[发明专利]底漆组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种在各种金属材料表面能够改善对粘着剂的亲和性，由此能够实现金属材料基于粘着剂的牢固的粘接的新型底漆组合物。

背景技术

普通钢、不锈钢、铝、铝合金、铜、镀锌钢等各种金属材料，发挥其优异的耐腐蚀性和表面外观而广泛应用于以建材和电子设备为代表的很多领域中。当将这些金属材料作为结构材料或各种构件等使用时，多数情况下需要将金属材料板彼此之间相互接合、或将金属材料板与其它构件或部件相接合。此时，以往大多数情况下是通过焊接来接合金属材料板。

然而，当通过焊接来接合金属材料板时，在焊接后的金属材料板表面残留有焊接痕，存在着金属材料板固有的优异的表面外观受损的问题。另外，为了消除焊接痕或焊接变形，需要进行板金加工。该板金加工不仅需要大量的时间和劳力，而且因产生噪音等而恶化作业环境，因此，不仅是操作者，连周边的居民也对此敬而远之。

于是，作为代替焊接的金属材料的接合方法，近年来，采用粘着剂进行接合的粘接法引起了关注。由于采用粘着剂的粘接法对金属材料的表面外观几乎没有任何损伤，因此，具有无需进行上述板金加工的优点。但是，通常大多数情况下金属材料的表面覆盖有稳定的氧化覆膜，特别是，不锈钢的氧化覆膜具有优异的耐腐蚀性，但相反其与粘着剂的亲和性非常低，存在着粘着力变差的问题。因此，粘接后的接合界面的耐水性低，当将这些金属材料的粘接部暴露在高温高湿环境中时，存在粘着力在短时间内大幅降低的缺点。

上述金属材料对粘着剂的亲和性、特别是对环氧系粘着剂的亲和性，可通过预先采用酸对这些金属材料的表面进行活化处理来加以改善。例如，已知有：通过硫酸和草酸的混合水溶液来处理不锈钢板表面的方法；将铝板或铝合金板浸渍在磷酸水溶液或重铬酸水溶液中、或者边浸渍边通过阳极进行电氧化的方法。已知这些处理方法能够表现出优良的粘接性，并已在飞行机器的组装工序等中得到了实用化。

但是，在通过上述酸处理使不锈钢板表面活化的方法中，存在着在不锈钢板表面产生剥黑膜（desmut）的问题。该剥黑膜可通过用重铬酸和硫酸的混合水溶液来处理不锈钢板表面而去除。但是，因该脱剥黑膜处理产生含铬排水，因此，从破坏环境的观点出发，受到了严格的限制。

最近，作为无需进行该脱剥黑膜处理的粘接方法，尝试了预先对不锈钢板表面涂布底漆而形成有机系薄膜（底漆层），由此提高粘接性的方法。例如，在专利文献1中，记载了为了提高不锈钢板的粘接性，使用包含酸性磷酸酯和／或其盐、以及水的水性底漆来处理不锈钢板表面的方法。另外，在专利文献2中，记载有通过使用硅烷系偶联剂对普通钢板或不锈钢板的表面进行处理，从而改善与氟系涂膜的粘着性的方法。

已确认通过上述使用了酸性磷酸酯或硅烷系偶联剂的表面处理，在普通钢板、不锈钢板、铝板和铝合金板等中，能够提高对环氧系粘着剂的亲和性。然而，在这样的表面处理方法中，无法获得与上述以往通过硫酸和草酸的混合水溶液进行处理的方法同等程度的粘接性。因此，粘接后不锈钢板等的粘接强度和耐久性在实用上并不充分，作为粘接结构体无法长期稳定地使用。

进而，在专利文献3中，记载有将多官能环氧树脂和双酚A型环氧树脂作为主体、并作为固化剂含有咪唑的底漆组合物。然而，由于该底漆组合物不含填料，因此膜的成型性（造膜性）差。另外，为了确保涂布操作性而采用甲苯或甲乙酮等有机溶剂来进行溶剂稀释，则必然产生因挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds/VOC）引起的大气污染，具有制造过程和使用过程受很大的限制的缺陷。

此外，作为向普通钢板、不锈钢板、铝板和铝合金板等赋予粘接性的技术，已知有采用硅烷偶联剂的技术。例如，在非专利文献1中，记载了：通过包含与环氧系粘着剂具有反应性的官能团的硅烷偶联剂进行处理，提高不锈钢板、铝板和铝合金板等的粘接性。但是，由于硅烷偶联剂是单体结构，因此，难以将其稀释溶液均匀涂布在有污染的实用金属表面。

即，对没有污染的金属表面而言，例如，通过烷氧基或作为其水解生成物的硅烷醇基、与金属表面氧化物层的羟基之间的缩合反应，硅烷偶联剂能够牢固地附着在没有污染的金属表面。但是，通常的金属表面受到了大气中存在的有机物或无机物的污染，这些有机物或无机物堆积在氧化物层上，并已经牢固地附着在氧化物层上。而在现实中难以完全去除这些污染层，因此，目前的状况是，难以将硅烷偶联剂均匀地附着在受污染的实用金属表面上。