具有良好粘附性的漆层形成性防腐蚀剂及其无外电流施用方法技术

本发明专利技术涉及用于金属基材的水性涂布剂，其包含可水分散的和／或水溶性的聚合产物Ｐ，该聚合产物Ｐ具有沿着聚合物主链的、共价键合的亲水性基团浓度方面的梯度，其中聚合产物Ｐ具有共价键合的配体Ａ，该配体Ａ与基材腐蚀期间释放的金属离子和／或与金属表面形成螯合物，且该聚合产物Ｐ具有交联官能团Ｂ，该官能团Ｂ能够与其自身、与该聚合产物Ｐ的其它互补的官能团Ｂ’和／或与交联剂Ｖ上的其它官能团Ｂ和／或Ｂ’形成共价键。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有良好粘附性的漆层形成性防腐蚀剂 及其无外电流施用方法
技术介绍
用于各种金属基材的无外电流的(stromfreien)防腐蚀涂布的方 法和涂布剂是已知的。与必需施加电压的阳极或阴极浸涂(ATL或者 KTL)相比，它们特别提供的优点是更简单且更廉价的工艺以及更短的 工艺时间。采用无外电流的方法，相比于采用必需施加电压的方法， 尤其能够更好地涂布在待涂布基材内的空腔或者在待涂布基材上的边 缘。在无外电流防腐蚀涂布，也称作ACC法(自泳化学涂布)的情况下， 通常使用经阴离子稳定化的聚合产物，例如含有丙烯酸酯或苯乙烯/ 丁二烯的乳液聚合产物。但是，与前述ATL法和KTL法相比，ACC法 具有的缺点是，所沉积的涂层具有缺陷位置，其使得基材明显更加易 受腐蚀。因此，通常对这样的借助ACC法所沉积的层通过用含铬的水 性涂布剂后续冲洗进行处理，以改进在缺陷位置处的腐蚀防护。但是, 最近已证实，含铬涂布剂在环境相容性方面具有很大问题，并可将其 归为高度危害健康的等级。因此，力求完全替代取代防腐蚀涂层中的 铬。另外，在无铬涂布剂的研发过程中还发现，含有镧系元素和d元 素的盐以及有机成膜组分的ACC-涂布剂同样确保了极佳的，可与含铬 涂布剂相比的腐蚀防护。W0-A-01/86016中描述了一种防腐蚀剂，其 含有钒组分和另一种组分，该另一种组分含有选自锆、钛、钼、鴒、 锰和铈的至少一种金属。在根据W0-A-01/86016的防腐蚀剂方面不利 的是，由于聚合产物导致有缺陷地成膜，所以由基材所形成的金属离 子有迁移通过所沉积的防腐蚀层的趋势。WO-A-99/29927中描述了 一种无铬的含水防腐蚀剂，其作为组分含有钛(IV)和/或锆(IV)的六氟化阴离子、钒离子、过渡金属离子、和 磷酸和/或膦酸。在根据WO-A-99/29927的防腐蚀剂方面不利的是，由 于聚合产物导致有缺陷地成膜，所以由基材形成的金属离子有迁移通 过所沉积的防腐蚀涂层的趋势，以及使用生态学上很危险的物质，如 尤其是氢氟酸或氟化物。W0-A-96/10461描述了一种含水防腐蚀剂，其作为组分含有具有 选自钛、锆、铪、硅的中心原子和至少4个氟原子作为配体的阴离子， 和有机聚合物分散体。根据WO-A-96/10461的专利技术的缺点是，在防腐 蚀剂在基材表面上沉积时，聚合物分散体颗粒絮凝，并对表面形成很 小的接触面积。另外，胶乳颗粒具有的缺点是，在扩散到三维尺寸显 著的基材的空腔之中或其边缘之上时，与分子分散分布的聚合产物相 比，具有较低的迁移速率。另外，形成厚度介于l微米到lmm的层， 这决定了待涂布基材的每单位面积相应的材料需要量。此外，不利的 是由基材形成的金属离子迁移通过所沉积的防腐蚀涂层的趋势，以及 釆用生态学上危险的物质，如尤其是氢氟酸或者氟化物。DE-A-37 27 382包括羧酸和异氰酸酯在环氧化物上的加合物的无 铬水性分散体，其适用于金属表面的自泳涂布。在分散状态下，这种 分散体具有小于300nm、优选100 ~ 250nm的粒径，并在沉积在金属表 面上之后，可以在60~ 200匸下交联。这种类型的孔胶颗粒的缺点还 在于，在扩散到三维尺寸显著的基材的空腔中或其边缘之上时，与分 子分散分布的聚合产物相比，具有较低迁移速率。另外，形成厚度为 1微米~ lmm的层，这决定了待涂布的基材的每面积单位相应的材料需 要量和干燥时形成裂缝的倾向。此外，不利的是由基材形成的金属离 子迁移通过所沉积的防腐蚀涂层的趋势，以及使用生态学上危险的物 质如尤其是氢氟酸或者氟化物。DE-A-103 30 413描述了涂布剂，其适用于涂布金属表面并可以 包含基于聚乙烯亚胺的己内酰胺改性的聚异氰酸酯。该涂布剂可以借 助浸涂而施加上，并在干燥之后具有1 300微米的厚度。这样制得的 层同样具有高的材料需要量且在干燥时倾向形成裂缝。本专利技术目的和解决方案根据前面提到的现有技术，本专利技术的目的是找到一种生态学上尽 可能不令人顾虑的防腐蚀剂，其可以借助技术上简单可行的工艺被施 加到待保护的基材上。特别地，该防腐蚀剂应当尽可能地抑制由基材 形成的金属离子的迁移，并应当良好地沉积到基材的边缘上和空腔中。 另外，尤其是在干燥该涂层时形成裂缝的倾向应保持尽可能低。除此 之外，杂质金属离子的影响应当保持尽可能低，并应当以相对低的材 料用量来实现有效的腐蚀防护。特别是，应有效地防止极性腐蚀性物 质(如特别是腐蚀性盐)接触到该金属基材的表面。另外，该防腐蚀剂 应当对于尽可能多的不同金属基材产生有效保护，且尽可能不依赖于 待涂布的基材的氧化还原电位。根据前面提到的目的，已发现了一种水性涂布剂，其包含可水分 散的和/或水溶性的聚合产物P，且该聚合物P具有沿着聚合物主链的、共价键合的亲水性基团HG浓度方面的梯度，其中，聚合物P另外还具 有共价键合的配体A，且该配体A与在基材腐蚀期间释放的金属离子 和/或与基材表面形成螯合物，以及此外聚合物P还具有交联性官能团 B，该官能团B能够与其自身、与该聚合物P的其它官能团B，和/或 与交联剂V上的其它官能团B和/或B'形成共价键。此外，发现了针对具有良好腐蚀防护的金属基材自泳施用水性涂 布剂的方法，该水性涂布剂包含可水分散的和/或水溶性的聚合物P， 且该聚合物P具有沿着聚合物主链的、共价键合的亲水性基团HG浓度 方面的梯度，其中，该聚合物P另外还具有共价键合的配体A，该配 体A与基材腐蚀期间释放的金属离子和/或与基材表面形成螯合物，以 及此外该聚合物P还具有交联性官能团B，该官能团B能够与其自身、 与该聚合物P的其它官能团B，和/或与交联剂V上的其它官能团B和 /或B，形成共价键，并且在自泳施用之后涂布剂的厚度为5~ 900nm。在本专利技术方法的另 一优选实施方案中，在沉积本专利技术的防腐蚀剂 之前，在另一上游方法步骤中，将该基材用防腐蚀剂K进行预处理。7专利技术详述 本专利技术的涂布剂本专利技术涂布剂的可水分散和/或水溶性的聚合产物P具有沿着聚合物主链的、共价键合的亲水性基团HG浓度方面的梯度，且其带有与 基材腐蚀期间释放的金属离子形成螯合物的配体A，以及具有交联性 官能团B，该官能团B能够与其自身和/或与交联剂V上的其它官能团 C形成共价键。在本专利技术的意义中，可水分散的或水溶性意指，聚合产物P在水 相中形成平均粒径〈50nm、优选〈35nm、特别优选〈20nm的聚集体，或是以分子分散地溶解。因此，这种聚集体在其平均粒径方面显著地不 同于分散体颗粒，例如在DE-A-37 27 382或WQ-A-96/10461中所述 的那些。分子分散地溶解的聚合产物P通常具有的分子量为〈100 000、 优选<50 000、且特别优选<20 OOO道尔顿。由聚合产物P构成的聚集 体的尺寸可以优选地以传统方式通过在聚合产物P上引入亲水性基团 HG而实现。对于本专利技术来说非常关键的是，亲水性基团HG在它们的浓度方面 沿着聚合物主链形成梯度。该梯度定义为沿着聚合物主链方向在亲水 性基团空间浓度方面的下降。如此构造的聚合产物P能够在水性介质 中形成胶束且在待涂布的基材的表面上具有表面活性，换句话说，降 低了本专利技术涂布剂在待涂布的表面上的界面能。优选地以自身已知的方式通过单体单元的适当排列产本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于金属基材的水性涂布剂，其包含可水分散的和／或水溶性的聚合产物Ｐ，该聚合产物Ｐ具有沿着聚合物主链的、共价键合的亲水性基团浓度方面的梯度，其中聚合产物Ｐ具有共价键合的配体Ａ，该配体Ａ与基材腐蚀期间释放的金属离子和／或与金属表面形成螯合物，以及具有交联官能团Ｂ，该官能团Ｂ能够与其自身、与聚合产物Ｐ的其它互补的官能团Ｂ’和／或与交联剂Ｖ上的其它官能团Ｂ和／或Ｂ’形成共价键。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M多恩布施，E奥斯图普，H欣策布吕宁，
申请(专利权)人：巴斯福涂料股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]