[发明专利]可提供防腐保护的水可稀释性涂料组合物

说明书

目前已知的用于保护黑色金属底材的一类涂料组合物至少基本上不含树脂而含有铬。尤其引入注意的是那些含有粒状金属的组合物。这类首先发展起来的典型的涂料组合物非常简单，比如组合物中基本上包括铬酸和粒状金属，它们存在于醇类介质中，正如US3,687,738所公开的那样。

后来又发展起一种特别有效的用于金属底材的防腐涂料，它们是如公开在US3,907,608上的更为复杂的组合物。该组合物包括铬酸或相当量的主要为锌或铝的粒状金属、润湿剂以及由水与高沸点有机液体组成的液体介质。当含有如US3,940,280所公开的粘度改性剂例如水溶性纤维素醚时，该组合物具有十分理想的涂覆性能。

该涂料尤其可以用作一种底漆。已经知道可以用这种更为复杂的涂料组合物作为底漆涂覆在黑色金属表面。US4365003公开了在该底漆之上可再涂覆硅酸盐面漆。另一种可用的面漆是一种可焊接底漆，典型的是富锌底漆，它们在底材进行电阻焊接之前涂覆，如前面提到的US3940280所述。

众所周知，这类涂料组合物可含有粒状金属如未处理的片状铝粉，这样的铝粉在水基涂料组合物中可能是不稳定的。在这种水基涂料组合物中，标准片状铝粉将与组合物中的水反应生成氢气。避免这种问题的途径之一是对片状铝粉表面进行涂覆。所用的一种涂料是丙烯酸涂料，它们是由单烯属不饱和硅烷与带胺羟基或环氧基的丙烯酸单体反应得到的，见US4213886。然而，该产品所独具的有魅力的外观使之还没有被普遍接受。

改进该涂料组合物的另一途径是针对铬酸组分的。US4266975认为铬酸组分可以部分地用硼酸替代，但仍需保留部分铬酸。

对于用作金属底材防腐的涂料组合物，它们具有特殊的一类涂料叫“磷化底漆”，其中通常含有铬酸锌颜料。减少可能出现的污染问题，人们试图在这类防腐底漆中不再使用铬。US4098749公开了一种涂料组合物，它包括聚乙烯醇缩丁醛树脂，一种带有机官能团的硅烷，一种硼酸盐或多磷酸盐化合物和磷酸。该组合物中可含有金属粉作为任选组分，并通常含酚醛树脂。部分地是由于其树脂含量的原因，该涂料组合物不适于替代前述粉状金属的复杂的涂料组合物。

如前所述，防腐涂料可以是底漆和面漆的组合。面漆可以是溶剂型的可焊接富锌底漆。US4476260提出对于这种面漆，例如这些富锌底漆，配制含有颜料锌、热塑性或热固性树脂，有机硅烷以及可选的带一种或多更多种分散剂的三水合铝的底漆，可增强底漆的防腐性能。然而这种组合物也不适于替代复杂的底漆组合物，但作为富锌面漆与其结合时是有用的。

因此，迫切需要一种能象复杂的底漆组合物一样得到广泛接受的涂料组合物。尤其是这样一种组合物，它能够避免含六价铬的组合物引起的污染问题，并且在组合物中避免使用溶剂。

本发明提供一种水可稀释性涂料组合物，它们具有十分理想的性能如对被涂覆钢铁部件的防腐性。除防腐性能外，沉积膜对底材有良好的涂膜粘接性。对于一些小的螺纹部分，如螺纹接合件，该涂料可以是一种非螺纹填孔涂料，它不仅具有水可稀释性，而且不含铬。因此涂覆设备易于清洗，清洗液也容易并经济地处理。本发明的涂料组合物实质上还是一种单组份组合物，因而容易制造、贮存、运输和使用。该组合物还具有稀释的贮存稳定性。

一方面，本发明涉及的涂料组合物是不含铬、水可稀释的，涂覆并热固化在底材上，给底材提供防腐性。该组合物包括水性介质以及：

(A)高沸点有机液体；

(B)粒状金属；

(C)增稠剂；

(D)硅烷粘合剂，占组合物总重量的约3-20％重量；

(E)润湿剂。

另一方面，本发明涉及的组合物是指上面所提到的成分，其中可任选(A)、(C)、(E)组分中的一种或多种。这种相关的组合物可包括掺合物，它们是制备完全的水可稀释涂料组合物的前体。掺合物可以是下列物质如(A)、(D)和(E)，或(A)+(B)+(D)，或含硼酸和(D)的水性介质，含或不含成分(E)。

本发明的另一方面是涉及一种被涂覆的底材，它是用一种不含铬的防腐涂层保护的，这种涂层是上述涂料组合物沉积并固化的膜。另外本发明涉及一种带防腐涂层的底材的制造方法，该方法将上述涂料组合物涂覆在底材上，底材上的涂覆量至少为约500mg/ft²，并将涂覆在底材上的组合物在约650°F以下的温度下固化至少约5分钟。