缓蚀剂制造技术

本发明专利技术涉及一种缓蚀添加剂和一种包括该添加剂的用于为金属提供耐腐蚀性的缓蚀涂料。该缓蚀添加剂包含第一缓蚀剂和第二缓蚀剂，第一缓蚀剂包含在阳离子交换树脂中的有机阳离子，第二缓蚀剂包含磷酸盐化合物。该缓蚀添加剂用于掺入在至少包含聚合物粘合剂的涂料中。剂用于掺入在至少包含聚合物粘合剂的涂料中。剂用于掺入在至少包含聚合物粘合剂的涂料中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】缓蚀剂


[0001]本专利技术涉及一种缓蚀添加剂，和一种被提供用于涂覆金属，特别是黑色金属的缓蚀涂料。缓蚀添加剂还将保护铝、镁和锌及其合金，包括镀锌钢，因此在这种情况下提高了底层钢的耐腐蚀性。

技术介绍

[0002]缓蚀剂有时又被称为缓蚀颜料，目前以微溶无机盐粉末的形式存在，分散在有机涂料中，传统上已经被用来保护各种金属表面，包括钢和镀锌钢。典型的钢涂层系统如图1所示，其包括钢基材2、金属涂层4(以牺牲地保护钢基材，典型地包括锌或锌合金)、转化涂层6(以提高金属涂层和有机涂层之间的附着力，以及提供缓蚀)、底漆8和阻隔层10(典型地包括聚合物涂层)。底漆可以包括仅聚合物，聚合物和溶剂，聚合物和水，100％固体或粉末，与缓蚀剂例如铬酸锌或铬酸锶混合。如果发生如图2所示的阻隔材料破裂，源自铬酸锌或铬酸锶的抑制物质从底漆2中浸出并且在破裂点周围形成沉淀物或保护层，从而保护了下面的钢基材2。图2中体现了这一点。
[0003]传统的防腐蚀抑制剂包括微溶的铬盐，例如铬酸锌或铬酸锶，其毒性程度是环境不可接受的。典型地基于微溶性磷酸盐技术的，可供选择的、环境更可接受的(不含Cr(vi))抑制颜料是可用的，但它们总是不如铬酸盐对应物有效。这至少部分是由于磷酸盐的低溶解度。因此，在腐蚀环境中，必须经过相当长的时间之后才有足够浓度的磷酸根阴离子与金属阳离子反应，从而导致腐蚀可以不受阻碍地进行的时间延迟。这已经通过磷酸盐的改性以增加溶解度并且结合涂层中高剂量的磷酸盐(典型地，为液体涂料总重量的30重量％)而在有限程度上解决了这一问题。磷酸盐的另一个问题是随着时间的推移逐渐浸出，导致涂层屏障保护丧失。由于涂层中需要大量的抑制物质以在合理的时间内保护下面的基材，这也会对环境产生负面影响。
[0004]按需缓蚀剂也是已知的，并且W02018/1978659中示出了示例，缓蚀物质被储存在涂层中，直到它们需要时(即所谓的“按需(on
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demand)”释放)。按需缓蚀剂可以包括有机阳离子例如苯并三唑盐(benzotrialozate)，其在阳离子交换树脂例如带负电荷基团(如磺化基团)的苯乙烯/二乙烯基苯共聚物中提供。当在腐蚀性环境中存在电解质(包括阳离子和阴离子)时，阳离子会被阳离子交换树脂螯合，该阳离子交换树脂向电解质中释放苯并三唑盐(质子化的苯并三唑)，在电解质中它被去质子化，然后变成其阴离子形式。一端的唑基与金属表面以及阳极溶解所释放的金属离子形成键。然后通过苯并三唑阴离子与金属阳离子反应形成沉淀物以形成阻止对表面的进一步腐蚀损害的抑制膜。本专利技术寻求提供一种用于保护金属的替代缓蚀剂，其在防止腐蚀方面非常有效并且还具有成本效益。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术的一个方面，存在一种缓蚀添加剂，其包括：
[0006]‑
包含在阳离子交换树脂中的有机阳离子的第一缓蚀剂；和，
[0007]‑
包含磷酸盐化合物的第二缓蚀剂。
[0008]已经确定在第一缓蚀剂和第二缓蚀剂的作用之间存在意想不到的协同效应。第一缓蚀剂，它是一种智能缓蚀剂，仅在腐蚀环境中释放离子，和第二缓蚀剂，它不是智能缓蚀剂，在正常水性条件下释放磷酸根离子到溶液中，二者的合并提供了缓蚀和并且提供显着有益的效果。已经确定，例如在金属上的涂层被刺穿而导致腐蚀的条件下，第一缓蚀剂立即响应形成沉淀物，同时释放出金属阳离子。这种响应非常快，可以最大限度地减少腐蚀进程。然而，在这些水环境条件下，磷酸根阴离子从磷酸盐中溶解出来，然后与剩余的金属阳离子反应形成金属磷酸盐沉淀。由第一缓蚀剂和第二缓蚀剂形成的组合沉淀物提供了坚固的保护层以防止进一步腐蚀。
[0009]与预期的教导相反，将磷酸盐化合物形式的第二缓蚀剂添加到包含在阳离子交换树脂中的有机阳离子形式的智能缓蚀剂的第一缓蚀剂中，预计与孤立的第一缓蚀剂相比不会提供有益的性能。预期的是包含磷酸盐化合物的性能较差的抑制剂的组合将对第一缓蚀剂产生有害的或至少没有影响，但是已经发现情况并非如此，而是存在协同作用。此外，提供第一缓蚀剂对第二缓蚀剂的影响是第二缓蚀剂从涂层中浸出的速率降低。
[0010]第一缓蚀剂和第二缓蚀剂优选包含或可以各自单独称为缓蚀颜料。
[0011]缓蚀添加剂特别有益于保护黑色金属(例如低碳钢)，和有色金属例如铝和镀锌涂层的金属例如镀锌钢。
[0012]磷酸盐化合物是将磷酸根阴离子释放到溶液中的化合物。因此，在水性环境中释放出磷酸根阴离子。这些磷酸根阴离子与腐蚀环境中存在的金属阳离子反应形成固体沉淀物。磷酸盐化合物可以包括磷酸盐和/或聚磷酸盐和/或磷硅酸盐。合适的磷酸盐化合物的示例可以是一种或多种金属磷酸盐，例如磷酸锌，它是商业上最常见的缓蚀颜料。磷酸盐化合物可以包括聚磷酸盐化合物，例如聚磷酸锶、聚磷酸钙、聚磷酸镁或聚磷酸铝。与例如金属磷酸盐相比，使用多磷酸盐化合物的好处是增加了溶解速率。其他合适的磷酸盐化合物是例如磷硅酸盐(例如磷硅酸锶钙)。磷酸盐化合物可以包括多种不同磷酸盐化合物的混合物。将包含第一缓蚀剂和第二缓蚀剂的添加剂添加到涂料中的预期是，由于磷酸盐难以溶解，它要么没有效果，因为第一缓蚀剂会通过释放有机阳离子来处理腐蚀性离子，要么以某种方式影响这个过程而有有害影响。然而，磷酸盐基体系的第二缓蚀剂已经显示出显着的性能优势。已知磷酸盐基抑制剂会形成保护层；然而，由于溶解度低，这通常很慢，以至于当离子在溶液中形成沉淀时，腐蚀也正在顺利进行。然而，有机阳离子的快速释放提供了对腐蚀的即时响应，干扰了阳极位点和阴极位点。然而，磷酸盐阳离子仍然在腐蚀部位逐渐释放，尽管比第一缓蚀剂的有机阳离子慢得多，然后发现它有效地形成到阳极位点和已经形成的沉淀物上，这意味着与单独使用第一缓蚀剂相比，形成了更稳定的长期保护性沉淀物。
[0013]第一缓蚀剂和第二缓蚀剂有益地是颗粒状的。这使得能够分散在涂料中，从而为基材提供腐蚀保护。第一缓蚀剂和第二缓蚀剂可以作为混合物提供，或者可以以非混合状态提供，并且为使用者提供适当的混合说明。然而，在任何一种形式中，第一缓蚀剂和第二缓蚀剂都不是化学结合的。该混合物优选地包括范围分别为2:15和15:2的第一缓蚀剂与第二缓蚀剂的可用重量比。该混合物可以包括范围分别为1:5和5:1的第一缓蚀剂与第二缓蚀剂的可用重量比。甚至优选地，该混合物包括范围分别为1：4和4：1，1:3和3:1的第一缓蚀剂与第二缓蚀剂的可用重量比。
[0014]第一缓蚀剂和第二缓蚀剂可以与聚合物粘合剂组合以形成用于涂覆到基材上的涂料。
[0015]该涂料可以作为涂层系统的一部分施加到金属基材上，从而可以在涂层中提供其他材料或添加剂，和/或可以将额外的涂层施加到基材上。该涂层可称为底漆或直接金属涂料或粉末涂料。并入到聚合物粘合剂中或与聚合物粘合剂一起的固体的，优选微粒状的第一缓蚀剂和第二缓蚀剂形成有机油漆、涂料或底漆。然后可以使用这种油漆或涂料来涂覆基材，例如金属物体(例如片材)。第一缓蚀剂和第二缓蚀剂被分散在涂料中。
[0016]根据本专利技术，还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种缓蚀添加剂，其包括：
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包含在阳离子交换树脂中的有机阳离子的第一缓蚀剂；和，
‑
包含磷酸盐化合物的第二缓蚀剂。2.根据权利要求1所述的缓蚀添加剂，其中所述磷酸盐化合物包括一种或多种金属磷酸盐。3.根据权利要求1所述的缓蚀添加剂，其中所述磷酸盐化合物包括聚磷酸盐化合物或磷硅酸盐化合物。4.根据权利要求2所述的缓蚀添加剂，其中所述金属磷酸盐是磷酸锌。5.根据权利要求1至4任一项所述的缓蚀添加剂，其中所述第一缓蚀剂和所述第二缓蚀剂是颗粒状的。6.根据任一前述权利要求所述的缓蚀添加剂，其中所述第一缓蚀剂与所述第二缓蚀剂作为混合物被提供，所述混合物包含的所述第一缓蚀剂与所述第二缓蚀剂的可用重量比范围分别为2:15至15:2之间，优选分别为1:5至5:1之间，优选分别为1:4至4:1之间，优选分别为1:3和3:1之间。7.一种用于金属基材的涂料，所述涂料包含第一缓蚀剂和第二缓蚀剂，所述第一缓蚀剂包含在阳离子交换树脂中的有机阳离子，所述第二缓蚀剂包含磷酸盐化合物，其中所述第一缓蚀剂和所述第二缓蚀剂被提供在聚合物粘合剂中。8.根据权利要求7所述的涂料，其中所述第一缓蚀剂与所述第二缓蚀剂的重量比分别为2:15至15:2之间，优选分别为1:5至5:1之间，优选分别为1:4至4:1之间，优选分别为1:3和3:1之间。9.根据权利要求7所述的涂料，其中组合的所述第一缓蚀剂和所述第二缓蚀剂包含占湿形式的总涂料重量的4至30重量％之间。10.根据权利要求9所述的涂料，其中组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克，
申请(专利权)人：海克斯康抑制剂有限公司，
类型：发明
国别省市：