[發(fā)明專利]涂覆有暗色富鋅底漆和暗色電沉積涂層的金屬制品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980120412.6
• 申請日: 2009-04-22
• 公開（公告）號: CN102046735A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·S·斯科特;R·F·辛普特;S·R·扎瓦奇
• 申請（專利權(quán)）人: PPG工業(yè)俄亥俄公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D5/10;C08G83/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 夏正東

相關(guān)申請的交叉引用

本申請是題目為“顯示耐腐蝕性的涂料組合物、相關(guān)的涂覆制品和方法”且申請日是2006年12月13日的美國專利申請系列號11/610,069的部分繼續(xù)申請，而美國專利申請系列號11/610,069是題目為“顯示耐腐蝕性的涂料組合物、相關(guān)的涂覆制品和方法”且申請日是2006年5月2日的美國專利申請系列號11/415,582的部分繼續(xù)申請，這兩個文獻(xiàn)都在此引入作為參考。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適于為金屬基體提供腐蝕保護(hù)的涂料組合物，例如底漆組合物，以及相關(guān)的涂覆制品和方法。

背景技術(shù)

保護(hù)金屬使其免于氧化(生銹)和隨后腐蝕通常是極為重要的，例如，當(dāng)所述金屬用于構(gòu)造被結(jié)合到汽車、航空航天器、建筑、和其它工業(yè)結(jié)構(gòu)和部件中的零件時。已經(jīng)使用了多種方法來實現(xiàn)不同水平的腐蝕保護(hù)。

在一些情況下，使用鍍鋅工藝來賦予金屬表面以腐蝕保護(hù)作用。該工藝包括在具有從金屬坯料沉積得到的金屬膜的金屬基體上的熱浸漬或電鍍應(yīng)用。金屬膜的金屬通常具有比金屬基體的金屬更大的電離傾向。結(jié)果是，只要在所述金屬膜和所述基體之間保持物理接觸，所述膜理論上被優(yōu)先氧化，同時，將來自金屬膜的電子傳遞給氧而充當(dāng)導(dǎo)電體的下面的基體被保護(hù)起來。

不過，電鍍并不是在所有情形下都是理想的。例如，當(dāng)利用熱浸漬鍍鋅時，即使不是不可能的，也難以控制金屬膜的厚度。結(jié)果是，在具有復(fù)雜形狀的相對小金屬制品需要腐蝕保護(hù)的情況下，熱浸漬鍍鋅通常并不適合，所述相對小金屬制品例如為緊固件，如螺母和螺栓等。另一方面，電鍍鍍鋅雖然經(jīng)常能在熱浸電鍍中獲得提高的膜厚度控制，但因此可能是一種昂貴的方法，例如由于需要防止“氫脆化”。已知這種現(xiàn)象發(fā)生在電鍍處理期間，其中氫被吸收到涂覆的金屬制品中并被捕獲。隨后，所述氫可能導(dǎo)致不合格。結(jié)果是，通常要使用額外的昂貴處理步驟來使得氫脆化最小化或者防止氫脆化。

在一些情況下，通過使用包含金屬顆粒(通常為鋅)作為金屬顏料的耐腐蝕性底漆涂層來保護(hù)金屬基體。這些涂料組合物產(chǎn)生利用與鍍鋅得到的金屬膜相同的腐蝕保護(hù)機(jī)理的涂層。這樣的涂料組合物通常稱為“富鋅底漆”，其往往優(yōu)于鍍鋅并且一般通過旋轉(zhuǎn)浸漬過程施涂到金屬基體上。這些組合物通常引入作為金屬顏料的鋅顆粒、經(jīng)常是鋅片與有機(jī)粘合劑(例如環(huán)氧樹脂)和/或無機(jī)粘合劑(例如硅酸鹽)相組合。

雖然之前開發(fā)的“富鋅底漆”適合于許多應(yīng)用場合，但是它們確實具有某些缺陷，這些缺陷可能導(dǎo)致它們在一些情況下不夠完善。例如，為了有效，已認(rèn)為這些組合物應(yīng)該在金屬基體上沉積金屬顏料，例如鋅的連續(xù)層。當(dāng)使用相對便宜的粉末時，通常重要的是以相對大的膜厚度施涂所述組合物，通常大于3密耳(76.2微米)，以確保沉積成連續(xù)的金屬顏料層。從成本角度來看，當(dāng)然不希望使用這么厚的膜。當(dāng)具有復(fù)雜形狀的相對小的金屬制品(例如緊固件，如螺母和螺栓等)需要腐蝕保護(hù)時，也可能導(dǎo)致使用這樣的組合物是不實用的。

由于已經(jīng)認(rèn)識到這個缺陷，金屬片，例如鋅片經(jīng)常被用作富鋅底漆組合物中的金屬顏料。使用這些薄的板狀結(jié)構(gòu)，即使是在所述組合物以相對低的膜厚度甚至低于1密耳(25.4微米)沉積時，也可以產(chǎn)生連續(xù)的金屬顏料膜的沉積。不過，這些材料的性質(zhì)經(jīng)常導(dǎo)致所得涂層對金屬基體以及隨后涂覆的涂層顯示不良的粘附作用。因此，經(jīng)常在所述底漆上應(yīng)用多達(dá)四次的溶劑基著色涂料組合物的浸涂操作(黑色是通常希望的顏色)。而且，通常希望用作腐蝕抑制涂料組合物的水基可電沉積的涂料組合物常常無法粘附到依賴于使用商業(yè)鋅片的富鋅底漆上。

在富鋅底漆組合物中使用無機(jī)粘合劑時已經(jīng)觀察到的一個缺點在于，它們往往是脆性的，因此，所得富鋅底漆組合物可能是粉末狀并對金屬基體顯示不良的粘附作用。當(dāng)試圖涂覆被大量處理的小部件例如緊固件時，該缺點尤其是個問題。在該工藝中，所述部件通常互相接觸。結(jié)果是，當(dāng)將脆性的、較差粘附的膜施加到所述部件上時，該膜易于在涂覆處理期間當(dāng)所述部件相互接觸時損壞。所述損壞致使耐腐蝕性能差。

結(jié)果是，希望提供涂料組合物，甚至當(dāng)以相對低的膜厚度施涂時，其也能賦予金屬基體以所需水平的腐蝕保護(hù)。此外，希望提供這樣的涂料組合物，其是柔韌的并且對金屬基體以及隨后施涂的水基可電沉積的涂料組合物粘附良好，從而提供希望的顏色并為金屬制品提供所需水平的腐蝕保護(hù)，所述金屬制品例如是具有復(fù)雜形狀的小金屬部件，例如緊固件，如螺母和螺栓等。