[发明专利]具有防腐蚀性能的涂料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有防腐蚀性能的涂料组合物，并且，更具体地，涉及专门制定含有无定形磷酸铝腐蚀抑制颜料的涂料组合物及其制备方法。

背景技术

本领域已经知晓这样的涂料组合物：制定成含有一种或多种物质以提供防腐性能，用于在金属基体的表面形成薄膜层。这种涂料组合物利用已知的物质通过三种不同的机制中的一种提供一定程度的防腐蚀保护。

涂料组合物中的腐蚀控制第一机制是：在配方中，其中防止水分和水高度扩散至所得的固化膜的粘合剂组合物与提高膜组合物的阻隔性质的颜料或固体成分结合，从而对任何进入固化涂料膜的水提供物理屏障以防止底层金属基体表面被腐蚀。这方面有用的颜料或固体成分包括铝、铁氧化物、云母、滑石、滑石、硅酸钙，以及颗粒和/或薄片状硫酸钡。

涂料组合物中腐蚀控制第二机制是：将想要的物质放置在被选定为与任何进入固化涂料膜的水或氧气接触而产生牺牲性腐蚀的金属基体表面的附近，从而产生牺牲性腐蚀以阴极保护并防止底层金属基体腐蚀。锌金属是在这方面有用的物质的例子，并且可以提供在基体表面上作为涂料组合物中的成分或可以单独提供。

腐蚀控制的第三机制是：涂料组合物利用腐蚀抑制物质，例如，腐蚀抑制颜料，其中，这种物质接触水和氧气之后，释放物质，该物质扩散到基体表面并吸附在基体上以形成不透水层或与金属基体的表面形成反应产物，从而防止其与水，氧气或其它腐蚀性物质反应。这使基体表面钝化，从而防止其腐蚀。已知在这方面有用的物质包括磷钼酸锌钙，三磷酸铝，磷酸锌，磷酸锌铁，磷硅酸锌锶，磷硅酸钙，磷酸锌铝，含铅物质，以及含铬酸盐物质。

本领域已知的防腐蚀涂料组合物针对不想要的腐蚀提供一定程度的保护，这些已知的涂料组合物可能依赖对环境存在危险/危害和/或对人存在健康或安全危害的物质，并且由于这些原因，已经或正在完全限制或禁止使用这些涂料组合物。此外，虽然这种已知的涂料组合物提供一定程度的腐蚀保护，但不能提供足以满足某些终端应用的需求的、想要的或需要的腐蚀控制水平。

因此，需要以这种方式制定的防腐蚀涂料组合物：提供所需程度的腐蚀控制/抵抗而不使用规定或已知对环境存在危害/危险和/或对人存在健康或安全问题的物质。需要以这种方式制备的这种防腐蚀涂料组合物：与已知的涂料组合物相比，提供想要的更好的抗腐蚀性，从而满足某些终端应用的需求。进一步需要这种从现有的物质制定，和/或根据这种工艺制备的防腐蚀涂料组合物：该工艺以不要求使用不寻常的设备，不是过于劳动密集型，并且是经济上是可行的方式促进制造该涂料组合物。

发明内容

在此公开的防腐蚀涂料组合物含有粘合剂聚合物和分散在粘合剂聚合物内的磷酸铝。粘合剂聚合物可以选自包括：聚氨酯，聚酯，溶剂型环氧树脂，无溶剂环氧树脂，水溶性环氧树脂，环氧树脂共聚物，丙烯酸树脂，丙烯酸共聚物，硅酮，硅酮共聚物，聚硅氧烷，聚硅氧烷共聚物，醇酸树脂及其组合。磷酸铝包括无定形磷酸铝。在一个优选实施例中，磷酸铝是与粘合剂聚合物结合时并且涂料组合物涂敷至金属基体表面时的无定形磷酸铝。该涂料组合物含有重量百分比约1%至25%范围的磷酸铝。

在实施例中，涂料组合物控制磷酸盐递送，例如，磷酸盐阴离子，约50至500 ppm的范围，并且优选约100至200 ppm的范围。在实施例中，该涂料组合物具有小于约1500 ppm，小于800 ppm，优选小于约400ppm，更优选约100至250 ppm的总可溶物含量。无定形磷酸铝优选基本上不含碱金属和碱土金属。

通过使含有铝源的起始物料与磷源结合，并且使结合的起始物料反应以形成含有无定形磷酸铝固体缩合物的溶液，从而形成防腐蚀涂料组合物。该铝源可以选自：铝酸钠，氢氧化铝，硫酸铝，以及其组合，而磷源可以是磷酸或磷酸盐。在实施例中，具体控制磷酸铝制备过程以产生无定形磷酸铝，该无定形磷酸铝具有理想的工程性能：受控的磷酸盐阴离子释放，并具有下降的/低水平的可溶物含量。

无定形磷酸铝具有小于约50的低油吸附量和小于约20 m²/g的低表面积性质。此外，在优选实施例中，制备的无定形磷酸铝不含碱金属和碱土金属，该无定形磷酸铝在在低于约200°C的温度干燥。此后，该无定形磷酸铝与粘合剂聚合物混合以形成防腐蚀涂料组合物。