[发明专利]低温烘烤自沉积涂层

说明书

本发明提供了在基材的金属表面上沉积于低于130℃的烘箱温度下可固化的未固化涂层的自沉积涂层组合物，以及用于沉积所述自沉积涂层的自沉积方法、组合物和组分。更具体地说，本发明涉及在低于常规自沉积涂布的温度下固化的自沉积涂层，同时实现了与高温固化自沉积涂层相当的化学和腐蚀性能；本发明还涉及具有改进的储存稳定性和涂层热稳定性的自沉积涂层组合物，以及在其上沉积有固化的和未固化的自沉积涂层的制品。

技术领域

本发明涉及在基材的金属表面上的在低于130℃的烘箱温度下可固化的自沉积涂层、可用于制备沉积这种涂层的自沉积涂料浴中的自沉积涂层组合物及其组分，以及制备和使用自沉积涂层组合物和涂料浴的方法，以及由其制备的制品。更具体地说，本发明涉及在低于常规自沉积涂布的温度下固化的自沉积涂层，其提供与高温固化自沉积涂层相当的化学和腐蚀性能；本发明还涉及具有改进的储存稳定性和涂层热稳定性的自沉积涂层组合物，以及在其上沉积有固化的和未固化的自沉积涂层的制品。

背景技术

自沉积已经在钢上商用超过三十年，并且现在对于此种用途已经得到很好的认可。有关细节，参见例如美国专利No.3,063,877、3,585,084、3,592,699、3,674,567、3,791,431、3,795,546、4,030,945、4,108,817、4,178,400、4,186,226、4,242,379、4,234,704、4,636,264、4,636,265、4,800,106和5,342,694。所有这些专利的公开内容在此均通过援引加入的方式纳入。基于环氧树脂的自沉积涂层体系描述于美国专利No.4,180,603、美国专利No.4,289,826、美国专利No.5,500,460、美国专利No.7,388,044和国际公开号WO 00/71337中，以上各篇文献的教导通过援引加入的方式纳入本文。

自沉积组合物通常为液体形式，通常为含水溶液、乳液或分散体，其中插入制品的活性金属表面涂覆有粘附树脂或聚合物膜，其厚度随金属保留在浴中的时间增加；不过液体在没有与活性金属接触的情况下长时间稳定，不会出现任何树脂或聚合物的自发沉淀或絮凝。当在自沉积过程中使用时，组合物在固化时形成聚合物涂层。“活性金属”被定义为当引入液体溶液或分散体中时以相当大的速率自发开始溶解的金属。这种组合物和使用这种组合物在金属表面上形成涂层的方法在本领域中以及在本说明书中通常表示为“自沉积”或“自动沉积”组合物、分散体、乳液、悬浮液、浴液、溶液、处理或方法等类似术语。自沉积通常与电沉积相对。虽然各自都可以生产具有相似性能特征的粘附膜，但是制造它们的分散体和它们沉积的机理明显不同。电沉积要求将待涂布的金属或其它物品连接到直流电源以进行涂布。在自沉积中不使用这种外部电流。

常规的自沉积涂层通常在两个步骤中固化，并且需要达到约200℃的峰值金属温度(PMT)。这种高温固化涂层提供了改进的性能，例如耐高达约220℃的温度，但是固化的时间和能量成本较高并且限制了可施用于未固化的自沉积涂层的涂料(paint)的类型。

任何低温固化自沉积涂层组合物(在130℃以下的烘箱温度下可固化的)所面临的一般困难是：与常规高温固化自沉积涂层组合物相比，固化的涂层在耐腐蚀性、耐化学性和耐高温性方面的性能较差，以及涂层组合物在施加前的储存和热稳定性较差。这反映在自沉积工业中低温固化化学的有限的(如果有的话)商业成功。

美国专利No.4,575,523和美国专利No.6,048,443公开了低温烘烤阴极电泳涂层(ecoat)组合物，但这些组合物的化学性质在自沉积浴条件下是不稳定的。美国专利No.7,388,044公开了单组分自沉积组合物，但涂层通常在160℃以上烘烤。国际专利公布文本WO2002/042008公开了金属磷酸盐的漂洗组合物，据称其可改善自沉积涂层的抗腐蚀性能，但这些漂洗液不能催化交联或改进其中所述的自沉积涂层的耐化学性。国际专利公布文本WO2012/174424公开了一种具有1至2个氮氧键的添加剂，其据称可改善多金属基材上的自沉积涂层性能，但这些添加剂不能催化交联或改善其中所描述的自沉积涂层的耐化学性，并且涂层通常在高于160℃烘烤。