或多种组合地使用。
产生热分解气体的无机化合物(f)作为产生热分解气体的无机化合物(f)，在本发明中优选使用在500～1500℃的温度下被分解以产生CO2气体或F2气体的无机化合物。这种无机化合物的例子包括氟化钙(氟石)、碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和碳酸锌。在本发明中，优选使用氟化钙或碳酸锶作为无机化合物(f)，并且特别地优选使用碳酸锶。这些无机化合物(f)被单独地或者两种或多种组合地使用。
因为本发明的初级防腐涂料组合物同时包含无机化合物(f)和无定型玻璃粉(b)，所以在焊接过程中由初级防腐涂料膜产生的气体可以被有效地从焊接熔池中排出，并且在焊缝中不形成如凹点或气泡的缺陷。
其它组分对于本发明的初级防腐涂料组合物，有机膨润土型、聚环氧乙烷型、硅粉型、酰胺型等的沉淀抑制剂，如高分子量的嵌段共聚物和丙烯酸共聚物、三氧化钼等的颜料分散剂可以被添加。此外，通常使用的组分都可以被添加。
包含以上组分的本发明的初级防腐涂料组合物以双组分型(two-component-type)组合物被使用，并且该组合物优选地通过在单独的容器中储存涂料浆组分和主试剂(main agent)组分并且在使用前即时将它们混合而被制备。该涂料浆组分根据常规方法通过混合锌粉(a)、无定型玻璃粉(b)、有机溶剂(d)，如果需要还包括钛氧化物(e)和产生热分解气体的无机化合物(f)而制备。另一方面，该主试剂组分通过向硅氧烷型偶联剂(c)和溶剂的混合溶液中加入盐酸等并且搅拌以形成预缩合物而制备。
也可能部分或全部的除了与硅氧烷型偶联剂(c)反应的粉末组分外的其它粉末组分，如锌粉(a)，在主试剂组分中被分散，并且所得分散液在使用前即时与剩下的与硅氧烷型偶联剂(c)反应的粉末组分混合。从焊接性的角度，希望最大程度地从本发明的初级防腐涂料组合物中去除含有结晶水的物质和有机物质。
具有初级防腐涂料膜的钢板根据本发明的初级防腐涂料膜的钢板具有由初级防腐涂料组合物制备的涂料膜，所述膜形成于钢板的表面。具有初级防腐涂料膜的钢板可以根据常规方法制备。更具体地说，钢板的表面通过空气喷涂或无空气喷涂而涂覆本发明的初级防腐涂料组合物，并且该涂料组合物在常温下被干燥。
理想的是在干燥后的初级防腐涂料膜中，锌粉(a)以15～60wt％、优选25～50wt％的量被包含，无定型玻璃粉(b)以1～20wt％、优选5～10wt％的量被包含，硅氧烷型偶联剂(c)以1～20wt％、优选5～15wt％的量被包含。
此外，作为任选使用的组分，钛氧化物(e)期望以10～40wt％、优选15～25wt％的量被包含，产生热分解气体的无机化合物(f)期望以1～15wt％、优选3～10wt％的量被包含。由于以上组成，该初级防腐涂料膜在防腐特性和焊接性方面展现了特别好的效果。
在焊接过程中由以本发明的初级防腐涂料组合物形成的干燥的初级防腐涂料膜产生的锌蒸气或有机添加剂的分解气体在焊接熔池中几乎没有残留。由于这个原因，本发明的初级防腐涂料组合物可以以一定厚度被涂覆以获得20～50μm的平均膜厚度。也可能使用该涂料组合物以获得如常用的预涂底漆情况中的10～20μm的平均膜厚度。
相反，因为如果干燥后涂料膜的平均膜厚度不低于20μm，则焊接缺陷在钢材加工的熔合和焊接中都会明显地出现，所以常规初级防腐涂料组合物被使用以获得约15μm的平均膜厚度。此外，因为如上所述常规初级防腐涂料组合物以很薄的厚度被涂覆，所以在涂料膜中锌的含量由于焊接热而下降，因而，焊接后防腐特性明显地降低。
本发明的初级防腐涂料组合物可以以干燥后平均膜厚度处于上述范围中的方式被使用，此外，在焊缝中不出现如凹点或气泡的缺陷。由于此原因，该初级防腐涂料膜的防腐特性的提高和焊接性的提高可以同时被获得。结果，所得的具有初级防腐涂料膜的钢板能够长期显示极好的防腐特性而不损害焊接性。
此外，即使当该初级防腐涂料组合物被使用以获得与常规初级防腐涂料膜相同的15μm的平均膜厚度时，极好的防腐特性也能够被获得。
本发明的效果根据本发明，可以提供能够形成达到极好效果的初级防腐涂料膜的初级防腐涂料组合物，其中即使焊接以高速进行，该初级防腐涂料膜也不降低防腐特性并且抑制如凹点或气泡的缺陷的发生。
因而，本发明的初级防腐涂料组合物可以以大于常规初级防腐涂料组合物的厚度被使用。因此，所得的具有初级防腐涂料膜的钢板在长时间内显示出极好的防腐特性，并且其在焊接过程中的焊接性不被损害。
实施例根据以下实施例本发明被进一步说明，但是可以理解本发明绝不限于这些实施例。
制备实施例1表面处理的碱性玻璃粉的制备表面处理的碱性玻璃粉(I)首先，250g的碱性玻璃粉(I)(商品名APS-150J，购自PuremicInc.，平均颗粒直径5μm)被加入到500g的离子交换水中。所得的水溶液的pH为13。加入该碱性玻璃粉后，1N盐酸被搅拌加入直至pH为5。添加后，该溶液被静置16小时以进行表面处理。然后，如此处理过的溶液被过滤并且在室温下静置以干燥。该表面处理被重复两次以制备表面处理过的碱性玻璃粉(I)。
碱性玻璃粉(I)的组成SiO270～73％，Al2O30.6～2.4％，Fe2O30.08～0.14％，CaO7～12％，MgO1.0～4.5％，Na2O11～12％，K2O2.5～3％。
表面处理的碱性玻璃粉(II)
首先，250g的以上制备的碱性玻璃粉(I)和25.0g的氯化钙被加入到500g的离子交换水中。所得的水溶液的pH值为13。加入碱性玻璃粉和氯化钙后，1N盐酸被搅拌加入直至pH为5。添加后，该溶液被静置3小时以进行表面处理。然后，该如此被处理的溶液被过滤，并且在125℃下于烤箱中被干燥。热量被去除后，该碱性玻璃粉被取出并且被加入到500g的离子交换水中。所得的水溶液的pH为9。在加入碱性玻璃粉后，1N的盐酸被搅拌加入直至pH为7。在酸加入后，该溶液被静置3小时以进行第二次表面处理。然后，该如此被处理的溶液被过滤并在室温下被静置以干燥。因此，表面处理过的碱性玻璃粉(II)被制备。
实施例1～11，对比实施例1～3用于初级防腐涂料的涂料浆的制备除了锌粉外的起始材料被置于聚乙烯容器中，然后玻璃珠被加入，并且该起始材料经匀浆混合器(paste shaker)振摇3小时。之后，锌粉被加入，并且进一步振摇5分钟以分散该颜料。然后，通过使用80目的网去除玻璃珠以制备浆液。在实施例和对比实施例中制备的涂料浆的组分列在表2中。
用于初级防腐涂料的主试剂的制备在容器中，350g的硅酸乙酯(ethyl silicate)40(购自NipponColcote)、150g的工业用乙醇、50g的去离子水和0.5g的35％的盐酸被加入，然后所得混合物在50℃持续搅拌3小时。之后，449.5gIPA(异丙醇)被加入以制备主试剂。该主试剂在实施例和对比实施例中均被使用。
焊接性测试如图1-1所示该具有形成于钢板12的一个完整表面上的初级防腐涂料膜14的第一钢板10和该具有形成于钢板22的两个完整表面上的初级防腐涂料膜24、26的第二钢板20被制备。更具体地，该第一钢板10使用实施例和对比实施例中的各染料通过与防腐测试样品所用相同的方法涂覆具有500mm×100mm×9mm大小的喷沙SS400钢板12的一个完整表面而制备，从而获得30μm厚度的干燥膜。另一方面，该第二钢板20用该涂料通过与防腐测试样品所用相同的方法涂覆具有500mm×50mm×9mm大小的喷沙SS400钢板12的两个完整表面而制备，从而获得30μm厚度的干燥膜。
如图1-4所示，该第二钢板20与第一钢板10的结合面通过牛头刨床(shaper)加工被处理，以在结合面上形成镜面处理的沟(全后加工处理(fullback processing treatment))。
通过该处理，在焊接过程中产生的气体可以被容易地在焊缝中聚集。因而，焊接性测试在严格的条件下进行。
随后，如图1-1所示，在第一钢板10的初级防腐涂料膜14的表面的中心处，第二钢板20几乎垂直地被树立，并且这些钢板在指定的位置处被定位焊接，从而涂料膜14和第二钢板20被彼此贴附。然后，由第一钢板10和第二钢板20形成的角30进行水平填角焊接。
更特别地，焊接使用串联焊接体系(tandem welding system)(商品名TWS-600L填角焊接测试仪器，由Takeuchi Kosakusho K.K.生产)通过双单方法(twin single method)进行。图1-2(1)为显示从焊接方向看到的焊接测试的示意图，图1-2(2)为显示从上方看到的焊接测试的示意图。如图1-2所示，先行焊枪42和随后焊枪44被用作串联焊枪。焊接在以下焊接条件下进行。焊接速度为60cm/min，先行焊枪42和随后焊枪44之间的焊枪间隔为100mm，由第二钢板20和焊枪(先行焊枪42，随后焊枪44)形成的角度为45°，焊枪(先行焊枪42，随后焊枪44)与垂直于焊接方向的线的倾角(后倾角)为5°。串联法(tandem method)的焊接条件列在表1中。
在使用串联法的焊接过程中，如图1-3所示的焊缝50被形成，且在焊缝50中形成的凹点的数目(凹点/50cm)和在焊缝50中形成的气泡的数目(气泡/50cm)被测定。在焊接过程中，第一焊缝和第二焊缝同时被形成，并且测定仅在第二焊缝上进行。测定结果列在表3中。
防腐测试常温干燥后的防腐特性主试剂和涂料浆以给定的混合比例被充分混合以获得初级防腐涂料组合物。然后，70mm×150mm×2.3mm的喷沙钢板通过空气喷涂用该初级防腐涂料组合物涂覆，以获得给定的干燥膜厚度，并且该涂料组合物根据JIS K5600 1-6在23℃和50％相对湿度的恒温房间内被干燥一周以获得样品。之后，该样品被置于室外，并且进行曝露试验。然后，该样品根据ASTM-D610进行以下评定以确认达到7分所需的时间。该测定结果被列在表4中。
评定(样品表面的生锈面积)10分不大于0.01％，9分大于0.01％但不大于0.03％，8分，大于0.03％但不大于0.1％，7分大于0.1％但不大于0.3％，6分大于0.3％但不大于1.0％，5分大于1.0％但不大于3.0％，4分大于3.0％但不大于10.0％，3分大于10.0％但不大于16.0％，2分大于16.0％但不大于33.0％，1分大于33.0％但不大于50.0％，0分大于50％。
热处理后的防腐特性主试剂和涂料浆以给定的混合比例被充分地混合，以获得初级防腐涂料组合物。然后，70mm×150mm×2.3mm的喷沙钢板通过空气喷涂用该初级防腐涂料组合物涂覆，从而获得给定的干燥膜厚度，并且该涂料组合物根据JIS K5600 1-6在23℃和50％的相对湿度的恒温房间内被干燥一周，然后在800℃的电炉中加热3分钟，以获得样品。之后，该样品被置于室外，并且进行曝露试验。然后，该样品根据ASTM-D610进行上述评定，以确认到达7分所需的时间。该测试结果被列在表4中。
表1
*1DW-100，购自Kobe Steel，Ltd.
*2焊枪与垂直于焊接方向的线的倾角表2
注锌粉(商品名F-2000，购自Honjo化学公司)，钛铁矿(商品名钛铁矿粉#350，购自KINSEI MATEC公司)，碱性玻璃粉(I)(商品名APS-150J，购自Puremic Inc.)，碱性玻璃粉(II)(商品名ASP-32 5，购自Puremic Inc.，平均颗粒直径10μm，该碱性玻璃粉(II)具有与碱性玻璃粉(I)同样的组成)，有机膨润土(商品名TIXOGEL MPZ，购自Sued-Chemie Catalysts Japan INC.)，合成硅粉(商品名Aerosil 200，购自NiPPon Aerosil Co.Ltd)，中性玻璃粉(商品名Neutral Glass Filler，购自KINSEI MATEC Co.，Ltd.)，炉渣(商品名Converter Slag，购自KINSEI MATEC Co)表3
表4
权利要求
1.一种初级防腐涂料组合物，该初级防腐涂料组合物包括(a)锌粉，(b)含有作为组成组分的碱金属氧化物的无定型玻璃粉，(c)硅氧烷型偶联剂，和(d)有机溶剂。
2.如权利要求1所述的初级防腐涂料组合物，其中该碱金属氧化物为Na2O和/或K2O。
3.如权利要求1或2所述的初级防腐涂料组合物，其中该无定型玻璃粉(b)用酸溶液进行表面处理。
4.如权利要求3所述的初级防腐涂料组合物，其中二价或更高价的金属盐被进一步溶于该酸溶液中。
5.如权利要求4所述的初级防腐涂料组合物，其中该二价或更高价的金属盐为水溶性金属盐。
6.如权利要求1～5任意一项中所述的初级防腐涂料组合物，进一步包括(e)钛氧化物。
7.如权利要求1～6任意一项中所述的初级防腐涂料组合物，进一步包括(f)产生热分解气体的无机化合物。
8.如权利要求7所述的初级防腐涂料组合物，其中该产生热分解气体的无机化合物(f)为在500～1500℃下被分解以生成CO2气体或F2气体的无机化合物。
9.如权利要求8所述的初级防腐涂料组合物，其中该产生热分解气体的无机化合物(f)为至少一种选自包括氟化钙、碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和碳酸锌的组的无机化合物。
10.如权利要求8所述的初级防腐涂料组合物，其中该产生热分解气体的无机化合物(f)为碳酸锶。
11.一种具有初级防腐涂料膜的钢板，其特征在于该涂料膜由权利要求1～10任意一项中的初级防腐涂料组合物制成，并且所述涂料膜形成在钢板的表面上。
全文摘要
本发明公开了一种初级防腐涂料组合物，该初级防腐涂料组合物包括(a)锌粉，(b)含有作为组成组分的碱金属氧化物的无定型玻璃粉，(c)硅氧烷型偶联剂和(d)有机溶剂。也公开了具有初级防腐涂料膜的钢板，其中该钢板被该初级防腐涂料组合物涂覆。该初级防腐涂料组合物能够形成涂料膜，即使焊接以不低于100cm/min的高速进行，该涂料膜也不降低防腐特性并且能够抑制如凹点或气泡的缺陷的发生。
文档编号B23K35/22GK1611553SQ20041007393
公开日2005年5月4日 申请日期2004年9月6日 优先权日2003年9月4日
发明者畑雅也, 原田伸, 近藤胜美 申请人:中国涂料株式会社