底漆组合物以及方法技术

提供了一种单部分底漆组合物。该单部分底漆组合物包括：在环境条件下是液体的第一环氧树脂；相对于该组合物排除载体溶剂和水的总重量以5重量％至30重量％的量存在的微粒腐蚀抑制剂；包括芳香族伯胺的固化剂；硅烷偶联剂；载体溶剂；和水，该水与该载体溶剂均匀混合并且以足以水解该硅烷偶联剂的量存在，同时保持该第一环氧树脂和固化剂在该载体溶剂/水混合物中的溶解度。该腐蚀抑制剂预分散在液体环氧树脂中以破坏该抑制剂的凝聚，减轻颜料沉降并改善底漆性能。善底漆性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】底漆组合物以及方法


[0001]本专利技术提供了用于保护基底免于腐蚀的底漆组合物。可以用这些底漆组合物保护的基底包括主要和次要飞行器结构。

技术介绍

[0002]飞行器的主要和次要结构的腐蚀防护和用于铝航空航天合金的环保改良腐蚀防护产品的开发对于飞行器制造商是关键问题。可以通过将底漆施加到充当脆弱结构上的屏障层的金属表面上来减轻或避免腐蚀。为了增加保护，可以向此类底漆添加腐蚀抑制剂。
[0003]用于铝合金的常规腐蚀抑制剂含有六价铬化合物，该化合物同时用于表面预处理剂和有机底漆组合物中。这些铬化合物一般包括铬酸盐，其为具有含铬和氧的阴离子的盐，诸如CrO
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。这些底漆保护下面的基底并促进与各种粘合剂(包括结构粘合剂)的粘附，该粘合剂稍后粘结到基底。然而，铬的毒性和致癌特性已导致监管机构对其使用施加限制。
[0004]响应于这些毒性问题，在过去几年中已经开发并测试了各种非铬酸盐化预处理和底漆。已经开发出不含铬化合物的水基底漆以解决许多这些缺点。然而，由于水基底漆的闪点较高，这些底漆难以满足高通量生产要求，尤其是在主要飞行器制造商使用的自动化喷涂工艺中遇到的那些生产要求。

技术实现思路

[0005]市场上许多基于铬酸盐化溶剂的环氧树脂粘结底漆是基于与其他小分子量环氧树脂和酚醛树脂共混的高分子量苯氧基树脂，其中含基于脲的加速剂。苯氧基型环氧树脂的较高分子量可帮助稳定腐蚀抑制剂。非铬酸盐化抑制剂倾向于比基于铬酸盐的抑制剂效果低，可以通过增加交联官能团得以补偿。这进而通常牵涉使用较低分子量的树脂，较低分子量的树脂的粘度较低。
[0006]粘度问题可能成问题，因为腐蚀抑制剂是微粒状的，并且它们在储存和使用期间倾向于沉降。沉降可导致不良的均匀涂布质量以及底漆性能的可变性，并且是不期望的。为了缓和这种沉降问题，可以添加表面活性剂，但是这些表面活性剂可能对底漆性能产生负面影响，因为它们在固化时使水更易渗透通过底漆。
[0007]需要一种管理抑制剂颜料在较低粘度的溶剂底漆系统中的沉降并且需要很少或不需要表面活性剂的系统。所提供的底漆组合物通过使用较小粒度的抑制剂颜料和通过将颗粒预分散在高粘度环氧树脂中来满足该要求。通过将微粒腐蚀抑制剂预分散在环氧树脂中，可以1)破坏抑制剂的凝聚，2)减轻颜料的沉降，以及3)改善均匀性，从而改善固化底漆上的粘结可靠性。
[0008]在第一方面，提供了一种单部分底漆组合物。该单部分底漆组合物包含：第一环氧树脂，该第一环氧树脂在环境条件下为液体；微粒腐蚀抑制剂，该微粒腐蚀抑制剂相对于该组合物排除载体溶剂和水的总重量以5重量％至30重量％的量存在，其中该微粒腐蚀抑制剂具有0.5微米至10微米的中值初级粒度；包括芳香族伯胺的固化剂；硅烷偶联剂；载体溶
剂；和水，该水与该载体溶剂均匀混合并且以足以水解该硅烷偶联剂的量存在，同时保持该第一环氧树脂和固化剂在该载体溶剂/水混合物中的溶解度。任选地，该底漆组合物还含有利于底漆固化的一种或多种共固化剂或催化剂。
[0009]在第二方面，提供了一种制备该单部分底漆组合物的方法，该方法包括以下步骤：将微粒腐蚀抑制剂分散于在环境条件下粘度为50厘泊至1,000,000厘泊的第一环氧树脂中以提供微粒分散体；将该微粒分散体与硅烷偶联剂、足以水解该硅烷偶联剂的量的水、包括芳香族伯胺的固化剂和至少一种非水载体溶剂混合。
[0010]定义
[0011]如本文所用：
[0012]“环境条件”意指在25摄氏度(℃)的温度和1个大气压(即，101.3kPa)下；
[0013]“环境温度”是指25℃的温度；
[0014]除非另有说明，否则“平均”默认是指数均值；
[0015]“固化”是指诸如通过暴露于呈任何形式的辐射、加热、或使其经历导致硬化或粘度增加的化学反应(例如，在室温或加热条件下)而进行的化学交联；
[0016]“聚合物”是指具有多个重复单元的分子；
[0017]“可溶”意指能够完全溶解在给定液体中；
[0018]“溶剂”是指液体，诸如硅酮、有机化合物、水、醇、离子液体或超临界流体，该液体能够溶解固体、液体或气体，并且最终在最后使用时从组合物中去除；
[0019]“基本上”是指基于重量或体积的大多数或大部分，如为组合物的至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％或99.999％或100％的量；
[0020]“基本上不含”意为具有微不足道的数量的组分，使得组合物含有0重量％至5重量％的给定组分，或0重量％至1重量％，或5重量％，或少于、等于或大于4.5重量％、4重量％、3.5重量％、3重量％、2.5重量％、2重量％、1.5重量％、1重量％、0.9重量％、0.8重量％、0.7重量％、0.6重量％、0.5重量％、0.4重量％、0.3重量％、0.2重量％、0.1重量％、O.01重量％或0.001重量％或0重量％的组分。和
[0021]“取代的”是指其中包含的一个或多个氢原子被一个或多个非氢原子替代的状态。
具体实施方式
[0022]如本文所用，术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本文所述的实施方案。然而，在相同的情况或其它情况下，其它实施方案也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案是不可用的，并且并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术范围之外。
[0023]如本文和所附权利要求中所用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个/一种(a/an)”和“该/所述”包括复数对象。因此，举例来说，提及“一个/一种”或“该/所述”部件可包括本领域技术人员已知的一个或多个部件或其等价物。另外，术语“和/或”意指所列元件中的一个或全部或者所列元件中的任何两个或更多个的组合。
[0024]值得注意的是，术语“包括”及其变型在出现在所附说明书中时不具有限制性含义。此外，“一个”、“一种”、“该”、“至少一个”及“一个或多个”在本文中可互换使用。
[0025]贯穿本说明书的对“一个实施方案”、“某些实施方案”、“一个或多个实施方案”或“实施方案”的引用，意指结合实施方案描述的具体特征、结构、材料或特性被包括在本专利技术的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书的多处出现的短语，诸如“在一个或多个实施方案中”、“在某些实施方案中”、“在一个实施方案中”或“在实施方案中”，不是必须指本专利技术的相同实施方案。在适用的情况下，商品名以全部大写的字母列出。
[0026]本文所述的底漆组合物可用于保护表面免于腐蚀，促进粘附性，并且在操作条件下增强粘结耐久性。在航空航天应用中，此类操作条件包括暴露于盐、水分和较宽的热波动。
[0027]底漆组合物可被设置在许多可能的基底中的任一个上。飞行器工业中通常遇到的基底包括铝、铝包层、钛和纤维增强复合材料。然而，可能的基底的范围不需要如此限制。例如，在可供选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种单部分底漆组合物，所述单部分底漆组合物包含：第一环氧树脂，所述第一环氧树脂在环境条件下为液体；微粒腐蚀抑制剂，所述微粒腐蚀抑制剂相对于所述组合物排除载体溶剂和水的总重量以5重量％至30重量％的量存在，其中所述微粒腐蚀抑制剂具有0.5微米至10微米的中值初级粒度；包括芳香族伯胺的固化剂；硅烷偶联剂；载体溶剂；和水，所述水与所述载体溶剂均匀混合并且以足以水解所述硅烷偶联剂的量存在，同时保持所述第一环氧树脂和固化剂在所述载体溶剂/水混合物中的溶解度。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述载体溶剂包括四氢呋喃、甲基乙基酮、双丙酮醇和二醇单醚中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述第一环氧树脂包括双酚A、双酚F或双酚S的二缩水甘油醚；酚醛树脂或甲酚酚醛清漆树脂；N，N，N
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，N
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四(缩水甘油基)
‑
4，4
‑
二氨基二苯基甲烷；N，N，O
‑
三(缩水甘油基)
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氨基苯酚；二羟基萘或酚化二环戊二烯的缩水甘油醚；脂肪族二缩水甘油醚或者两种或更多种低粘度脂肪族缩水甘油醚或二缩水甘油醚的共混物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述微粒腐蚀抑制剂包括以下中的一者或多者：锶铝多磷酸盐水合物、磷酸锌、钼酸锌和锌铝多磷酸盐水合物。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述微粒腐蚀抑制剂具有0.1微米至100微米的中值初级粒度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，所述组合物还包含在环境条件下为固体的第二环氧树脂，所述第二环氧树脂包括酚醛清漆环氧树脂。7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述第二环氧树脂相对于所述组合物排除载体溶剂和水的总重量以1重量％至30重量％的量存在。8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，所述组合物还包含在环境条件下为固体的第三环氧树脂，所述第三环氧树脂包括双酚A扩展型固体环氧树脂。9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述第三环氧树脂相对于所述组合物排除载体溶剂和水的总重量以15重量％至75重量％的量存在。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈连周，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：