[发明专利]形成漆层的防腐蚀剂及其无外电流涂覆方法

说明书

不同金属底材上无外电流防腐蚀涂覆用的方法和涂料已为人知悉。与必需施加电压的阳极浸涂或阴极浸涂(ATL或KTL)相比，它们特别提供的优点是工艺更加简便而价格较低廉，以及加工时间更短。用无外电流方法，特别可以比用必需施加电压的方法，更好地涂覆待涂底材上的空腔或者边缘。

无外电流防腐蚀涂覆，也称为ACC法(自泳化学涂装)，其中，在一般情况下采用阴离子稳定化的聚合物，例如含有丙烯酸酯或苯乙烯/丁二烯的乳液聚合物。可是，跟前述的ATL法和KTL法相比，ACC法的缺点是，所沉积的覆层具有缺陷，使底材明显不抗腐蚀。因此，在一般情况下，要对这种用ACC法所沉积的覆层，用含铬水基涂料进行后续漂洗处理，以改进缺陷处的腐蚀防护。然而，近些年来已经证实了，含铬涂料在环境相容性上有着很大问题，并可归为高度危害健康的等级。因此，人们力求完全替换防腐蚀涂层中的铬。

此外，在无铬涂料以后的研发过程中，还查明，含有镧系元素盐和d元素盐以及有机成膜组分的ACC-涂料同样也保证了非常好的、可与含铬涂料媲美的腐蚀防护。WO-A-01/86016中，记叙了一种防腐蚀剂，该防腐蚀剂含有一种钒组分和另一种组分，后者含有至少一种选自锆、钛、钼、钨、锰和铈的金属。为了保证防腐蚀剂的良好稳定性和防腐蚀效果，必须调节三价钒和四价钒对钒总含量的确切比例，以及任选添加有机化合物。所述有机化合物主要用来还原五价钒化合物，而且可包括聚合物例如聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺以及聚亚乙基亚胺。WO-A-01/86016中所记载防腐蚀剂的效果，基本上依据三价钒和四价钒对钒总含量的确切比例，相对地说该比例调节必须花费较多的钱。举例来说，这可用不同氧化态钒的钒化合物混合物来实现。由于聚合物产生有缺点的成膜，所以WO-A-01/86016所述防腐蚀剂的不利是，由底材形成的金属离子通过所沉积的防腐蚀层迁移的趋势。

WO-A-99/29927中记叙了一种无铬水基防腐蚀剂，该无铬水基防腐蚀剂含有钛(IV)和/或锆(IV)的六氟阴离子、钒离子、过渡金属离子，以及磷酸和/或膦酸作为其组分。在一种优选实施方式中，WO-A-99/29927中所记叙的防腐蚀剂还含有一种有机成膜剂，特别是聚丙烯酸酯类成膜剂，该成膜剂优选可交联。交联可通过成膜剂本身中的不同反应性基团，或者通过添加可匹配到成膜剂上的固化剂来实现。据记载，有利的是，在同一处理步骤中施加无机钝化层和有机聚合物层，因此达到足够的腐蚀防护。WO-A-99/29927所述的防腐蚀剂不利的是，由于聚合物成膜有缺陷，而存在由底材形成的金属离子通过所沉积的防腐蚀层迁移的趋势，以及使用危害生态学的物质，尤如氟化物。

WO-A-96/10461记载了一种水基防腐蚀剂，该防腐蚀剂含有中心原子选自钛、锆、铪、硅的阴离子和至少4个作为配位体的氟原子以及有机聚合物分散体作为其组分。涂覆时无铬和一步工艺过程，尤其被记叙成本发明的优点。

WO-A-96/10461所述发明的缺点是，在防腐蚀剂沉积到底材表面的时候，聚合物分散微粒发生凝集，并对表面形成很小的接触面。此外，胶乳微粒的缺点是，扩散到三维特有底材的空腔中或者扩散到边缘上时，与分子分散分布的聚合物相比，迁移速度较小。而且，形成厚度介于1μm和1mm之间的涂层，这决定了待涂覆底材的每面积单位的相应材料需要量。此外，不利的是由底材形成的金属离子通过所沉积防腐蚀层的迁移趋势，以及采用危害生态学的物质，尤如氟化物。

DE-A-3727382包括无铬水基分散体，该分散体由羧酸和异氰酸酯在环氧化物上的加合物构成，它适用于自泳涂覆金属表面。这种分散体在分散状态下，粒径小于300nm，优选介于100和250nm，并可在沉积到金属表面之后，在介于60℃和200℃的温度下发生交联。为进行交联，使用由自泳沉积已知的常规引发剂，例如特别是HF/FeF₃体系。DE-A-3727382中记叙的涂层具有良好的抗腐蚀性，此外还耐溶剂。这种胶乳微粒的缺点还有，扩散到三维特有底材的空腔中或者扩散到边缘上时，与分子分散分布的聚合物相比，迁移速度较小。而且还形成厚度介于1μm和1mm之间的涂层，这决定了待涂覆底材每面积单位的相应材料需要量。此外，不利的是由底材形成的金属离子通过所沉积防腐蚀层的迁移趋势，以及采用危害生态学的物质，尤如氟化物。

发明目的和技术方案