阴极腐蚀防护粉末涂料组合物和方法技术

本发明专利技术提供了一种可固化的阴极腐蚀防护粉末涂料，该涂料包含热固性树脂、硼酸锌化合物、有效固化涂料量的固化剂。此外，本发明专利技术还提供了一种阴极腐蚀防护方法，该方法包括对基材进行机械处理、在所述处理过的钢表面涂布阴极防护涂料、以及极化该涂覆材料作为阴极的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阴极腐蚀防护粉末涂料组合物和方法专利技术背景1、专利
本专利技术涉及一种阴极腐蚀防护组合物和方法。具体而言，本专利技术涉及一种含有硼酸锌的可固化粉末涂料组合物，以及涂布该涂料组合物的方法，当该涂料组合物涂布于钢或者其他含铁的基材上时，提供一种有效提高耐阴极剥离性能的抗腐蚀涂层。2、相关技术描述在含有如盐水和盐溶液这样的电解质的潮湿环境中，一种防止钢材料发生腐蚀的方法是阴极保护。阴极保护通过保持钢材料作为阴极和抑制铁的离子化来防止钢的溶解。然而，当铁的比例占很大范围时，能量和牺牲阳极的消耗将增加。因此，钢材料通常不直接用于阴极保护，不过在多数情况下，阴极保护以与有机涂层和/或内衬组合的方式来完成。通过这种方法，钢材料的主要部分在有机涂层的保护下不被腐蚀，而存在于该有机涂层中的缺陷部分，如划痕和针孔，可以通过阴极保护来补充防护。在阴极保护中，金属离子在极化为阴极的金属表面被还原并且转化为不溶的。因此，通过施加与将被溶解的金属离子相一致的能量来实施防腐，可以得到满意的效果。被溶解的金属离子的数量与金属的表面积是成比例的，并且在涂覆的钢材料的情况中对应于缺陷部分的表面积。然而，要确认涂层缺陷部分的精确表面积是极困难的。因此，阴极保护通常都是过度施加。但是，过度极化使阴极附近的水分子发生水解而产生氢氧离子，导致有机涂层的划痕部分承担起阴极的职责，并且总是暴露在碱性的环境中。当这种情况发生时，有机涂层粘合点发生退化，这种退化既发生在钢材料和有机涂层的界面之间的任何地方，也发生在有机涂层与有机涂层的界面之间的任何地方，尤其发生在抗碱性弱的部位，有机涂层的阴极剥离就此发生。作为限制这种阴极剥离的方法，提供了一种实施铬酸盐处理或者应用富锌特种热固化环氧树脂底涂料的方法(见日本未审专利出版-->物(公开)59-222275)。然而，这项技术不足以满足近年来对耐阴极剥离性能的高要求，同时，该技术也没有在组合物中使用以硼酸锌为基础的颜料组分。日本未审专利出版物(公开)55-142063公开了一种由聚乙烯醇缩丁醛树脂、液态环氧树脂、硼酸盐化合物、环氧-硅烷偶联剂和磷酸组成的组合物，作为烘烤型预处理组合物。但是，这种涂料组合物与本专利技术目的不同，涉及一种用于金属预处理的洗涤底涂料，而且在该参考文献中所使用的树脂并没有使用固化剂，而且是热塑树脂。限制这种阴极剥离的方法是众所周知的。不幸的是，这些技术中的多数不足以满足近年来对耐阴极剥离性能的高要求。欧洲专利EP0 588 318 B1(Kaga)中描述了一种提供防腐蚀的阴极保护的方法，该方法通过下列钢预处理步骤实现：涂布富锌的以热固性环氧树脂为基础的粉末涂料，随后将这种涂覆的钢材料极化作为阴极。但是，该技术局限于锌化合物含量较高(5-75wt％)的涂料，存在长期溶解性的问题，以及硼酸锌化合物成本不断增长的问题。因此，需要一种较低成本的最适宜长期在高温高湿环境下提供阴极剥离保护的涂料组合物，优选粉末涂料组合物，以及涂布该组合物的方法。专利技术概述本专利技术提供一种可固化的阴极腐蚀防护涂料，优选粉末涂料，该涂料包含：(a)热固性树脂或热固性树脂的混合物；(b)基于总固体重量约0.5-4.75wt％的硼酸锌化合物；和(c)有效固化涂料量的固化剂。本专利技术进一步提供一种阴极腐蚀防护的方法，该方法包括以下步骤：对基材实施机械处理，将阴极保护涂料涂布于所述的经过处理的钢表面上，并极化所述涂覆的材料作为阴极。附图简述图1为举例说明耐阴极剥离性与硼酸锌浓度关系的曲线图。-->专利技术详述如授予Allen的美国专利4330644中所述，为了提高涂料的耐阴极剥离性能，过去的方法是通过添加极性基团来改善涂料与钢的粘附性能。另一种方法是前面提到的授予Kaga的EP 0 588 318 B1中叙述的，通过添加大量的硼酸锌来减少腐蚀。本专利技术是以下述发现为基础的：将低含量(添加剂量)的硼酸锌化合物加入到以热固性树脂为基础的涂料体系中，该涂料体系优选为粉末涂料体系，然后将该涂料涂于钢基材，由此得到具有优异耐阴极剥离性能的涂料，尤其是长期在高温高湿的环境中。本专利技术的涂料及其使用方法，可用作钢基材的涂料，所述钢基材包括但不局限于钢管的内表面和外表面、用于混凝土的结构钢、储罐、海洋环境中的结构钢以及石油生产中的管道及其套。在本专利技术的涂料组合物中，可以使用任何热固性树脂，只要该热固性树脂能够与钢材料，或者经过机械处理如喷砂清理的钢材料，或者经过化学处理如铬酸盐处理或用磷酸锌处理的钢材料牢固粘贴。这类树脂包括含有环氧树脂固化剂的环氧树脂、含有异氰酸酯的多元醇树脂、含有聚合引发剂的丙烯基改性的环氧树脂、醇酸树脂、湿气固化聚氨酯树脂等等。优选的热固性树脂是环氧树脂。更优选的热固性树脂是与有效环氧固化剂联合使用的环氧树脂或环氧树脂混合物。本专利技术的涂料组合物优选含有基于总固体重量约25-90wt％的热固性树脂或热固性树脂的任意混合物。更优选该组合物含有基于总固体重量约60-80wt％的热固性树脂或热固性树脂的混合物。适用于本专利技术的环氧热固性树脂的例子为4，4-(二羟基苯基)烷烃的二缩水甘油醚，其是由4，4’-(二羟基苯基)烷烃如双酚A、双酚F、双酚AD等与表卤代醇反应制得的。在与苯酚酚醛环氧树脂或甲酚酚醛环氧树脂或其他多功能树脂的组合中，以4，4-(二羟基苯基)烷烃的缩水甘油醚作为主要成分是没有问题的。这类环氧树脂以下列产品在市场销售：“EPON”和“EPIKOTE”(两者均为ResolutionPerformance Products，LLC.的产品)，“EPOTOHTO”(Tohto KaseiK.K.的产品)，“ARALDITE”(Vantico的产品)，“EPICLON”(Dainippon Ink & Chemicals，Inc.的产品)，“Dow Epoxy”(Dow-->Chemical International，Ltd.的产品)等等。特别有用的环氧树脂是″EPON″2024双酚A/表氯醇热固性环氧树脂，由ResolutionPerformance Products，LLC.供应。本专利技术的涂料组合物还包含有效固化涂料量的固化剂或固化剂的混合物。优选涂料含有基于总固体重量约1-35wt％的固化剂或固化剂的任意混合物。更优选涂料组合物含有基于总固体重量约2-20wt％的固化剂或其混合物。分子中包含多种可与环氧树脂中的环氧基团发生加聚反应的官能团的传统环氧树脂固化剂可以用作环氧固化剂。这种类型的环氧固化剂的例子包括：诸如脂族二胺、芳香二胺和杂环二胺的二胺化合物，这些二胺的各种改性产品，通过与脂肪酸及其二聚物反应得到的聚酰胺树脂，酸酐，硫醇，酚等等。这些固化剂以下述产品在市场出售：“EPOMATE”(Resolution Performance Products，LLC.的产品；各种杂环二胺改性产品)，“SUMMIDE”(Sanwa ChemicalIndustry Co.，Ltd.的产品；各种胺加成物或聚酰胺)，“TOHMIDE”(Fuji Kasei-Kogyo K.K.的产品；各种聚酰胺)，“EPIKURE”(Resolution Performance Products，LLC.的产品；各种胺加成物，硫醇类，苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化涂料组合物，包含：（ａ）热固性树脂或热固性树脂的混合物；（ｂ）基于总固体重量约０．５－４．７５ｗｔ％的硼酸锌化合物；和（ｃ）固化剂或固化剂的混合物，其含量为能够固化所述涂料组合物的有效量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-4-28 10/424,8911.一种可固化涂料组合物，包含：(a)热固性树脂或热固性树脂的混合物；(b)基于总固体重量约0.5-4.75wt％的硼酸锌化合物；和(c)固化剂或固化剂的混合物，其含量为能够固化所述涂料组合物的有效量。2.权利要求1的涂料组合物，其中所述组合物是粉末涂料组合物。3.权利要求1的涂料组合物，其中所述热固性树脂是选自下列树脂中的至少一种树脂：(a)环氧树脂和环氧固化剂；(b)多元醇树脂和异氰酸酯；(c)丙烯基改性的环氧树脂和聚合引发剂；(d)醇酸树脂；(e)湿气固化型聚氨酯树脂；和(f)苯氧基树脂。4.权利要求1的涂料组合物，其中所述热固性树脂为双酚A/表氯醇环氧官能树脂。5.权利要求1的涂料组合物，包含基于总固体重量约25-90wt％的所述热固性树脂或其混合物。6.权利要求1的涂料组合物，包含基于总固体重量约60-80wt％的所述热固性树脂或其混合物。7.权利要求1的涂料组合物，包含基于总固体重量约1.5-2.5wt％的所述硼酸锌化合物。8.权利要求1的涂料组合物，其中所述硼酸锌化合物是选自偏硼酸锌、碱式硼酸锌和硼酸锌的至少一种化合物。9.权利要求1的涂料组合物，其中所述硼酸锌化合物为硼酸锌，其通式表示为2ZnO·3B2O3·3.5H2O。10.权利要求1的涂料组合物，其中所述固化剂为选自下列的环氧固化化合物：脂族二胺、芳族二胺、杂环二胺以及上述二胺的改性产物、与脂肪酸或其二聚物发生反应的聚酰胺树脂、酸酐、硫醇、酚、具有加成反...

【专利技术属性】
技术研发人员：SJ埃蒙森，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]