[发明专利]自沉积涂层的共固化法

说明书

技术领域

本发明涉及包含金属表面、由未固化的自沉积涂层构成的第一层和在没有进行自沉积涂层的中间固化的情况下随后沉积在该表面上的第二未固化漆层的涂布制品，共固化所述自沉积涂层和漆层的方法，和在固化的自沉积涂层和至少所述紧邻该固化的自沉积涂层的固化漆层之间具有化学键的经固化的涂布制品。该涂布制品和方法可用于制造具有金属表面的耐腐蚀的上漆制品。本发明的一个益处是制造该耐腐蚀的上漆制品所需的步骤数、占地面积、时间和能量方面的减少，以及在一些实施方案中，在自沉积层和漆层之间的化学键合，其改进粘合作用。

背景技术

自沉积涂层(其是在金属表面上形成的粘附性涂层)包含通过涂料浴与金属表面的无电化学反应而沉积的有机聚合物涂层。自沉积已商业应用在铁质表面，特别是钢表面上大约30年，且如今非常完善地用于该用途。关于细节，参见例如美国专利号3,592,699(Steinbrecher等人)；美国专利号4,108,817和4,178,400(都授予Lochel)；美国专利号4,180,603(Howell.Jr.)；美国专利号4,242,379和4,243,704(都授予Hall等人)；美国专利号4,289,826(Howell，Jr.)；和美国专利号5,342,694(Ahmed)以及美国专利号5,500,460(Ahmed等人)。所有这些专利的公开内容经此引用并入本文。在经此引用并入本文的美国专利号6,989,411；6,645,633；6,559,204；6,096,806；和5,300,323中描述了用于沉积自沉积涂层的其它组合物和方法。

自沉积组合物通常是液体的，通常含水的溶液、乳液或分散体形式，其中插入物体的活性金属表面被采用粘附性树脂或聚合物膜涂覆，金属物体在该浴中的保留时间越长，该膜的厚度越大，即使该液体在没有与活性金属接触的情况下对于任何树脂或聚合物的自发沉淀或絮凝而言是长期稳定的。自沉积浴中所用的树脂或聚合物合意地不溶于水。“活性金属”被定义为在电动序中比氢更活泼的金属，即当引入液体自沉积溶液、乳液或分散体中时自发开始以显著速率溶解(伴随着氢气释放)。通常，该自沉积工作浴是酸性的，具有大约1至大约4的pH值。这类组合物和使用这类组合物在金属表面上形成涂层的方法在本领域中和在本说明书通常称作“自沉积”或“自沉积性”组合物、分散体、乳液、悬浮液、浴、溶液、工艺、方法或类似术语。

一般地，在从自沉积浴中取出后，该自沉积涂层在添加任何漆层之前经历清洗步骤和固化步骤。也就是说，在添加另外的漆之前，将该自沉积涂层干燥和完全交联。在用于沉积自沉积涂层和随后的漆层的典型加工生产线中，需要两个炉；第一炉用于固化(交联)自沉积涂层。在离开第一炉后，施加粉末或液体漆，例如面漆，并且该部件进入用于该第二漆层，例如面漆层的固化的第二炉。

自沉积涂层的固化步骤常规上在165-204℃的温度下进行10至30分钟的持续时间。这些温度被认为是实现自沉积涂层的足够交联所必需的，且由于在固化过程中离开该自沉积涂层的气体，该固化步骤用于同样固化第二漆层的用途不被认为是可能的。现有技术这样做的尝试导致在第二漆层表面中产生漆缺陷。因此，在常规方法中在自沉积涂层固化后，对该涂布的部件会进行第二上漆步骤和该漆的第二固化步骤。类似地，电沉积的涂层采用低分子量环氧树脂和以较高加载量的封闭异氰酸酯和其它副产物(胺和溶剂)配制，这要求经电沉积的涂层在施加面漆之前完全固化，因为排放的副产物会造成表面缺陷。为了改进制造效率，合意的是将上述两个固化步骤合并成单一步骤。

共固化的优点包括消除加工步骤、降低炉长度和降低炉温。也希望具有搬运干燥性(dry to handle)的未交联的自沉积涂层，其确保过渡时间，例如要在与自沉积涂布不同的地点施加面漆的情况下。

发明内容

发明概述

本发明的一个目的是通过提供共固化自沉积涂层和漆层的方法来满足上述需要和避免现有技术的至少一些缺陷，该方法包括：

a)使具有至少一个金属表面的基底与在大约1至大约4的pH下的自沉积浴以足以在其上沉积未固化的自沉积涂层的时间和温度接触；

b)用水清洗；

c)任选地，使该未固化的自沉积涂层与碱性或酸性清洗剂接触；

d)任选地，将该未固化的自沉积涂层脱水；

e)在该未固化的自沉积涂层上沉积未固化的漆层；和

f)共固化该未固化的自沉积涂层和未固化的漆层。