[發明專利]作為轉化型涂層或作為漆中防腐蝕添加劑的季銨鹽

有效

• 申請號: 201110061366.6
• 申請日: 2005-12-09
• 公開（公告）號: CN102206437A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 湯瑪斯·貝德;湯瑪斯·波雷;賴瑞·K·荷爾;喬瑟夫·金勒
• 申請（專利權）人: 隆薩股份有限公司
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C09D7/12;C23C22/68;C23F11/14;B32B15/04;B32B33/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 崔佳佳

本發明專利申請是國際申請日為2005年12月9日、國際申請號為PCT/EP2005/013191、進入中國國家階段的申請號為200580046500.8、發明名稱為“作為轉化型涂層或作為漆中防腐蝕添加劑的季銨鹽”的發明專利申請的分案申請。

發明領域

本發明涉及含有非鹵素陰離子如碳酸根離子、碳酸氫根離子、磷酸根離子和甘醇酸根離子的季銨作為轉化型涂層的活性成分和作為油漆和涂料的添加劑的用途。

發明背景

在金屬表面會與水(無論是液態水或潮濕空氣)接觸的過程中，總是有腐蝕的危險。當金屬本身有腐蝕的傾向且沒有被涂布時，該問題尤其嚴重。

有腐蝕傾向的金屬的例子發現于由鐵合金制造的沖壓金屬汽車部件，研磨表面如機器加工的鋼部件，和由鑄鐵制造的機器組件中。

轉化型涂層被用來抑制腐蝕并保障油漆對金屬表面(特別是對鋼)的良好粘著。裸鋼與有機涂料不能形成良好的粘合。為了改善金屬/有機涂料的粘合，鉻酸鹽或磷酸鹽轉化型涂層與鋼進行化學反應而形成具有金屬-磷酸鹽薄層的粗糙表面結構，該結構提供有機聚合物對金屬表面的機械和化學聯鎖(粘著)。參見，例如，Watson，J.″A?refresher：Understandingpretreatment″，Powder?Coating?1996，7(3)和Ferguson，D.；Monzyk，B.，″ Nonpolluting?replacement?for?chromate?conversion?coating?and?zinc?phosphatein?powder?coating?applica

發明概述

研究發現，含有非鹵素陰離子如碳酸氫根離子、碳酸根離子、磷酸根離子和甘醇酸根離子的季銨鹽，更具體地，含有作為陰離子的碳酸氫根離子、碳酸根離子、磷酸根離子和甘醇酸根離子的二烷基二甲基銨鹽、和它們的各種組合，具有作為金屬表面(特別是鋼表面)的轉化型涂層的適用性。另外，已發現所述季銨鹽類物能夠產生所需的表面轉變，例如所需的表面氧化物(即磁鐵礦，Fe₃O₄)在鋼基材上的生長。此氧化物的形成產生粘著至金屬基材的明顯的微晶區，油漆之類的涂層預期對此區表現出改善的粘著性。另外，所述季銨鹽可直接加到油漆中，以提供油漆對金屬表面的較好的粘著性，從而提高耐腐蝕性。

季銨碳酸鹽和碳酸氫鹽的腐蝕抑制性質已揭示于同在申請中的美國專利申請10/810279號(US?2005/0003978A1)中。此外，業已發現，在抑制劑薄膜下，受保護的鋼表面生長出所需的表面氧化物(也就是磁鐵礦，Fe₃O₄)。此氧化物的形成產生一些預期有機涂料如油漆會對其表現出改善的粘著性的區域。

發明詳述

令人驚喜地發現，某些含有非鹵素陰離子的季銨鹽，例如碳酸二-正-癸基二甲基銨，當被涂覆至鐵和鐵合金如鋼的表面時，具有在比先前已知的溫和很多的溫度條件下在鐵和鐵合金如鋼的表面上產生已知的所需的轉變的傾向。雖然鋼表面在＞110℃時發生熱誘發轉變在本領域是已知的，但進行該轉變需要高溫迄今為止限制了其商業性開發。然而，上述季銨鹽看來能夠在低至室溫的溫度下產生相似的鋼表面的轉變。

另外，上述季銨鹽(純凈的或以調配物形式)的獨特性質允許在最后涂層涂覆之前進行一步式金屬表面處理工藝。已經發現，金屬暴露于它們的溶液將會在為最后涂層涂覆做準備的同時對金屬表面完成清潔、腐蝕抑制和底漆涂布。

這明顯優于現行方法，現行方法是以逐步方式完成下列獨立功能，并且產生大量必須加以處置的工業污水：

a)用油鈍化原料金屬以防止快速生銹(flash?rust)。

b)除去且廢棄鈍化油

c)在施加最后涂層之前，金屬表面用轉化型涂料溶液(酸性，含重金屬的化學品)處理且固化。

也已經發現根據本發明處理的鋼表面能抵抗快速生銹。當新形成的裸鋼表面暴露于水中且發生反應形成紅色氫氧化鐵銹層時，發生快速生銹。

根據本發明處理的板卷型鋼(coiled?sheet?steel)可抵抗在濕氣冷凝在卷薄板(coils)邊緣上時發生的邊緣沾染。目前鋼板在儲存或運輸之前先用輕油噴涂。該油必須在進行其它表面處理或涂布之前先除去。