本發(fā)明涉及腐蝕控制的技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明特別地涉及防腐蝕涂層組合物及應(yīng)用該防腐蝕涂層組合物的方法。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及具有防腐涂層的金屬基底。
背景技術(shù)：
結(jié)合本發(fā)明，特別感興趣的是在室溫固化的涂層組合物，如EP 0 591 955B1中公開的類型。所公開的涂層組合物的關(guān)鍵是作為粘合劑的聚硅氧烷及作為交聯(lián)劑的有機(jī)硼化合物，所述涂層組合物的設(shè)計(jì)為涂層在室溫下干燥，但是需要相當(dāng)長的時(shí)間，在室溫下超過70小時(shí)。
現(xiàn)有技術(shù)中使用的有機(jī)硼化合物是環(huán)境中不需要且應(yīng)該避免的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，提出了根據(jù)權(quán)利要求1所述的防腐蝕涂層組合物及根據(jù)權(quán)利要求10所述的防腐蝕涂層組合物的應(yīng)用方法。
不言而喻的是，為了避免不必要的重復(fù)，僅本發(fā)明的一方面的特性、特征、版本和實(shí)施例，及優(yōu)勢等(如下給出)對應(yīng)于本發(fā)明的其他方面是當(dāng)然有效的，即使未明確陳述。
此外，不言而喻的是，當(dāng)數(shù)值、數(shù)量和范圍如下所述時(shí)，相關(guān)的數(shù)值、數(shù)量和范圍詳細(xì)數(shù)據(jù)不被視為限制；本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是在特定情況或特殊應(yīng)用下，所述范圍或詳細(xì)數(shù)據(jù)的偏差是可能的，不脫離本發(fā)明的范圍。
此外，在這種情況下，如下給出的所有數(shù)值或參數(shù)等詳細(xì)數(shù)據(jù)可以通過標(biāo)準(zhǔn)的或明確提出的測定方法或本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的測定方法確定或測定。
此外，不言而喻的是，所有基于重量或基于數(shù)量的百分比由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇以得到結(jié)果的總和為100％，然而，這是顯而易見的。
將在下面更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明的一個(gè)主題，是防腐蝕涂層組合物，其包括至少一種聚硅氧烷和金屬顆粒和至少一種交聯(lián)劑，所述涂層組合物在室溫下化學(xué)交聯(lián)。
本發(fā)明的防腐蝕涂層組合物的一個(gè)特征是簡單的組合物，其中有機(jī)硼化合物的使用被避開。本發(fā)明的組合物易于使用且在室溫下短時(shí)間內(nèi)在基底上固化。本發(fā)明化合物的特征，除了簡單組合物外，特別容易處理和應(yīng)用。
所述涂層組合物可以不使用或僅用小部分有機(jī)溶劑制成，特別是VOCs(揮發(fā)性有機(jī)化合物)，其從環(huán)境保護(hù)和健康保護(hù)的角度來看是有弊端的，且要避免的。因此本發(fā)明的涂層組合物從職業(yè)衛(wèi)生方面考慮是不被反對的。此外，不需要用于收集有機(jī)溶劑的昂貴且復(fù)雜的裝置。
一般來說，特別地涂層組合物至少基本不含水，且優(yōu)選地不含水。
此外，在本發(fā)明的上下文中，規(guī)定所述涂層組合物特別地至少基本不含有機(jī)溶劑。
然而，可能的是所述涂層組合物包含有機(jī)溶劑，更特別地是VOCs，其數(shù)量最多為基于所述涂層組合物的5wt％，更特別地最多為3wt％。還有可能所述涂層組合物包含有機(jī)溶劑，更特別地是VOCs，其數(shù)量為基于所述涂層組合物的0.01wt％至5wt％，更特別地為0.1wt％至3wt％。有機(jī)溶劑通常與涂層組合物混合，僅用于調(diào)整粘度，如下文中觀察到的。
因此所述防腐蝕涂層組合物優(yōu)選為低-VOC或無VOC的涂層組合物。
根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施方案，所述涂層組合物在大氣濕度存在下交聯(lián)。因?yàn)檫@些體系的交聯(lián)反應(yīng)在涂層組合物與大氣濕度接觸之前沒有任何顯著程度的反應(yīng)，本發(fā)明的防腐蝕涂層組合物提供了足夠長的適用期，換言之所述組合物可以在足夠長的時(shí)間內(nèi)使用。此外，本發(fā)明的組合物幾乎具有無限的保存期限，條件是涂層組合物的保存避免水分或濕度，特別是大氣濕度的進(jìn)入。如果有效防止?jié)穸冗M(jìn)入容器，更特別是大氣濕度，那么在容器開口以后，可以保存一周以上。
通常所述涂層組合物在300分鐘內(nèi)交聯(lián)，更特別的為150分鐘，優(yōu)選為60分鐘。在有利的應(yīng)用條件下，交聯(lián)在30分鐘后完成。更特別的是所述涂層組合物在1至300分鐘的時(shí)間內(nèi)交聯(lián)，更特別的2至150分鐘，優(yōu)選地3至60分鐘，更優(yōu)選地5至30分鐘。
本發(fā)明的涂層組合物在廣泛的室溫或環(huán)境溫度范圍內(nèi)固化。在上下文中可能的溫度為不低于-10℃且不高于45℃。優(yōu)選的溫度是5℃至35℃，且特別優(yōu)選的是溫度范圍是15至25℃。在本發(fā)明的上下文中，定義了在室溫或環(huán)境溫度下固化的概念，無機(jī)械干燥設(shè)備，如用于熱固化或輻射固化的裝置(烤箱或電子束裝置)，其是如果環(huán)境溫度是-10℃至45℃時(shí)防腐蝕涂層組合物在基底上的固化所必需的。無機(jī)械干燥設(shè)備的固化允許室溫下在房間或大廳涂層，也允許環(huán)境溫度下室外建筑物的涂層。
反應(yīng)在低溫下開始，且發(fā)現(xiàn)在室溫或環(huán)境溫度下快速固化。在大氣濕度存在時(shí)系統(tǒng)交聯(lián)的情況下，固化的速率很大程度取決于室內(nèi)(室內(nèi)涂層的情況)或周圍環(huán)境(室外涂層的情況)的大氣濕度。當(dāng)空氣中水含量為2g/m3至14g/m3時(shí)，優(yōu)選為5g/m3至11g/m3，大氣濕度存在的條件下交聯(lián)的涂層組合物通常顯示出最佳固化。
本發(fā)明的防腐蝕涂層組合物，然后，包含至少一種聚硅氧烷、金屬顆粒，和至少一種交聯(lián)劑，且所述涂層組合物在室溫下交聯(lián)。所述涂層組合物優(yōu)選不含水，不含有有機(jī)溶劑或只有少量有機(jī)溶劑，且存在大氣濕度時(shí)化學(xué)交聯(lián)。本發(fā)明的涂層組合物不含有機(jī)硼化合物，且優(yōu)選完全不含硼。
本發(fā)明的防腐蝕涂層組合物可以包含未稀釋的液體聚硅氧烷。所述聚硅氧烷優(yōu)選為低粘度的不含溶劑的液體。交聯(lián)劑也優(yōu)選以液體未稀釋形式存在，換言之100％的活性成分。聚硅氧烷和交聯(lián)劑與金屬顆?；旌弦黄鹬苽洌瑑?yōu)選為無水的單組分體系的形式，且在應(yīng)用之前儲(chǔ)存。
對于應(yīng)用于大氣濕度存在條件下交聯(lián)的體系的基底，優(yōu)選金屬基底，與空氣中存在的水分(大氣濕度)接觸，導(dǎo)致縮聚反應(yīng)，其產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，也稱為固化或硬化。
對于可提供的基底，更特別地用本發(fā)明的涂層組合物涂覆的，其可能具有多種不同的形式且由任何各種各樣的材料制成。基底包括的材料通常選自由玻璃、陶瓷、無機(jī)或有機(jī)表面，諸如塑料或紙，和金屬，及其混合物組成的組，優(yōu)選地提供包含金屬或由金屬組成的基底。特別優(yōu)選的是含鐵基底，更特別的是鋼基底。
聚硅氧烷和交聯(lián)劑一起形成反應(yīng)性粘合劑系統(tǒng)。在該反應(yīng)性粘合劑系統(tǒng)中聚硅氧烷的百分?jǐn)?shù)超過50wt％；交聯(lián)劑的百分?jǐn)?shù)小于50wt％，基于所使用的粘合劑。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選方案，在反應(yīng)性粘合劑系統(tǒng)中聚硅氧烷的百分?jǐn)?shù)超過70wt％；更特別地超過80wt％，優(yōu)選地超過90wt％，且互補(bǔ)地交聯(lián)劑的百分?jǐn)?shù)小于30wt％，更特別地小于20wt％，優(yōu)選地小于10wt％。
涂層組合物通常包含反應(yīng)性粘合劑系統(tǒng)，其特別地由聚硅氧烷和交聯(lián)劑組成，百分?jǐn)?shù)不超過30wt％，優(yōu)選地不超過20wt％，更優(yōu)選地百分?jǐn)?shù)不超過10wt％。在本發(fā)明的上下文中，可以規(guī)定所述涂層組合物包含反應(yīng)性粘合劑系統(tǒng)的數(shù)量為2wt％至30wt％，更特別地3wt％至20wt％，優(yōu)選地4wt％至10wt％，基于所述涂層組合物。
通常涂層組合物包含反應(yīng)性聚硅氧烷。在這種情況下已發(fā)現(xiàn)合適的聚硅氧烷選自硅烷醇官能化的聚硅氧烷和烷氧基官能化的聚硅氧烷及其混合物。
這些官能化的聚硅氧烷可任選地與烷氧基、乙酰氧基、環(huán)氧基、肟或胺-封端的硅烷相結(jié)合。通?？赡苁褂萌?，硅烷醇-封端的二甲基硅氧烷,硅烷醇-封端的二苯基硅氧烷、硅烷醇-封端的聚三氟丙基甲基硅氧烷、硅烷醇-封端的三甲基硅烷基-改性的Q樹脂、硅烷醇-封端的乙烯基甲基硅氧烷共聚物，或甲氧基-官能化的硅氧烷，單獨(dú)地或混合作為聚硅氧烷。這種硅氧烷從例如蓋里斯特有限公司(Gelest Inc.)獲得，商品名為DMS、PDS或FMX及SQT，也可從道康寧(Dow Corning)(商品名:US CF)、贏創(chuàng)工業(yè)(Evonik Industries)(商品名：Silicophen)或瓦克(Wacker)(商品名:Silres)獲得。因?yàn)樯鲜龅木酃柩跬榫哂心┒朔磻?yīng)性基團(tuán)，在環(huán)境溫度-10℃至45℃大氣濕度進(jìn)入時(shí)發(fā)生快速縮聚反應(yīng)。
如果聚硅氧烷的重均分子量Mw的范圍是200至50000g/mol，更特別地500至30000g/mol，優(yōu)選地800至25000g/mol，更優(yōu)選地1000至20000g/mol，非常優(yōu)選地1500至18000g/mol，在本發(fā)明的上下文中獲得了特別好的結(jié)果。
根據(jù)一優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明使用的聚硅氧烷采用布魯克費(fèi)爾德(Brookfield)方法在20℃下的動(dòng)態(tài)粘度不超過10000mPas，優(yōu)選地不超過1000mPas，更優(yōu)選地至少50mPas。還可以規(guī)定聚硅氧烷采用布魯克費(fèi)爾德(Brookfield)方法在20℃下的動(dòng)態(tài)粘度范圍為10至10000mPas，更特別地20至5000mPas，優(yōu)選地30至300mPas，更優(yōu)選地50至100mPas。因?yàn)槭褂玫囊后w聚硅氧烷的粘度是防腐蝕涂層組合物的工藝性能的影響因素，所以優(yōu)選低粘度。
使用的交聯(lián)劑通常包含一種組分或組分混合物，所述組分選自由反應(yīng)性硅烷、硅烷水解物、鈦酸鹽、鋯酸鹽、有機(jī)金屬化合物，酸和堿及其混合物所組成的組。所述交聯(lián)劑優(yōu)選地選自反應(yīng)性硅烷、硅烷水解物、鈦酸鹽、鋯酸鹽、有機(jī)金屬化合物及其混合物，更優(yōu)選反應(yīng)性硅烷、鈦酸鹽、鋯酸鹽、有機(jī)金屬化合物及其混合物。更特別地最后敘述的交聯(lián)劑并入聚合物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生縮聚，此外，其在室溫大氣濕度存在的條件下與聚硅氧烷短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)。
通常所述硅烷選自由烷氧基、乙酰氧基、環(huán)氧基、乙烯基、肟、巰基和氨基官能化的硅烷所組成的組，更特別是氨基硅烷和/或烷氧基硅烷，優(yōu)選α-氨基烷氧基硅烷。
所述硅烷水解物通常選自硅烷醇、烷氧基和氨基官能化的硅烷及其混合物。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方案，所述硅烷或硅烷水解物的重均分子量Mw低于2000g/mol。
可以規(guī)定特別是硅烷或硅烷水解物的重均分子量Mw的范圍為200至3000g/mol，更特別是250至2500g/mol，優(yōu)選250至2000g/mol。
使用低分子量的硅烷和/或寡聚硅烷水解物，其重均分子量Mw低于2000g/mol，允許涂層組合物的粘度以目標(biāo)方式設(shè)置。
基于反應(yīng)性粘合劑系統(tǒng)，用于確定粘度的硅烷和/或硅烷水解物以達(dá)到10wt％的百分?jǐn)?shù)使用，優(yōu)選地達(dá)到5wt％的百分?jǐn)?shù)。即使少量，例如0.5wt％至1wt％，硅烷是活性的；在幾次測試中，關(guān)于所述涂層組合物的粘度的調(diào)整，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠確定硅烷使用的最小量及最優(yōu)量。
對于鈦酸鹽和鋯酸鹽，優(yōu)選的是使用有機(jī)鈦和鋯化合物。有利的化合物是鈦或鋯的烷基三烷氧基，三烷基烷氧基或四烷氧基化合物或其他二烷基二烷氧基化合物。這些鈦-烷氧基或鋯-烷氧基化合物可以每種單獨(dú)使用或混合使用。這些烷氧基化合物合適的取代基是苯基、乙基、甲基和乙烯基，烷氧基化合物的反應(yīng)性按上述集團(tuán)順序增加。典型的交聯(lián)劑是鈦酸四正丁酯、鈦酸四異丙酯、鈦酸乙烯基三正丁酯。在防腐蝕涂層組合物的制備中這些交聯(lián)劑與聚硅氧烷化合物容易混合。
在本發(fā)明的上下文中，通常規(guī)定有機(jī)金屬化合物選自有機(jī)金屬化合物，更特別是鋁、鐵、鋅和錫的醇化物及其混合物。所述有機(jī)金屬交聯(lián)劑可以固有地存在或額外地添加到涂層組合物中的上述交聯(lián)劑，但是優(yōu)選地與其他交聯(lián)劑一起少量使用，并由于其高反應(yīng)性作為反應(yīng)引發(fā)劑。
可替代地或與上述交聯(lián)劑相結(jié)合，還可能使用有機(jī)或無機(jī)酸或堿作為交聯(lián)劑。合適的實(shí)例包括磷酸、硝酸、鹽酸、硫酸、甲酸、琥珀酸、乙酸、過乙酸、草酸或檸檬酸，在每種情況下單獨(dú)地或彼此組合。典型的堿是氫氧化鈉溶液。
防腐蝕涂層組合物的關(guān)鍵組分是金屬顆粒。這種金屬顆粒，特別是鋅、鋁、鎂、錳或鎳，或這些金屬的混合物或合金，已知且通常用于防腐蝕涂層中。以特別的次數(shù)應(yīng)用的是鋅和鋁的混合物或合金。其賦予施用涂層的基底陰極保護(hù)。
在本發(fā)明的上下文中，通常規(guī)定防腐蝕涂層組合物包含的金屬顆粒的百分?jǐn)?shù)范圍為70wt％至98wt％，更特別地80wt％至96wt％，優(yōu)選地90wt％至96wt％，基于涂層組合物。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選方案，所述防腐蝕涂層組合物包含至少70wt％的金屬顆粒，優(yōu)選地至少80wt％的金屬顆粒，更優(yōu)選地至少90wt％的金屬顆粒。意外地可能是這些高比例的金屬顆粒容易在金屬基底上牢固地錨固，由于相應(yīng)的聚硅氧烷和交聯(lián)劑的百分?jǐn)?shù)，即反應(yīng)性粘合劑，作為涂層。
金屬顏料，特別是商業(yè)使用的金屬顏料，經(jīng)常通過表面處理。表面處理通常以涂層形式發(fā)生，金屬顆粒的表面用金屬氧化物涂層，如氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化鉻、氧化鎳或稀土元素的氧化物，如，二氧化硅，及無機(jī)或有機(jī)聚合物涂層，如脂肪酸，如，更特別地硬脂酸或油酸。在本文中特別普遍的是用硬脂酸處理或涂層以保護(hù)金屬顏料不被氧化。為了本發(fā)明的目的，可使用表面處理的金屬顆粒，特別地沒有限制。
有利地可規(guī)定將金屬顆粒制成球形。球形金屬顆?？删哂行≈睆?，例如平均體積加權(quán)尺寸小于10μm，優(yōu)選地小于5μm，有利地尺寸大于2μm，通常尺寸是2μm至3μm。對于基底，特別是金屬基底，層厚度達(dá)到100μm，優(yōu)選地達(dá)到50μm，有利地達(dá)到25μm，優(yōu)選地達(dá)到10μm，更優(yōu)選地5μm或以上，使用這種球形金屬顆?？梢匀菀椎厣a(chǎn)。作為陰極活性的金屬顆粒，所述金屬顆粒提供良好的腐蝕控制。
用于本發(fā)明的涂層組合物，達(dá)到80wt％的金屬顆粒，特別是球形金屬顆粒，可以由層狀金屬顆粒形成和/或取代。用于層狀金屬顆粒的金屬、金屬的合金或混合物與用于金屬顆粒的金屬、金屬的合金或混合物相同，通常為鋅、鋁、鎂、錳和鎳。
層狀金屬顆粒的特別效應(yīng)是提高防腐蝕涂層組合物的防腐蝕效果，及其沉降性能。
根據(jù)本發(fā)明一特別實(shí)施方案，有可能涂層組合物不含有球形金屬顆粒。特別地，有可能涂層組合物包含非-球形，特別是層狀金屬顆粒，基于所述涂層組合物其含量為70wt％至98wt％，更特別地80wt％至96wt％，優(yōu)選地90wt％至96wt％。申請人意外地發(fā)現(xiàn)，有可能不使用球形金屬顆粒而獲得具有上述粘度的涂層組合物。如果涂層組合物不含有球形金屬顆粒，重要的是金屬顆粒未用脂肪酸處理，特別是硬脂酸。非球形的，優(yōu)選層狀的，金屬顆粒未用脂肪酸處理，涂層組合物的粘度可以調(diào)節(jié)到上述范圍，同時(shí)所得的涂層的耐腐蝕性增加。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選方案，所述防腐蝕涂層組合物作為單組分體系生產(chǎn)、儲(chǔ)存和應(yīng)用?？商娲?，特別地如果認(rèn)為可能發(fā)生金屬顆粒的沉降，本發(fā)明的防腐蝕涂層組合物可作為雙組分體系生產(chǎn)和儲(chǔ)存。在這種情況下，在施用之前，由聚硅氧烷和交聯(lián)劑組成的第一組分，及由金屬顆粒組成的第二組分混合，然后施用。
防腐蝕涂層組合物中使用的達(dá)到15wt％，優(yōu)選地達(dá)到5wt％的的金屬顆?？梢杂善渌饘兕w粒替換，例如著色顆粒(顏料)或其他功能性顆粒替換，例如以固體形式存在的潤滑劑，如硫化鉬或聚四氟乙烯，或由影響其傳導(dǎo)性的顆粒替換，如碳黑或納米球，或由影響其焊接性的顆粒替換。在防腐蝕涂層組合物中可單獨(dú)地或混合使用著色或功能性顆粒。
本發(fā)明的防腐蝕涂層組合物優(yōu)選地不含水。因此，如上闡明的粘度，可只通過反應(yīng)性粘合劑系統(tǒng)調(diào)節(jié)，例如用硅烷和硅烷水解物。
同樣地，為了調(diào)節(jié)粘度的目的，不含水的防腐蝕涂層組合物可包含有機(jī)溶劑。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選方案，所述涂層組合物含有不超過3wt％的溶劑，且因此被認(rèn)為是低-VOC涂層組合物。本發(fā)明的涂層組合物優(yōu)選不含VOC，意味著其只含有極少量的溶劑，既沒有低沸點(diǎn)溶劑也沒有高沸點(diǎn)溶劑。特別優(yōu)選的是本發(fā)明的涂層組合物不含溶劑。然而，如果需要，使用常規(guī)溶劑，如乙酸甲氧基丙酯(MPA)二元酸酯或石油溶劑。
其他的添加劑，如分散助劑、抗沉降劑、消泡劑、流變助劑、緩蝕劑或粘接促進(jìn)劑，其是現(xiàn)有技術(shù)已知的，可以每種單獨(dú)地或彼此結(jié)合，作為涂層組合物的組分。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明的另一主題是用防腐蝕涂層組合物涂覆金屬基底的方法，更特別地如上所述，包含以下步驟：
(a)清洗金屬基底,
(b)施用防腐蝕涂層組合物，及
(c)在室溫下300分鐘的時(shí)間內(nèi)使防腐蝕涂層固化至脫塵干燥狀態(tài)。
顯而易見的是，施用本發(fā)明的涂層組合物的方法特別容易實(shí)現(xiàn)。
金屬基底的清潔對于防腐蝕涂層的有效附著是很重要的。典型的清洗步驟是機(jī)械清洗，例如通過用噴砂材料顆粒噴砂，所述顆粒如玻璃顆粒、不銹鋼顆粒或石榴砂顆粒，或機(jī)械清洗金屬基底，如研磨或刷洗。然而，脫脂，用溶劑或水洗滌，可選地加入清潔產(chǎn)品，或堿洗或酸洗也適用于制備用于防腐蝕涂層的金屬基底表面。特別優(yōu)選的是用噴砂材料顆粒噴砂，然后熱堿性脫脂連同機(jī)械清洗。
所述防腐蝕涂層組合物可直接施用到金屬基底的清潔表面?？商娲?，金屬基底的清潔表面可進(jìn)行預(yù)處理。
通常，在本發(fā)明的上下文中，清洗之后是預(yù)處理層施用到金屬基底，更特別是轉(zhuǎn)換層。
作為預(yù)處理，可能是將預(yù)處理組合物施用于金屬基底的清潔表面，產(chǎn)生基底上的預(yù)處理層。
如果通過磷化和/或鉻化處理獲得預(yù)處理層，在本發(fā)明的上下文中得到特別好的結(jié)果。
這種預(yù)處理組合物可以是轉(zhuǎn)化涂層組合物，例如磷化組合物。已知的和合適的形式包括脫脂磷化、三價(jià)陽離子磷化、鋅磷化或鐵磷化。
根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施方案，通過用預(yù)處理組合物，更特別地是磷化組合物，處理基底得到預(yù)處理層。在這方面，已證明，如果預(yù)處理組合物包含磷酸及可選地至少一種以下元素的化合物是合適的，所述元素選自由鈦、鋯、鎳、錳、鋅、硅、鎂、鋁、鐵、釩、鉬和鎢及其混合物組成的組。
可選擇地，預(yù)處理組合物可以是鉻化組合物，優(yōu)選具有鉻(Ⅲ)離子。預(yù)處理組合物還可能包含鈦化合物或鋯化合物。酸性或堿性鈍化是另一種合適的預(yù)處理。同樣合適的是預(yù)處理的組合如，酸性鈍化后用堿性鈍化。
特別有利的預(yù)處理是其中首先有一個(gè)轉(zhuǎn)化處理。轉(zhuǎn)化處理后是底漆處理，其提高本發(fā)明的涂層組合物到金屬基底的粘附，通常為硅基底漆，如基于硅酸鹽、硅烷或硅氧烷的底漆，如在溶膠-凝膠層中交聯(lián)。硅基底漆還包含上述硅酸鹽、硅烷或硅氧烷的混合物或化合物。這些有利結(jié)合的預(yù)處理層異常薄，層厚度小于1μm。此處描述的有利的兩種預(yù)處理的組合，提高了本發(fā)明的涂層對金屬基底的潤濕粘附，特別是如果在硅基底漆之前，將金屬基底磷化。本發(fā)明的涂層組合物的改善的粘附性能在鹽霧試驗(yàn)過程中特別明顯。
在每種情況下預(yù)處理組合物是液體，通過浸漬、軋制、涂刷、澆鑄或其他常規(guī)施用技術(shù)將所述組合物施用到清潔的金屬基底。預(yù)處理之后進(jìn)行金屬基底的干燥。
優(yōu)選的是提供了在施用防腐蝕涂層組合物之前預(yù)處理的金屬基底，特別是因?yàn)橐寻l(fā)現(xiàn)當(dāng)預(yù)先對金屬基底的表面施用預(yù)處理時(shí)，例如磷化或鈍化，本發(fā)明的防腐蝕涂層組合物還具有陰極控制作用。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選方案，本發(fā)明的涂層，由于含有陰極活性金屬顆粒，其也被稱作底層，至少具有一個(gè)其他涂層，也稱為頂層，施用于底層上。通常為其他涂層組合物，其不含有陰極活性金屬顆粒，但經(jīng)常具有與底層相同的粘合劑或相同的粘合劑系統(tǒng)。在一簡單方案中，頂層只包含粘合劑或粘合劑系統(tǒng)，無其他添加物或添加劑?？商娲?，頂層可以具有完全不同的粘合劑或粘合劑系統(tǒng)，這種可替代粘合劑或粘合劑系統(tǒng)的適應(yīng)性的唯一前提條件是其粘附到防腐蝕涂層。所述頂層優(yōu)選地在室溫或環(huán)境溫度下固化的涂層。然而，所述頂層還可能具有著色劑或其他添加劑。典型的添加劑是著色顏料、固態(tài)潤滑劑如硫化鉬或聚四氟乙烯，其以顆粒形式存在。合適的頂層的實(shí)例是溶膠-凝膠涂層組合物、有機(jī)雙組份環(huán)氧組合物、聚氨酯清漆、自由基交聯(lián)體系如丙烯酸酯，例如，或其他水性有機(jī)分散劑或硅酸鹽頂層。
關(guān)于本發(fā)明這一方面的其他細(xì)節(jié)，為了避免不必要的重復(fù)，可以參考關(guān)于本發(fā)明的涂層組合物的上述觀察，其相應(yīng)地適用于本發(fā)明的方法。
最后，根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明的另一主題是用抗腐蝕涂層涂層涂覆的金屬基底，所述抗腐蝕涂層包含聚硅氧烷的基質(zhì)和至少一種交聯(lián)劑及金屬顆粒。
對于涉及本發(fā)明這一方面的其他細(xì)節(jié)，為了避免不必要的重復(fù)，可以參考關(guān)于本發(fā)明的其他方面的上述觀察，其相應(yīng)地適用于本發(fā)明的金屬基底。
具體實(shí)施方式
下面參考工作實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的細(xì)節(jié)；
本發(fā)明設(shè)想的防腐蝕涂層組合物的典型配方：
14wt％粘合劑，具有甲氧基和/或乙氧基官能團(tuán)的甲基聚硅氧烷，粘度60至75mPas；
1wt％交聯(lián)劑，乙?；?乙酰-鈦酸(acetyl-aceto-titanate)，例如，來自道夫凱特(Dorf Ketal)的Tyzor AA 105；
80wt％鋅粉，平均粒徑為6μm的球形金屬顆粒，例如，來自優(yōu)美科公司(Umicore)的Zinkastaub UP6；
5wt％鋅層，層狀鋅顆粒，例如，來自愛卡公司(Eckart)的Stapa Zn8。
首先導(dǎo)入甲基聚硅氧烷，然后金屬顆粒(球形和層狀)通過溶解器在中等攪拌速度下逐漸分散。最后，在攪拌過程結(jié)束時(shí)，加入交聯(lián)劑，在此實(shí)施例中為乙酰基-乙酰-鈦酸，在中等攪拌速度下混合。
可替代地，同樣高度適合的交聯(lián)劑和聚硅氧烷已于說明書中的如上指定。用于粘合劑和交聯(lián)劑的上述組分同樣地用于表1和2中列出的配方。
如此生產(chǎn)的防腐蝕涂層組合物可以容易地儲(chǔ)存六個(gè)月或十二個(gè)月。如果涂層組合物可能儲(chǔ)存超過六個(gè)月，應(yīng)該確保涂層組合物中的金屬顆?？梢员恢匦聰嚢瑁?，如上所述，通過加入層狀金屬顆粒。
清洗未鍍鋅的鋼板(DC04鋼)，最初用不銹鋼顆粒、玻璃顆粒或石榴砂噴砂，隨后伴隨機(jī)械清洗進(jìn)行熱堿性脫脂。在此實(shí)施例中用堿性清洗液進(jìn)行脫脂，例如來自漢高公司(Henkel)的Ridoline C 72，在70℃下用4％溶液堿洗一分鐘。通過刷涂進(jìn)行機(jī)械清洗。然后在軟化水中洗滌清洗過的鋼板兩次，并使用壓縮空氣干燥。
然后通過在處理液中浸漬進(jìn)行預(yù)處理，所述處理液含有鈦化合物且其以商品名Bonderite 1455由漢高公司(Henkel)售出。在4％溶液中浸漬5秒，然后去除過量的溶液并在60℃下干燥經(jīng)過清洗及預(yù)處理的鋼板。
然后通過噴涂將本發(fā)明的涂層組合物施用于預(yù)處理的鋼板。然而，還可能是以上確定的其他施用方法。根據(jù)本發(fā)明的防腐蝕涂層組合物可以施用的層厚為5μm至100μm，對于此工作實(shí)施例，例如，施用的每層層厚為20μm。通過用噴涂槍噴涂實(shí)現(xiàn)20μm的層厚度。在室溫下停留時(shí)間1小時(shí)后，將所述防腐蝕涂層組合物脫塵干燥。
表1和2中列出了可替代的涂層組合物。用上述工作實(shí)施例闡明的相同方法生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)1至8的配方。
表1防腐蝕涂層組合物
(對照實(shí)施例和本發(fā)明組合物)
*對照實(shí)施例
1數(shù)據(jù)以wt％計(jì)
表2防腐蝕涂層組合物(本發(fā)明組合物)
1數(shù)據(jù)以wt％計(jì)
為了測試所述涂層的抗腐蝕性能，將上述配方施用于未鍍鋅的鋼板，在涂層施用七天后，所述涂層刻痕至鋼板并進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)。調(diào)查并評估的參數(shù)是在劃線標(biāo)記和表面處的紅銹的產(chǎn)生。紅銹的產(chǎn)生提供了關(guān)于陰極腐蝕控制的質(zhì)量/活性的信息，其特征在于表面涂層損傷的位點(diǎn)不具有紅銹侵染的區(qū)域，替代損傷的是電化學(xué)橋接，只是這不是很廣泛。
在最佳方案中，涂層的鋼板示出了在劃線標(biāo)記處的紅銹抗性超過700小時(shí)(在表1和2中評價(jià)為+++)。然而，超過500小時(shí)的紅銹抗性(評價(jià)為++)或超過300小時(shí)的紅銹抗性(評價(jià)為+)對于很多應(yīng)用也是可接受的。通過施用本發(fā)明的涂層組合物得到的防腐蝕涂層的基本有效的是獲得超過120小時(shí)的紅銹抗性(評價(jià)為+/-)；在表1和2中不可用的涂層判定為“-”。
通過將本發(fā)明的涂層組合物施用到金屬基底產(chǎn)生的涂層的防腐蝕性能評估意外地示出進(jìn)行的預(yù)處理是磷化時(shí)紅銹抗性表現(xiàn)出了最佳結(jié)果。由于在大多數(shù)其他表面涂層中，磷化導(dǎo)致隨后的陰極涂層組合物或涂層的保護(hù)作用的降低，這被認(rèn)為是本發(fā)明涂層的特別質(zhì)量特征。
本發(fā)明的涂層可以節(jié)能方式施用，且具有最少的費(fèi)用和不便，因?yàn)槭覝叵鹿袒馕吨稍镅b置不是必要的，而且也不需要任何能量產(chǎn)生用于固化和/或干燥的熱量。此外，在這種方式下，還可能用于涂覆不能用干燥設(shè)備在涂層線內(nèi)涂層的金屬基底，更特別是固定安裝的金屬基底，如橋，或如其他建筑物。