底漆组合物制造技术

本文中公开的是一种能够在可以用基于环氧基的粘合剂粘合的各种材料的表面上形成具有优异的粘合性质和成膜性质的底漆层的底漆组合物。该底漆组合物包括：含有至少双酚A型环氧树脂和酚醛清漆型环氧树脂的环氧树脂；为双氰胺的固化剂；为咪唑的固化催化剂；以及其量基于每100重量份环氧树脂总量为0.5至3重量份的含有气相二氧化硅的无机氧化物填料，至少该气相二氧化硅的表面是疏水性的并且其具有7至40nm的初级粒径和50至380m2/g的比表面积，其中该底漆组合物不包含溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】底漆组合物
本专利技术涉及一种底漆组合物，更特别涉及一种能够改善各种材料对粘合剂的亲和力以使该材料与粘合剂牢固粘合的新型底漆组合物。
技术介绍
各种金属材料如不锈钢、普通钢、铝、铝合金、铜和镀锌钢因其优异的耐腐蚀性和外观而广泛应用于各个领域，如建筑材料和电子设备。当这些金属材料用作结构元件、各种组件等等时，常常存在需要将金属材料板连接在一起或连接到其它组件或元件上的情况。在此情况下，金属材料板往往通过焊接连接在一起。 但是，当金属材料通过焊接连接时，存在在焊接金属材料板表面上留下焊接痕迹的问题；因此，损伤了金属材料独有的优异外观。此外，需要钣金加工(sheet-metalprocessing)来清除焊接痕迹或焊接变形。但是，工人和周边人员避免采用此类钣金加工，因为需要大量时间和精力，并且工作条件因产生的噪音等而恶化。 为此，作为替代焊接来连接金属材料的方法，使用粘合剂的粘合法近年来受到关注。使用粘合剂的粘合法的有利之处在于几乎不会损伤金属材料的外观；因此，无需上述钣金加工。但是，金属材料的表面通常覆盖着稳定的氧化物膜。特别地，不锈钢覆盖着耐腐蚀性优异但是对粘合剂亲和力极低的氧化物膜，因此存在粘合性差的问题。此外，该粘合法的问题在于粘合剂界面的耐水性差；因此，当金属材料之间的粘合剂接合(adhesive joints)暴露于高温和高湿度气氛时，粘合强度在短时间内显著降低。 此类金属材料对粘合剂，尤其是对于基于环氧基的粘合剂的亲和力可以通过预先使用酸对该金属材料的表面施以活化处理来改进。例如，一种方法是已知的，其中不锈钢板的表面用硫酸和草酸的混合水溶液处理。另一方法也是已知的，其中铝板或铝合金板浸没在磷酸水溶液或重铬酸水溶液中或当浸没在此类水溶液中的同时被电阳极化处理。这些处理方法已知可以实现优异的粘合性，因此在实际使用时用于例如飞机组装过程。 但是，通过酸处理活化不锈钢表面的上述方法存在在不锈钢的表面上生成污垢(smut)的问题。该污垢可以通过用重铬酸和硫酸的混合水溶液处理不锈钢的表面来清除。但是，此类去污处理产生含铬废水，并因此从环境破坏的角度来看被严格限制。 作为无需此类去污处理的粘合法，最近已经尝试了一种方法，其中预先将底漆涂敷到不锈钢板的表面上以形成有机薄膜(底漆层)以改善粘合性。例如，专利文献I公开了一种方法，其中不锈钢板用含有酸性磷酸酯和/或其盐与水的水性底漆处理以改善该不锈钢板的粘合性。 此外，使用硅烷偶联剂已知作为赋予不锈钢板、普通钢板、铝板、铝合金板等等以粘合性的技术。例如，专利文献2公开了一种方法，其中普通钢板或不锈钢的表面用硅烷基偶联剂处理以改善其对氟基涂布膜的粘合性。 非专利文献I描述了通过使用具有与基于环氧基的粘合剂为反应性的官能团的硅烷偶联剂处理以改善不锈钢板、普通钢板、铝板、铝合金板等等的粘合性。此外，专利文献3公开了含有作为主要组分的多官能环氧树脂和双酚A型环氧树脂与作为固化剂的咪唑的底漆组合物。 随着粘合法在近年来的普及，存在越来越多粘合剂接合暴露于严苛使用环境如高温和高湿度环境的情况。例如，在浸没于废水，即暴露于最严苛条件的情况下，使用硅烷偶联剂等等的表面处理难以抑制粘合剂接合的粘合性降低。因此，非专利文献2提出了硅涂层(silicoater)处理作为赋予各种金属材料的粘合剂接合以稳定粘合性(甚至在沸水中)的处理。 参考文献列表 专利文献 专利文献I JP 06-009311 A 专利文献2 JP 06-057872 B 专利文献3 JP 2007-077358 A 非专利文献 非专利文献1:Yamabe Hidetoshi 等人，“A study of Surface Modificat1n ofStainless Steels，，, Journal of the Japan Society of Colour Material,第 70 卷，第12 期，1997，第 763 至 771 页 非专利文献2:Tiller 等人,^Silicoater-Verfahren, FertigungssystemKleben’，89，VCH Verlag, 1989，第 95 至 106 页。
技术实现思路
技术问题 已经证实，通过专利文献I中公开的使用酸性磷酸酯的上述表面处理或专利文献2中公开的使用硅烷基偶联剂的上述表面处理改善了各种金属材料板如不锈钢板、普通钢板、铝板、铝合金板、铜板和镀锌钢板对基于环氧基的粘合剂的亲和力。但是，此类表面处理方法所实现的粘合性无法与使用硫酸和草酸的混合水溶液的上述传统处理方法所实现的粘合性相比。因此，还不能说通过粘合不锈钢板等等获得的粘合结构具有对实际使用而言足够高的粘合强度与耐久性；因此，该粘合结构不能稳定地长期使用。 专利文献3中公开的底漆组合物因不存在填料而具有低劣的成膜性。此外，用有机溶剂如甲苯或甲乙酮稀释该底漆组合物以确保涂层的可加工性。因此，必须针对VOC (挥发性有机化合物)造成的空气污染采取措施，不利之处在于在生产和使用过程中造成了许多限制。 非专利文献I中公开的硅烷偶联剂具有单体结构；因此，在实践中难以将其稀释溶液均匀地涂敷到被污染的金属表面上。更具体地，该硅烷偶联剂可以通过例如烷氧基或其水解产物即硅烷醇基与金属表面上的氧化物层的羟基的缩合反应牢固地连接到未污染的金属表面上。 但是，金属表面通常被大气中存在的有机或无机物质污染，并且沉积在金属表面上的氧化层上的有机或无机物质已经牢固地附着。实际上难以彻底清除此类污染层。因此，目前在实践中难以均匀地将硅烷偶联剂附着到污染的金属表面上。此外，非专利文献2中公开的硅涂层处理是高温火焰处理；因此，其应用限于例如小的基材。 鉴于上述现有技术的问题，本专利技术的一个目的是提供一种能够在用基于环氧基的粘合剂粘合的各种材料表面上形成具有优异的粘合性质和成膜性质的底漆层的底漆组合物。特别地，本专利技术的一个目的是提供一种环境友好的底漆组合物，所述底漆组合物能够提供与使用混合酸水溶液的处理或使用硅烷偶联剂的化学处理(这是实际用于粘合各种材料的常规处理)所获得的相等或更高的粘合强度和粘合耐久性，并能够在不使用溶剂的情况下具有低粘度以实现优异的涂层可加工性。 问题的解决方案 为了实现上述目的，本专利技术的底漆组合物包括待涂敷到可能用基于环氧基的粘合剂粘合的材料表面上的底漆组合物，其包括:含有至少双酚A型环氧树脂和酚醛清漆型环氧树脂的环氧树脂；为双氰胺的固化剂；为咪唑的固化催化剂；以及其量基于每100重量份环氧树脂总量为0.5至3重量份的含有气相二氧化硅的无机氧化物填料，至少该气相二氧化硅的表面是疏水性的并且其具有7至40nm的初级粒径和50至380m2/g的比表面积，其中该底漆组合物不包括溶剂。 在本专利技术的底漆组合物中，该酚醛清漆型环氧树脂与该双酚A型环氧树脂以10:90至30:70重量份的比例共混。 此外，在本专利技术的底漆组合物中，作为固化剂共混的双氰胺的量其量基于每100重量份环氧树脂总量为3至25重量份。 此外，在本专利技术的底漆组合物中，可以用基于环氧基的粘合剂粘合的材料选自不锈钢材料、普通钢材料、铝材料、铝合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种底漆组合物，其待涂敷到可能用基于环氧基的粘合剂粘合的材料表面上，包含：含有至少双酚A型环氧树脂和酚醛清漆型环氧树脂的环氧树脂；双氰胺固化剂；咪唑固化催化剂；以及其量基于每100重量份环氧树脂总量为0.5至3重量份的含有气相二氧化硅的无机氧化物填料，至少该气相二氧化硅的表面是疏水性的并且其具有7至40nm的初级粒径和50至380m2/g的比表面积，其中该底漆组合物不包含溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.30 JP 2011-2612481.一种底漆组合物，其待涂敷到可能用基于环氧基的粘合剂粘合的材料表面上，包含:含有至少双酚A型环氧树脂和酚醛清漆型环氧树脂的环氧树脂；双氰胺固化剂；咪唑固化催化剂；以及其量基于每100重量份环氧树脂总量为0.5至3重量份的含有气相二氧化硅的无机氧化物填料，至少该气相二氧化硅的表面是疏水性的并且其具有7至40nm的初级粒径和50至380m2/g的比表面积，其中该底漆组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：山边秀敏，泷田有香，宫内恭子，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP