无铬防腐涂料组合物以及由其制成的制品制造技术

本申请涉及无铬防腐涂料组合物以及由其制成的制品。所述无铬防腐涂料组合物包含：成膜树脂组合物、含锂复合金属化合物、任选的载剂和附加添加剂，其中，所述含锂复合金属化合物具有空间上稳定的晶体结构。本申请的无铬防腐涂料组合物可以用作底漆或底面合一涂料。本申请还公开了一种制品，其包含金属基材和直接涂覆在所述金属基材上的由上述无铬防腐涂料组合物形成的涂层。组合物形成的涂层。

【技术实现步骤摘要】
无铬防腐涂料组合物以及由其制成的制品


[0001]本申请涉及一种防腐涂料组合物，更具体地涉及具有优异防腐性能的无铬防腐涂料组合物以及由其制成的制品。

技术介绍

[0002]金属材料与周围环境相接触，相互间发生了某种反应而逐渐遭到破坏或变质的过程称为金属腐蚀。金属腐蚀是普遍存在的自然现象，例如钢材表面锈迹斑斑、铝制品表面的白色粉末等等。为了防止金属基材被腐蚀，可以对金属基材进行防腐处理，这种防腐处理为延长金属基材的使用寿命、保障应用安全提供了重要的保障。
[0003]公认地，六价铬化合物能够为涂层提供非常好的防腐能力，其不仅在宽范围的酸碱度区间内都有效，还具有自我修复功能，因此几乎被认为是无可替代的防腐颜/填料。然而，六价铬是有毒的。自从上世纪20年代以来，有记录表明六价铬本质上是致癌的，此前有多次研究表明，直接接触Cr
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化合物的工业工人的鼻癌、肺癌的发病率大幅增加。鉴于环境、工人安全和法规的原因，逐步减少甚至消除六价铬化合物在防腐涂料中的应用的呼声越来越高。近些年来，已进行了大量研究试图寻找替代六价铬化合物的可替代性防腐颜/填料。尽管已提出了许多替代性的试剂，但没有一个在防腐涂料的应用中显示出防腐有效且成本有益。选择防腐颜/填料首要目标是需要使由其配制形成的涂层满足基于ASTMB117盐喷雾试验(这是公认的航空和航天工业方法)的耐腐蚀性标准。在实践中，要么有些防腐颜/填料例如三聚磷酸铝不能配制形成满足该耐腐蚀性标准的涂层，要么有些颜/填料例如钼酸锌即便能够配制形成满足该耐腐蚀性的涂层但在成本上是不适当的，不宜大规模推广。
[0004]因此，本领域中对无铬防腐涂料组合物仍然存在进一步改进的空间。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种无铬防腐涂料组合物，其包含：A组分，包括成膜树脂组合物、含锂复合金属化合物、任选的载剂和附加添加剂，其中，所述含锂复合金属化合物具有空间上稳定的晶体结构，而且包含至少一种过渡金属元素；以及可选地，B组分，包括固化剂。在本申请的一些实施方式中，所述含锂复合金属化合物具有层状结构、尖晶石结构、橄榄石结构或隧道结构。优选地，所述过渡金属元素选自镍、钴、锰、铁和钛中的一种或多种。作为示例性说明，所述含锂复合金属化合物选自锰酸锂、镍锰钴酸锂、钴酸锂和磷酸铁锂中的一种或几种。
[0006]本申请还提供了一种制品，其包含金属基材和涂层，所述涂层是直接涂覆在所述金属基材上的由本申请的无铬防腐涂料组合物形成的。优选地，所述金属基材选自钢、铁、铝、锌和合金中的一种或多种。
[0007]本申请的专利技术人惊讶地发现，在无铬防腐涂料组合物的配制中，在空间上具有稳定的晶体结构的含锂复合金属化合物(包括但不限于锰酸锂、镍锰钴酸锂、钴酸锂和磷酸铁锂或其组合)适于作为防腐蚀颜/填料，由其形成的漆膜显示优异的耐腐蚀性(所述耐腐蚀
性体现在所形成的漆膜经由ASTM B117盐雾测试后不起泡而且具有优异的湿附着力)，而且具有成本低的优势。
[0008]并非希望受缚于任何理论，推测本申请的无铬防腐涂料组合物能够实现上述防腐效果的原因如下。
[0009]本申请的防腐涂料组合物包含含锂复合金属化合物，而且这种含锂复合金属化合物在空间上具有稳定的晶体结构。处于腐蚀环境下，由上述防腐涂料组合物形成的涂层中所包含的含锂复合金属化合物一方面可释放出和/或可浸出其中的锂离子，解离的锂离子作为阴极抑制剂与环境中的氧气、水等发生反应，从而形成钝化层来保护金属基材不被外界腐蚀；另一方面，含锂复合金属化合物的晶格结构基本保持稳定，不会塌陷，使得漆膜在保持一定强度的同时不会丧失附着力。因而，由这种含锂复合金属化合物配制的涂料组合物可以实现优异的防腐性能，而且上述含锂复合金属化合物，例如锰酸锂，具有成本低的优势。也就是说，由其配制的涂料组合物在保持优异的防腐性能的同时具有成本效益，适于推广应用。
[0010]本申请的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说明书和权利要求，本申请其它特征、目的和优点将变得清楚。
[0011]说明书附图
[0012]图1示出了根据本申请的实施例1-3的环氧树脂基无铬防腐涂料组合物形成的底漆层(上部灰色涂层)以及在上述底漆上分别涂覆有水性聚氨酯面漆形成的复合涂层(下部黄色涂层)分别在经历799小时、792小时和792小时的ASTM B117的耐盐雾测试之后的涂层照片。
[0013]图2示出了根据本申请的实施例2的环氧树脂基无铬防腐涂料组合物形成的底漆层和其上涂覆有水性聚氨酯面漆形成的复合涂层在经历792小时的ASTM B117的耐盐雾测试之后，将复合涂层从基材上剥下并进行扫描电镜分析的涂层截面图，其中图片上半部为面漆层，图片下半部为底漆层。
[0014]图3示出了根据本申请的实施例5的聚天冬氨酸酯基无铬防腐涂料组合物形成的底漆层与不含含锂复合金属化合物的聚天冬氨酸酯基涂料组合物(对比例5)形成的底漆层在经历64小时的5wt％氯化钠80℃热水蒸煮之后的涂层照片。
[0015]图4示出了根据本申请的实施例2的含有锰酸锂的无铬防腐涂料组合物和水性聚氨酯面漆形成的涂层(最右侧)与根据对比例2的含有三聚磷酸铝的防腐涂料组合物和同样的水性聚氨酯面漆以湿对湿方式形成的涂层(中间)以及根据对比例4的含有碳酸锂的涂料组合物和同样的水性聚氨酯面漆以湿对湿方式形成的涂层(最左侧)在经历约800小时的ASTM B117的耐盐雾测试之后的涂层照片。
[0016]图5示出了实施例部分所示对比例1-3以及实施例1-4涂料组合物所形成的涂层分别在经历600小时和800小时的ASTM B117的耐盐雾测试之后的剥离宽度和成本的汇总数据。
[0017]定义
[0018]在本文中使用时，“一种(a，an)”、“这种(the)”、“至少一种”和“一种或多种”或不使用数量词可互换使用。因此，例如包含“一种”添加剂的组分可以被解释为表示该组分包含“一种或多种”添加剂。
[0019]在组合物被描述为包括或包含特定组分的情况下，预计该组合物中并不排除本申请未涉及的可选组分，并且预计该组合物可由所涉及的组分构成或组成，或者在方法被描述为包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计该方法中并不排除本申请未涉及的可选工艺步骤，并且预计该方法可由所涉及的工艺步骤构成或组成。
[0020]为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
[0021]术语“防腐涂料组合物”是指，这样的涂料组合物，该涂料组合物当以一层或多层形式被涂覆到金属基材上时，该涂料组合物形成的涂层可以在相当长的时间内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无铬防腐涂料组合物，其包含：A组分，包括成膜树脂组合物、含锂复合金属化合物、任选的载剂和附加添加剂，其中，所述含锂复合金属化合物具有空间上稳定的晶体结构，而且包含至少一种过渡金属元素；以及可选地，B组分，包括固化剂。2.如权利要求1所述的无铬防腐涂料组合物，其中，所述含锂复合金属化合物具有层状结构、尖晶石结构、橄榄石结构或隧道结构。3.如权利要求1所述的无铬防腐涂料组合物，其中，所述过渡金属元素选自镍、钴、锰、铁和钛中的一种或多种。4.如权利要求1所述的无铬防腐涂料组合物，其中，所述含锂复合金属化合物包括锰酸锂、镍锰钴酸锂、钴酸锂和磷酸铁锂中的一种或多种。5.如权利要求1所述的无铬防腐涂料组合物，其中，相对于所述A组分的总重，所述含锂复合金属化合物以3wt％或更高、优选5wt％或更高，但不超过15wt％的量存在。6.如权利要求1至5中任意一项所述的无铬防腐涂料组合物，其中，所述成膜树脂组合物包括环氧树脂、氯化树脂、聚天冬氨酸酯、醇酸树脂、酚醛树脂、聚氨酯、聚硅氧烷、聚酯树脂和丙烯酸树脂中的至少一种，优选地包括环氧树脂、氯化树脂和聚天冬氨酸酯中的至少一种。7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡庭瑜，
申请(专利权)人：广东华润涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：