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耐腐蚀性组合物

阅读:547发布:2020-05-11

IPRDB可以提供耐腐蚀性组合物专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供了一种耐腐蚀性涂料组合物。所述组合物包含含有至少一种聚合物树脂的粘合剂体系,和无机含铋化合物。还提供了涂布和使用所述涂料组合物的方法。,下面是耐腐蚀性组合物专利的具体信息内容。

1.一种涂料组合物,所述涂料组合物包含:粘合剂体系,所述粘合剂体系包含

至少一种聚合物树脂;

任选的交联剂;和

包含无机含铋化合物的腐蚀抑制剂。

2.一种耐腐蚀性涂布制品,所述涂布制品包含:金属基材;和

布置在所述金属基材上的固化涂层,其中所述固化涂层源自涂料组合物,所述涂料组合物包含:粘合剂体系,所述粘合剂体系包含

至少一种聚合物树脂;

任选的交联剂;和

包含无机含铋化合物的腐蚀抑制剂。

3.一种制备耐腐蚀性涂布制品的方法,所述方法包括:提供金属基材;

在所述金属基材上涂覆涂料组合物,所述涂料组合物包含:粘合剂体系,所述粘合剂体系包含

至少一种聚合物树脂;

任选的交联剂;和

包含无机含铋化合物的腐蚀抑制剂。

4.上述权利要求中任一项所述的组合物或方法,其中所述无机含铋化合物选自硅酸铋、铝硅酸镁铋、铝酸铋、铝酸铋、硼酸铋、锰酸铋、氢氧化铋、三氧化铋、磷酸铋及其混合物或组合。

5.上述权利要求中任一项所述的组合物、制品或方法,其中所述含铋化合物是铝酸铋。

6.上述权利要求中任一项所述的组合物、制品或方法,其中所述腐蚀抑制剂是无机含铋化合物和有机含铋化合物的组合。

7.上述权利要求中任一项所述的组合物、制品或方法,其中所述含铋化合物是有机含铋化合物,所述有机含铋化合物选自乙酸铋、碱式乙酸铋、碳酸铋、水杨酸铋、碱式水杨酸铋、碱式碳酸铋、碱式柠檬酸铋、柠檬酸铋、苯甲酸铋、草酸铋、油酸铋、二烷基二硫代氨基甲酸铋、铋的羟基酸、有机硫铋化合物、铋与硫醇和/或羟基硫醇的反应产物、其混合物或组合。

8.上述权利要求中任一项所述的组合物、制品或方法,其中所述有机含铋化合物是柠檬酸铋。

9.上述权利要求中任一项所述的组合物、制品或方法,其中所述腐蚀抑制剂是铝酸铋和柠檬酸铋的1:1组合。

10.上述权利要求中任一项所述的方法,其中通过电沉积方法将所述涂料组合物涂覆到所述基材上。

11.上述权利要求中任一项所述的方法,其中将所述涂料组合物涂覆到基材上作为直接涂布金属涂层。

12.上述权利要求中任一项所述的组合物、制品或方法,其中所述基材是含铁金属基材。

13.上述权利要求中任一项所述的组合物、制品或方法,其中所述基材是不含铁金属基材。

14.上述权利要求中任一项所述的组合物、制品或方法,其中在所述基材上应用预处理,然后再涂覆所述涂料组合物。

说明书全文

耐腐蚀性组合物

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本国际申请要求2016年2月10日递交的美国临时申请序列号62/293,628和同日递交的美国临时申请序列号62/457,337的权益,其中每一个均通过引用整体并入本文。

背景技术

[0003] 腐蚀是一个严重的问题,对于暴露于水、雨、雪、高湿度条件,或者暴露于其他高腐蚀性环境(包括酸性环境、高盐环境等)的金属表面尤为如此。估计金属腐蚀的年度直接成本为数十亿美元。
[0004] 已经进行了若干尝试以提供有效的腐蚀抑制剂。通常,通过涂料组合物保护金属表面,涂料组合物保护表面免受环境影响。然而,涂层中倾向于累积渗透压,从而导致起泡、浸出,甚至分层。一旦涂层消失,金属表面便会暴露于腐蚀。
[0005] 通过在组合物中包含腐蚀抑制剂,可以改善涂层的耐腐蚀性。六价铬是广泛使用的有效腐蚀抑制剂的一个例子。然而,它也是已知的低水平致癌物质,对健康和环境的日益关注导致要求在涂料组合物中替代六价铬和其他铬基化合物。
[0006] 从前述内容可以认识到:本领域需要有效的腐蚀抑制剂,其基本上或甚至完全不含铬,并且可用于提供没有环境或健康危害的耐腐蚀性涂料组合物。本文公开并要求保护所述组合物,以及制备和使用所述组合物的方法。
[0007] 概述
[0008] 本说明书提供了耐腐蚀性涂料组合物及其制备和使用方法。这些组合物可被涂覆到各种基材上以提供腐蚀保护,并且可被用作例如预处理、底漆和/或直接涂布金属(direct-to-metal)涂层。
[0009] 在一个实施方式中,本说明书提供了一种涂料组合物。所述组合物包含粘合剂体系,该粘合剂体系包括至少一种聚合物树脂、任选的交联剂;和腐蚀抑制剂,所述腐蚀抑制剂包含无机含铋化合物。
[0010] 在另一个实施方式中,本说明书提供了一种耐腐蚀性涂布制品,其包含金属基材和布置在所述基材上的固化涂层。所述固化涂层源自涂料组合物,所述涂料组合物包含粘合剂体系,该粘合剂体系包括至少一种聚合物树脂、任选的交联剂;和腐蚀抑制剂,所述腐蚀抑制剂包含无机含铋化合物。
[0011] 在又一个实施方式中,本说明书提供了制备耐腐蚀性涂布制品的方法。所述方法包括以下步骤:提供金属基材和在所述基材上涂覆涂料组合物,所述涂料组合物包含粘合剂体系,该粘合剂体系包括至少一种聚合物树脂、任选的交联剂;和腐蚀抑制剂,所述腐蚀抑制剂包含无机含铋化合物。
[0012] 本发明的上述概述并非意图描述本发明的每一个公开的实施方式或每一种实施情况。下面的描述更具体地举例说明说明性的实施方式。在整个申请的几个地方,通过实施例的列表提供指导,这些实施例可以以各种组合方式使用。在每种情况中,所列举的列表仅用作代表性的组,而不应该被解释为穷举性的列表。
[0013] 在如下的附图和说明中阐明了本发明的一个或多个实施方式的细节。从说明书和附图以及权利要求出发,本发明的其它特征、目的和优点是明显的。
[0014] 选择的定义
[0015] 除另有指明外,本文中使用的下列术语具有下面提供的含义。
[0016] 术语“组分”指的是包含特定特征或结构的任意化合物。组分的实例包括化合物、单体、寡聚物、聚合物以及其中包含的有机基团。
[0017] 术语“基本上不含”特定组分是指本发明的组合物含有,基于组合物的总重量,少于5重量%的所述组分。术语“实质上不含”特定组分是指本发明的组合物含有,基于组合物的总重量,少于1重量%的所述组分。
[0018] 术语“多元醇”是指具有两个或更多个羟基(-OH)基团的聚合物。
[0019] 在本文中使用时,该术语可以指不同类型的多元醇,包括例如聚醚多元醇、聚酯多元醇等。
[0020] 术语“交联剂”是指能够在聚合物之间或在同一聚合物的两个不同区域之间形成共价键的分子。
[0021] 当在自交联聚合物的上下文中使用时,术语“自交联”是指聚合物在不存在外部交联剂的情况下与其自身和/或另一聚合物分子进行交联反应,从而在它们之间形成共价键的能力。通常,这种交联反应通过自交联聚合物自身或两个不同的自交联聚合物分子中存在的互补反应性官能团的反应而发生。
[0022] 除非另有说明,否则提及“(甲基)丙烯酸酯”化合物(其中“甲基”被括起来)意味着包括丙烯酸酯化合物和甲基丙烯酸酯化合物。
[0023] 在本文中使用时,术语“直接涂布金属”(direct-to-metal,DTM)意指:将涂料组合物直接涂覆在金属基材的表面,其中所述基材之前未用底漆、预处理或其它涂料涂布。在本文中使用时,术语“预处理”指的是在涂覆漆料或其它保护性涂料之前被涂覆到基材表面的任何有机涂料,但不包括用于清洁或准备表面的标准程序和/或物质,例如,喷砂(blasting)、磷酸盐处理等等。因此,未用预处理涂覆的DTM涂层可被涂覆到经喷砂清洁的表面、经磷酸盐处理的表面等等。DTM涂层将传统底漆涂层的附着力和耐腐蚀性与面漆组合物的耐久性、耐候性和光泽度组合在一起。除非另有声明,DTM涂层不需要在前的预处理或底漆涂覆,或者随后的面漆涂覆。
[0024] 在涂料涂覆在表面或基材之上的上下文中使用时,术语“在...之上”既包括涂料直接涂覆于表面或基材上,也包括涂料间接涂覆于表面或基材上。因此,例如,涂层涂覆在覆盖基材的底漆层上构成涂料涂覆在基材上。
[0025] 除另有指明外,术语“聚合物”包括均聚物和共聚物(即两种或更多种不同单体的聚合物)二者。
[0026] 在本文中使用时,术语“含铬化合物”是指包括例如目前受到管理限制或禁止的六价铬的铬化合物。“不含铬”旨在表示基本上或甚至实质上不含含铬化合物的组合物或组分。
[0027] 术语“热塑性”是指当被充分加热时熔化和改变形状且当充分冷却时硬化的材料。这样的材料通常能够经受反复的熔化和硬化而不会表现出显著的化学变化。相反,“热固性”是指交联的并且不“熔化”的材料。
[0028] 当在说明书和权利要求中出现时,术语“包含”及其变体并不具有限制性意义。
[0029] 术语“优选的”和“优选地”的是在某些情况下可以提供某些优点的本发明的实施方式。但是,在相同情况或其他情况下,其他实施方式也可以是优选的。此外,一个或多个优选的实施方式的表述并不意味着其他实施方式不可用,并且并非意图将其他实施例排除在本发明的范围外。
[0030] 在本文中使用时,不使用数量词、“至少一个”和“一个或多个”可互换使用。因此,例如,包含添加剂的涂料组合物可被解释为表示该涂料组合物包含“一种或多种”添加剂。
[0031] 同样在本文中,以端点描述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。此外,公开范围包括公开在较宽范围内包含的所有子集(例如1至5公开了1至4、1.5至4.5、1至2等)。
[0032] 详细说明
[0033] 在一个方面,本说明书提供了耐腐蚀性涂料组合物、涂布制品和改善涂布制品的耐腐蚀性的方法。所述组合物包含粘合剂体系和含有至少一种无机含铋化合物的腐蚀抑制剂。所述方法包括以下步骤:提供基材和在其上涂覆耐腐蚀性涂料组合物。
[0034] 在一个实施方式中,本说明书提供了耐腐蚀性组合物。在一个优选的方面,所述组合物是液体涂料或漆料,并且可以是溶剂型的、水分散性的、水可稀释性的或水性的。在本文中使用时,术语“液体涂料”是指包含一种或多种颜料在液体介质或载体中的分散体的组合物或体系。液体介质或载体可以是水性的或非水性的。
[0035] 本文所述的组合物包含含有至少一种聚合物树脂的粘合剂体系。粘合剂中合适的树脂可以是热固性和/或热塑性的。方便地,这些之中的一种或多种是热塑性的。此外,可用于实施本发明的热塑性树脂的一些实施方式可以是无定形的、结晶的或半结晶的。粘合剂体系中所使用的说明性树脂包括无环树脂、环状树脂、支链树脂、直链树脂、脂族树脂或芳族树脂。在一个方面,本文所述的粘合剂体系可以是水性的、水可稀释性的、水分散性的或溶剂型的。
[0036] 合适的聚合物树脂包括但不限于环氧树脂、丙烯酸类、聚烯烃类、聚氨酯类、多胺类、醇酸类、聚酯类、氯化树脂、氟化树脂等。用于涂料组合物的树脂的选择取决于给定最终用途的性能要求。在一个方面,聚合物树脂是氨基甲酸酯,优选是一种或多种多元醇与一种或多种酸或二醇的反应产物。
[0037] 合适的多元醇包括但不限于,包括例如聚醚多元醇、聚酯多元醇等。例如,本文所述的多元醇可以是环氧化物或环氧官能化合物与酸或二醇的反应产物。这种类型的示例性多元醇描述于美国专利公开No.20160090510(2015年11月30日递交),其全部内容通过引用并入本文。
[0038] 在一个实施方式中,本文所述的多元醇具有约100至400、优选150至350的理论羟基当量。在一个实施方式中,本文所述的多元醇具有约100至400、优选150至350的羟值。
[0039] 合适的酸包括但不限于脂族和芳族一元羧酸和二元羧酸,饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸等。在一个方面,用于制备本文所述多元醇的脂族酸包括一元羧酸,例如乙酸、丁酸、己酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-乙基己酸、氰基丙烯酸、巴豆酸、十二烷酸、脂肪酸二聚体等。在另一方面,用于制备本文所述多元醇的脂族酸包括二元羧酸,例如琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、癸烷二酸、十二烷二-酸、松香酸、酸二聚体等。脂族酸可以是直链酸或支链酸。在另一方面,用于制备本文所述多元醇的芳族酸包括芳族一元羧酸,例如但不限于烷基取代的芳族酸、烯基取代的芳族酸或羟基取代的芳族酸。实例包括苯甲酸、羟基苯甲酸、肉桂酸等。在另一方面,芳族酸包括二元羧酸,例如间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸、1,4-环己烷二羧酸(CHDA)、氧二苯甲酸等。
[0040] 合适的二醇包括但不限于选自未取代的或烷基取代的脂族二醇的脂族二醇。在一个方面,二醇包括,例如,乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、戊二醇、己二醇、三羟甲基丙烷、甘油等。在一个实施方式中,使用未取代的二醇,优选1,4-丁二醇。
[0041] 在一个实施方式中,本文描述的多元醇是环氧化物或环氧官能化合物与酸或二醇之间的反应的产物。它们的反应在存在反应催化剂的情况下进行。合适的催化剂包括三烷基胺、单烷基二芳基胺、二烷基芳基胺、三芳基胺、三烷基膦、单烷基二芳基膦、二烷基芳基膦、三烷基膦、季铵化合物、季鏻化合物、碱金属卤化物等。季铵或季鏻化合物和二烷基芳基胺是优选的。在一个优选的实施方式中,基于涂料组合物中非挥发性物质的重量,反应催化剂优选以至少0.01重量%、更优选至少0.1重量%的量存在。基于涂料组合物中非挥发性物质的重量,反应催化剂优选以不多于3重量%、更优选不多于1重量%的量存在。
[0042] 在一个实施方式中,基于组合物的总重量,粘合剂体系的存在量为约40-95重量%,优选约55-80重量%,更优选约60-70重量%。
[0043] 在一个方面,所述涂料组合物中所述树脂组分是自交联的,在另一方面,所述树脂组分可与任选的交联剂交联,所述交联剂与所述树脂组分的一个或多个官能团反应。
[0044] 用于本文所述组合物和方法中的合适的任选交联剂包括,例如,氨基塑料树脂、多异氰酸酯、聚环氧化物、多元酸和多胺、其组合或混合物等。具体交联剂的选择通常取决于所配制的具体产品。
[0045] 在一个实施方式中,任选的交联剂是羟基反应性的。在一个优选的方面,任选的交联剂是酚醛塑料、氨基塑料、异氰酸酯官能的化合物、二酐或其混合物。
[0046] 合适的酚醛树脂包括醛类与酚类的缩合产物。甲醛和乙醛是优选的醛。可以使用各种酚,例如苯酚、甲酚、对苯基苯酚、邻叔丁基苯酚、对叔丁基苯酚、对叔戊基苯酚、环戊基苯酚等。
[0047] 合适的氨基塑料树脂是醛类(例如甲醛、乙醛、巴豆醛、糠醛、苯甲醛等)与含氨基物质或含酰胺基物质(例如脲、三聚氰胺和苯并胍胺)的缩合产物。合适的氨基塑料交联树脂的实例包括但不限于苯并胍胺-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、醚化三聚氰胺-甲醛和脲-甲醛树脂。
[0048] 合适的异氰酸酯官能化合物包括但不限于封端或未封端的脂族、脂环族或芳族的二价、三价或多价的异氰酸酯,例如六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。通常合适的未封端或封端异氰酸酯的其它非限制性实例包括异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯及其混合物的异构体。在一些实施方式中,使用Mn为至少约300、更优选至少约650、甚至更优选至少约1000的未封端或封端的异氰酸酯。
[0049] 在某些实施方式中,可以使用聚合的未封端或封端的异氰酸酯。合适的聚合的封端异氰酸酯的一些实例包括二异氰酸酯的缩二脲或异氰脲酸酯、三官能“三聚体”或其混合物。合适的封端聚合异氰酸酯的实例包括TRIXENE BI 7951、TRIXENE BI 7984、TRIXENE BI 7963、TRIXENE BI 7981(TRIXENE材料可得自Baxenden Chemicals,Ltd.,Accrington,Lancashire,England)、DESMODUR BL 3175A、DESMODUR BL3272、DESMODUR BL3370、DESMODUR BL 3475、DESMODUR BL 4265、DESMODUR PL 340、DESMODUR VP LS 2078、DESMODUR VP LS 2117和DESMODUR VP LS 2352(DESMODUR材料可得自Bayer Corp.,Pittsburgh,Pa.,USA)、或其组合。
[0050] 合适的二酐包括但不限于饱和羧酸和不饱和羧酸的酸酐。
[0051] 在一个实施方式中,其中树脂组分是自交联的,不需要额外的交联剂,但仍可使用一种或多种交联剂。在另一个实施方式中,基于组合物的总重量,交联剂的存在量为约10-60重量%、优选20-45重量%、更优选30-40重量%。
[0052] 本文所述的组合物还包含不含有机锡和/或不含铬的腐蚀抑制剂,或不含有机锡和铬的腐蚀抑制剂。适用于本文所述组合物和方法中的腐蚀抑制剂优选包含无机含铋化合物,优选各种阴离子的多价铋盐,更优选金属氧阴离子的铋盐。这些化合物包括它们的无水形式,以及各种水合物,包括半水合物、五水合物和其它水合形式,以及它们的混合物和组合等。
[0053] 出乎意料地,本文所述的涂料组合物包含无机含铋化合物,并且相对于不利用腐蚀抑制剂而制备的常规涂料展示出最佳或甚至更优的耐腐蚀性。
[0054] 各种阴离子的这种铋盐的合适实例包括但不限于硅酸铋、铝硅酸镁铋、铝酸铋、硼酸铋、锰酸铋、氢氧化铋、三氧化铋、磷酸铋等。在一个优选的方面,无机含铋化合物是金属氧阴离子的铋盐,例如铝酸铋、锰酸铋,及其混合物或组合等。这些化合物包括它们的无水形式,以及各种水合物,包括半水合物、五水合物和其它水合形式,以及它们的混合物和组合等。
[0055] 在一个优选的实施方式中,无机含铋化合物是铝酸铋,优选铝酸铋水合物,其可以从各种来源(包括例如Sigma-Aldrich)商购。铝酸铋和铝酸铋水合物可以与少量其他无机含铋化合物(例如包括三氧化铋和氢氧化铋)缔合,或被部分转化为少量其他无机含铋化合物(例如包括三氧化铋和氢氧化铋)。
[0056] 在一些实施方式中,无机含铋化合物可以与一种或多种有机含铋化合物组合使用。例如,美国专利5,554,700;5,631,214;5,670,441;5,859,165;6,353,057和6,190,524中描述了这种类型的化合物。
[0057] 任选的有机含铋化合物的实例包括乙酸铋、碱式乙酸铋、碳酸铋、水杨酸铋、碱式水杨酸铋、碱式碳酸铋、碱式柠檬酸铋、柠檬酸铋、苯甲酸铋、草酸铋、油酸铋、二烷基二硫代氨基甲酸铋、铋的羟基酸、有机硫铋化合物、铋与硫醇和/或羟基硫醇的反应产物、其混合物或组合等。
[0058] 在一些实施方式中,无机含铋化合物可以与其他已知的不含铬或不含铬酸盐的腐蚀抑制剂组合使用,所述腐蚀抑制剂包括起腐蚀抑制剂作用的广泛的市售粉末状颜料和填料。合适的附加的和/或任选的腐蚀抑制剂包括,例如,Zn、Ca、Sr、Ba、Al、Mg、Pb、Cr、Fe的磷酸盐或多磷酸盐、钼酸盐、硼酸盐、硅酸盐和亚磷酸盐,或这些阴离子种和阳离子种的各种组合。其它活性腐蚀抑制颜料包括,例如,具有-SH官能团的有机化合物,例如硫醇,二硫代碳酸、二硫代氨基甲酸和二硫代磷酸的衍生物等。这种腐蚀抑制剂在本领域中是公知的,并且描述于例如美国专利4,612,049和3,453,124等中。
[0059] 在一个实施方式中,基于组合物的总重量,无机含铋化合物的存在量为约0.5-10重量%,更优选0.6-5重量%,最优选0.8-2重量%。如果无机含铋化合物与有机含铋化合物或其它催化剂结合使用或组合使用,则无机含铋化合物与有机含铋化合物优选以约0.5:1至1:1的比例存在。
[0060] 在一个实施方式中,本文中使用的无机含铋化合物还可以充当有效的固化催化剂,可以单独使用或与有机含铋化合物和/或本领域已知的其它催化剂组合使用。无机含铋化合物作为催化剂的用途进一步描述于题为“Novel Electrocoating Composition”的申请人的专利申请案号06-2414-0201和题为“Novel Powder Coating Composition”的申请人的专利申请案号06-2437-0100中,二者均与本申请同日递交。
[0061] 在一个实施方式中,与不利用无机含铋组合物制备的常规涂层相比,由本文所述的涂料组合物和方法制备的涂层展示出相当的耐腐蚀性,优选更优的耐腐蚀性。
[0062] 如果期望,本文所述的涂料组合物可任选地包含多种其他附加成分。这些成分的实例包括一种或多种消泡助剂、助磨剂、润湿剂、表面活性剂、聚结助剂、加工助剂、防滑剂、耐磨剂、导电剂、抗静电剂、着色剂、抗腐蚀助剂、增稠剂、抗流挂剂、塑化剂、抗氧化剂、紫外线稳定剂、杀生物剂、杀真菌剂、填料、它们的组合等。这些成分可以根据目前已知的或以后开发的常规实践使用。
[0063] 在一个实施方式中,本说明书提供了制备耐腐蚀制品的方法,所述方法包括提供金属基材的步骤。本文中可以使用任何金属基材,包括含铁基材和不含铁基材。含铁基材的合适实例包括但不限于不锈钢、耐候钢、冷轧钢、含锆的冷轧钢、热浸镀锌钢、电镀锌钢等。不含铁基材包括铝、锆等。基材还可包括金属合金、金属间组合物、含金属的复合材料、它们的组合等。
[0064] 在涂覆本文所述的涂料组合物之前,可以对基材应用预处理。合适的预处理包括例如磷酸铁预处理、磷酸锌预处理、锆预处理等。预处理通常是用去离子水冲洗,和/或任选地用铬酸盐密封剂、非铬密封剂或磷酸盐密封剂等密封。
[0065] 可通过本领域已知的任何方法涂覆本文所述的涂料组合物。合适的涂覆方法包括例如刷涂、喷涂、浸涂、旋涂、卷对卷涂布(roll-to-roll coating)、卷材涂布(coil coating)、电泳涂布等。
[0066] 本文所述的组合物可与各种基材一起使用以提供耐腐蚀性涂层。示例性的基材包括但不限于天然的和工程的建筑物和建筑材料,货运集装箱,地板材料,墙壁,家具,家用电器,其他建筑材料(包括用于加固混凝土的钢筋,结构钢,机动车辆部件,飞机部件,卡车,轨道车和发动机,桥,水塔,手机塔,风塔,无线电塔,照明设备,雕像,广告牌支架,围栏,护栏,隧道,管道,船舶部件,机械部件,层压制品,设备部件,电器,包装等。
[0067] 在一个优选的方面,使用本文所述方法制备的涂层展示出最佳的耐腐蚀性。如下文进一步描述的那样,根据ASTM D1654-08的方法将经涂布的试验板划线至金属并暴露于盐雾。合适的涂层会展示出最小的漆料损失或优选小于约4mm、更优选小于约3mm、甚至更优选小于2mm、最优选小于1mm的来自划线的蠕变。商业上可行的涂层具有小于3mm的来自划线的蠕变。
[0068] 所产生的涂布制品期望地包含这样的涂层,其提供优异的防腐蚀性和最佳的平滑度,同时还是环保的不含锡且不含铬的体系。实施例
[0069] 通过以下实施例来阐释本发明。应当理解:应根据本文所述的发明的范围和精神广义地解释特定的实施例、材料、量和程序。除非另有说明,否则所有份和百分比均以重量计,所有分子量均为重均分子量。除非另有说明,否则所用的所有化学品均可从例如Sigma-Aldrich,St.Louis,Missouri商购获得。
[0070] 试验方法
[0071] 除非另有说明,否则在以下实施例中使用以下试验方法。
[0072] 腐蚀电位测量
[0073] 可以通过测量金属基材的腐蚀电位来间接检测经涂布金属基材的耐腐蚀性。对于该试验,在存在或不存在腐蚀抑制剂的情况下,使金属基材暴露于电解质溶液给定的时间段,之后测量基材的腐蚀电位。正向的电位变化代表耐腐蚀性基材,而大的负电位指示显著的腐蚀。
[0074] 耐腐蚀性(盐雾)
[0075] 如ASTM B117(操作盐雾装置的标准实践(Standard Practice for Operating Salt Fog Apparatus))中所述,使用盐雾法来检测由本文所述组合物制备的固化涂层的耐腐蚀性。结果被表示在0-10的等级体系上,其中“0”表示涂层被完全腐蚀,这是通过所有区域中的膜的冒泡或起泡观察到的;“10”表示涂层与其经受腐蚀性环境之前相比,并未改变。如ASTM D714-02(用于评估漆料起泡程度的标准试验方法(Standard Test Method for Evaluating Degree of Blistering of Paints))中所示,在潮湿环境中经受盐雾暴露的涂层的锈蚀等级还被表示在0-10的等级体系上,其中“0”表示完全表面锈蚀,且“10”表示无表面锈蚀。
[0076] 耐腐蚀性(蠕变)
[0077] 还如ASTMD1654-08(用于评估经受腐蚀性环境的经涂布样品的标准试验方法(Standard Test Method for Evaluation of Painted or Coated Specimens Subjected to Corrosive Environments))中所述,通过测量暴露于腐蚀性环境之后的蠕变来检测由本文所述组合物制备的固化涂层的耐腐蚀性。将涂料涂覆到板上并固化。然后将板划线至金属并暴露于盐雾持续给定的时段。测量来自划线的漆料损失,并将结果表示为来自划线的蠕变的量(以mm计)。对于商业上可行的涂料,来自划线的蠕变为3mm或更少是期望的。
[0078] 实施例1.腐蚀电位
[0079] 为了确定本文所述组合物的耐腐蚀效果,使各种未涂布的金属基材暴露于150mL含有或不含0.25g铝酸铋水合物的5%NaCl溶液(酸化至pH为4),持续表1中所示的时间。测量每个样品的腐蚀电位。结果如图1所示。
[0080] 表1.腐蚀电位
[0081]
[0082] 实施例2.耐腐蚀性
[0083] 为了确定本文所述腐蚀抑制剂的有效性,用聚氨酯涂料组合物涂布两组B1000冷轧钢试验板(仅应用去离子水冲洗(B1000/DIW)或应用磷酸盐预处理(B1000/P60)),所述聚氨酯涂料组合物包含指定量的柠檬酸铋或柠檬酸铋和铝酸铋的1:1混合物。如下表2中所示涂布样品。然后使每个板经受盐雾暴露,并以涂布表面上的气泡形成或以来自划线的蠕变(以mm计)的形式报告耐腐蚀性。结果如表2所示。
[0084] 表2.耐腐蚀性试验
[0085]
[0086]
[0087] 本文中引用的所有专利、专利申请和出版物以及电子可得材料的全部公开内容通过引用并入本文。给出上述详细说明和实施例仅仅是为了清楚理解。不应由其理解为不必要的限制。本发明并不局限于所表明和所描述的精确细节,对于本领域技术人员来说明显的变化将包含在权利要求书所限定的本发明的范围内。在一些实施方式中,在无任何未具体公开的元素的情况下,可以适当地实施本文中以说明方式公开的本发明。
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