本发明专利技术公开了中性至碱性无机无铬转化涂料组合物，该转化涂料组合物可以在没有磷化预处理的情况下直接地施涂到金属表面上并为该表面提供显著的腐蚀防护。该转化涂料组合物优选具有大约６－１１，更优选８－１０的ｐＨ值。该涂料组合物包括选自元素周期表第ＩＶＢ族的至少一种元素和选自元素周期表第ＶＢ族的至少一种元素。优选地，该涂料组合物包括１－７重量％所述选自第ＩＶＢ族的至少一种元素和０．２０重量％－２．００重量％所述选自第ＶＢ族的至少一种元素。该转化涂料组合物是原位干燥涂料并且无铬的，它不具有与铬基涂料相关联的环境问题。该涂料组合物是非常通用的并且可以适应添加各种各样的有机涂料树脂，这些树脂可以直接地添加到涂料组合物中，从而消除多步涂覆方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性地涉及金属基材的腐蚀防护，更尤其涉及中性至弱碱性薄无机涂 层，该涂层可以在没有预处理例如磷化溶液的情况下直接地施加到金属基材上并为该金属 基材提供增强的腐蚀防护。
技术介绍
未经处理的金属表面易受腐蚀，这可能导致表面的锈产生、变弱、变色和破坏。因 此，通常通过使表面变得不太反应性和更耐腐蚀的各种方法处理金属基材。此外，经常随后 用装饰性或附加的保护性涂料例如树脂涂料、底漆、油漆及其它表面处理物涂覆金属表面。 经常，金属表面的初步处理包括金属磷酸盐处理，接着含铬洗剂处理。这种处理是有效的， 但是不理想的，因为金属磷酸盐和含铬洗剂产生对环境有害的废料流。处置这些废料流的 成本也持续提高。通常，这些处理要求相当酸性的条件并且此种酸性环境对于许多金属基 材是不理想的。因此，提出为金属基材提供增强的腐蚀防护而没有相关的现有解决方案的 废料流的处理方法和解决方案是希望的。此外，开发一种无机的且能在中性或弱碱性条件 下进行的解决方案将是有益的。最后，提供不会防止过去使用的其它装饰性表面处理的继 续使用的解决方案是希望的。
技术实现思路
专利技术概述概括地说，本专利技术提供中性或弱碱性无机涂料溶液，它可以在没有磷化预处理的 情况下直接地施涂到金属表面上并提供显著的腐蚀防护。该涂料溶液优选具有大约6-11， 更优选8-10的pH值。该涂料溶液包含元素周期表第IVB族过渡金属元素即锆、钛和铪中至 少一种的源，和元素周期表第VB族过渡金属元素即钒、铌和钽中至少一种的源。优选地，涂 料溶液包括1-7重量％所述第IVB族元素，更优选2-5重量％，最优选3-5重量％，基于所述 涂料溶液的总重量。优选地，所述涂料溶液包括0. 2-2. 00重量％，更优选0. 40重量00 重量％所述第VB族元素，基于所述涂料溶液的总重量。优选的第IVB族元素是锆，优选作 为氧锆基碳酸铵形式提供。优选的第VB族元素是作为V2O5形式提供的钒。涂料溶液是原 位干燥转化涂料并且也是无铬的，因此不具有与铬基涂料相关的环境问题。该涂料是非常 通用的，因为它可以适应添加各种各样的可以直接添加到涂料溶液中的有机涂料树脂，从 而消除多步涂覆过程，适合的树脂是可分散或可溶于水性涂料溶液的那些。作为本领域中 已知的术语的转化涂料是，涂料溶液内的组分与金属基材在涂覆过程期间反应而产生最终原位干燥涂层。本专利技术的这些及其它特征和优点将从优选实施方案的详细描述来看对于本领域 技术人员而言更加显而易见。附属于该详细描述的附图描述如下。优选实施方案的详细描述本专利技术涉及裸金属表面的处理，所述裸金属表面意指该金属表面没有经用任 何金属磷酸盐溶液、含铬洗剂或任何其它钝化处理物预处理。受益于本专利技术方法的金 属表面包括钢，冷轧钢，热轧钢，不锈钢，铝，涂有锌金属或锌合金的钢例如电镀锌钢、 galvalume 、合金化热镀锌钢(galvarmeal)和热浸镀锌钢。优选地，在根据本专利技术的处理之前已将金属表面清洁和去脂。金属表面的清洁是 本领域中熟知的并且可以包括温和或强碱性清洁剂。两种碱性清洗剂的实例包括Parco Cleaner ZX-1 禾口ParCO Cleaner 315，都可以从Henkel Surface Technologies 获得。在 清洁之后，优选用水冲洗表面，然后根据本专利技术处理。本专利技术的腐蚀防护涂料包含至少一种第IVB族元素和至少一种第VB族元素在去 离子水中在大约6-11的pH值，更优选8-10的pH值下的混合物。重要的是，该溶液的pH 值保持在这种范围中以便涂覆方法有效。优选地，所述第IVB族元素按该溶液的大约1-7 重量％，更优选大约2-5重量％，最优选3-5重量％的量存在，基于该溶液的总重量。涂 料组合物可以包括1-7重量％之间的任何子范围，基于总重量。优选地，第VB族元素在 溶液中的量是大约0. 20-2. 00重量％，更优选大约0. 40-1. 00重量％，基于该溶液的总重 量。涂料组合物可以包括0.20-2. 00重量％之间的任何子范围，基于总重量。优选地，涂 料溶液是锆和钒的混合物。锆的一种优选的源是称作Bacote 20 且可以从Flemington New Jersey的MEI获得的氧锆基碳酸铵。根据MEI的文献，Bacote 20 是含稳定化的碳 酸铵锆的阴离子型羟基化锆聚合物的透明碱性水溶液。它提供大致20% / 的&02。它 作为纸张和纸板应用的交联剂销售。优选的第VB族元素是作为V2O5形式提供的钒。任选 地，本专利技术涂料可以进一步适应添加各种类型的有机涂料树脂，包括，仅作为举例环氧树 脂类、聚二氯乙烯、基于丙烯酸类的树脂、甲基丙烯酸酯基树脂、苯乙烯基树脂、聚氨酯分散 体和聚氨酯分散体杂化物。这些树脂的实例包括Carboset CR760、Hauthane HD-2120、 Hauthane L-2989、Maincote PR-15、Maincote PR-71、Avanse MV-100、Rhoplex AC 337N 和Alberdingk-Boley LV-51136和M4959。涂料还可以适应添加V2O5的还原剂，例如半胱 氨酸、Sn2+、抗坏血酸或硫代琥珀酸。任选地，可能初始从得自硫酸氧钒或乙酰丙酮氧钒的 V+4开始。任选地，涂料还可以包括加工助剂例如蜡，它们帮助经涂覆基材的成型性。这些 任选试剂的添加将在下面进一步论述。在第一个实施例中，通过将83. 00重量％去离子(DI)水与1.00重量％ V2O5和 16. 00重量％ Bacote 2 O 合并而制备根据本专利技术的无机涂料溶液。Bacote 2 O 的这种水平 为该溶液提供3.2重量％的&02。溶液pH值是大致9.5。使用已知的拉丝技术将无机涂料 施涂于一系列已知称为ACT HDG板APR 31893的热浸镀锌的(HDG)板和U. S. Meel Corp. (uss) Galvalume 板上以施加200毫克/平方英尺Qoo毫克/9 . 03平方厘米)的涂 层重量。铝-锌合金涂覆的钢板的商标名称。一旦施涂，就在该试验 板上在原位将涂层干燥到210° F(980C )的峰值金属温度(PMT)。然后使用方法ASTM B117 对于每个时间点用多个板，让该板经历中性盐喷雾(NSQ腐蚀试验。在这种测试中，HDG或ussGaIvalume 的未涂覆板在NSS试验中在M小时内显示ιοο%腐蚀。经处理板中的 每一个的平均百分比腐蚀的试验结果示于下表ι中。表 权利要求1.用于金属基材的腐蚀防护性涂料组合物，包含水性转化涂料组合物，该水性转化涂 料组合物包含1-7重量％选自元素周期表第IVB族的至少一种元素，基于该转化涂料组合 物的总重量，和0. 2-2. 0重量％选自元素周期表第VB族的至少一种元素，基于该转化涂料 组合物的总重量，所述转化涂料组合物具有大约6-11的pH值。2.根据权利要求1的转化涂料组合物，其中所述第IVB族元素包含钛、锆或其混合物。3.根据权利要求1的转化涂料组合物，其中所述IVB元素包含所述IVB元素的水性碱 性组合物。4.根据权利要求1的转化涂料组合物，其中所述第VB族元素包含钒。5.根据权利要求4的转化涂料组合物，还包含用本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于金属基材的腐蚀防护性涂料组合物，包含水性转化涂料组合物，该水性转化涂料组合物包含１－７重量％选自元素周期表第ⅣＢ族的至少一种元素，基于该转化涂料组合物的总重量，和０．２－２．０重量％选自元素周期表第ⅤＢ族的至少一种元素，基于该转化涂料组合物的总重量，所述转化涂料组合物具有大约６－１１的ｐＨ值。
【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：T·S·史密斯，
申请(专利权)人：汉高股份及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。