[发明专利]粘合剂组合物，使用所述组合物生产牺牲性耐腐蚀保护涂层的方法，以及涂有所述涂层的支撑体

说明书

技术领域

本发明涉及用于在支撑体(support)的至少一个表面部分上形成牺牲性耐腐蚀保护涂层的水性粘合剂组合物，该组合物特别不含致癌、致突变或生殖毒性(reprotoxic)的化合物，这些化合物也被简称为CMR化合物。

背景技术

本发明还涉及生产和涂覆这种类型的牺牲性保护涂层的方法，以及涂有这种涂层的支撑体。

通过阳极氧化方法(电解操作，例如铬、硫或磷阳极氧化)或者通过简单的化学转化方法(例如铬化处理或磷化处理)，转化处理导致金属支撑体(铝、钛、铁和其它金属的合金)的表面改性。

通过使待处理部分(通常为铝或锌合金或钢)的表面与基于重铬酸盐和氟化活化剂的酸性溶液接触，铬化处理可以用于形成薄的高粘合性的金属铬酸盐沉积物。该处理改善了支撑体的耐腐蚀性，且还用作漆的关键基体(base)。

然而，这种方法具有使用毒性化合物的缺点，特别是关于过度处理和用于经处理的支撑体的洗涤水。

而且，所用的洗涤水和溶液需要在其排放或重新利用之前进行处理以去除大量溶解的CMR金属。去除金属产生额外的有毒废物，其难以纯化和处理。

可以通过涂覆含有溶剂或可在水中稀释的湿单组份或双组分粘合剂组合物，向支撑体、特别是包括铁并构成飞机设备的子装配体或组件的支撑体提供抗蚀、特别是抗红锈腐蚀的牺牲性保护作用，但这受到诸多限制。单组份组合物必须在其使用前至少24小时(h)再分散。一旦这种粘合剂组合物被涂覆于待功能化的支撑体，可能在第一蒸发步骤之后，必须实施第一固化，然后使支撑体冷却，然后再实施第二固化(被称为退火)，持续几小时。可能还需要第三固化或最后固化，其可能持续5h。

使用这些组合物必然也需要在实施中间退火时实施中间压制。该操作由以下步骤组成：在100千帕(kPa)至150kPa的压力下，将颗粒如金刚砂颗粒喷射到待功能化的支撑体的表面部分上，所述颗粒的尺寸为90-180US目。为了完成涂层，还要实施被称为最后压制的压制操作，因而其与中间操作在压力(kPa)和投射的颗粒的尺寸方面不同。

该类型的粘合剂组合物也遇到的主要缺点为包括三价和/或六价铬酸盐以及硼酸盐。

在操作中，该类型的粘合剂组合物与牺牲性金属着色、特别是铝或镁的牺牲性金属着色相结合，后者与铬III或VI组分缔合，并用于抑制腐蚀和使支撑体钝化，以及用作上述金属着色。

牺牲性能以及因而获得的耐腐蚀性只能在实施上述的退火和压制处理操作之后才能获得，这些操作是繁琐的并且只有由有资格的经过认证的操作者来实施才有可能确保成功。

EP0995816A1是已知的，且公开了一种粘合剂组合物，其包含在水相中的磷酸根离子和铬III离子以及第二阳离子如铝离子、锌离子或甚至是镁离子，还向其中添加金属氧化物颗粒。

该粘合剂组合物避免了六价铬的使用，但仍使用铬III离子。

此外，US2006/0225613是已知的，其描述了一种环氧硅烷低聚物的合成，据说该环氧硅烷低聚物尽管具有高分子量但在水性介质中仍具有良好的稳定性和良好的分散性。所述有机硅烷低聚物与金属颗粒混合，该金属颗粒的量必须不超过粘合剂组合物总重量的35wt％，从而使获得的膜保持其良好的外观(参见[0046])。测试了腐蚀性能的粘合剂组合物实施例(4至18和21)包含28wt％的氧化锌和3wt％的氧化铝。没有表述获得的膜的外观。在所有这些实施例中，粘合剂组合物在70℃下干燥20分钟(min)，然后在300℃下干燥30min，以便使有机硅烷低聚物聚合并形成防腐蚀漆膜。耐腐蚀性测试包括按照ISO标准7253:1984中的规定，使涂有防腐蚀漆膜的基板与盐水溶液在35℃的温度下接触。测量值对应于当将涂有防腐蚀漆膜的基板放置在35℃的烘箱中时出现相对于涂层总重量的5％的红锈后的时间。红锈对应于在待防腐蚀的支撑体中所含的铁的氧化，这意味着所述盐雾穿过耐腐蚀漆膜，该膜不再保护基板。上述标准已被更新，现对应于ISO标准9277-2012，该标准规定盐雾的类型，但其既没有规定在腐蚀方面应当符合的技术指标，也未精确地规定施用所述盐雾的时间。在US2006/0225613中，仅在几小时之后，就形成了相对于涂层总重量的5％的红锈。牺牲性防腐蚀涂层应当使红锈仅在几百小时或甚至超过1000h之后才出现。因此，US2006/0225613涉及用于生产防腐蚀漆膜的粘合剂组合物，但其不适合用于生产这样的防腐蚀涂层：其是牺牲性的，且因而被预期能抵抗极端腐蚀条件如几个盐雾周期，每个周期持续超过15h并且包含使涂层暴露于大于或等于250℃的温度下几个小时的一段时间。