[发明专利]一种防锈涂料、防锈方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于金属材料、镀有金属的钢或没镀过的钢的表面处理组合物和一种表面处理方法，并提供一种可对金属材料提供具有足够耐腐蚀性、贮存稳定性高的防锈剂。

背景技术

在含盐的环境如海水或高温/高湿环境中，镀有金属的钢的表面会形成白色的锈迹，导致基材表面明显恶化的外观或防锈能力的降低。

为了防止这种白色锈迹的形成，已应用一种铬酸盐基的防锈处理剂，如日本专利申请公开第3-131370号公开的树脂基处理剂，这种树脂基处理剂含分散于烯烃-α，β-烯键式不饱和羧酸共聚物树脂分散液中的水分散性铬化合物和水分散性二氧化硅。

但是，当暴露于盐水或高温／高湿环境中并持续一段时间时，上述含铬树脂基处理剂不是经常呈现足够的耐腐蚀性，并形成白色的锈迹。

CN 1292833A公开了一种防锈涂料，其中包含一种组合物，该组合物主要由一种与水配伍的树脂和水，以及每升组合物有0.2-50g的具有硫代羰基的化合物和50-500g的水分散性二氧化硅；并且这种防锈涂料不含磷酸根离子。本防锈涂料适于金属材料的防锈。该发明所提供的防锈涂料的防锈能力、面涂层的粘附性以及涂料的贮存稳定性均存在一定的不足。

日本专利第53-31737号公开的水溶性防锈漆，是用来防止低碳钢、铜、青铜、铜导线等的腐蚀，并要配制以使得这种水溶性防锈漆能够紧密接触基材，特别是当基材为铜和青铜时。当它被用作金属如锌表面的防锈剂时，效果并不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对金属材料有效的无铬防锈涂料及一种防锈处理方法，本发明提供的防锈涂料具有较强的耐腐蚀性以及贮存稳定性。

在本说明书中，术语“金属材料”包括钢、钛、铝、铜板或类似物和通过镀锌、熔融金属喷镀等方法而获得的电镀金属材料。作为钢的例子，有冷轧钢、热轧钢、不锈钢等。

在本说明书中，术语“镀钢”是指一种镀有一种金属如Zn、Al、Ni、Cr、Sn、Pb、Fe等的钢，或者上述金属与至少一种任何其他金属的合金。这种其他金属的例子包括Co、Ni、Fe、Cr、Al、Mg、Sn、Mn、Zn、Ti等。也包括镀敷后通过热处理而合金化的金属。少量另外的金属如Co、Mo、W、Ni、Ti、Cr、Al、Mn、Fe、Mg、Pb、Sb、Sn、Cu、Cd、As等作为杂金属或杂质，和/或至少有一种无机化合物如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛等分散于其中的金属材料，或含有除Fe-P以外任何成分的镀层。此镀层可包含多层。镀的方法包括电镀、熔融金属喷镀、沉积、喷涂等。

为了获得一种有效的防锈涂层，有下列规定：即（1）应防止腐蚀性液体的渗入，（2）防锈膜应与金属基材紧密接触，（3）应使用防锈离子或等效物钝化金属表面，及（4）防锈膜应是防水、防酸和防碱的。作为常规的防锈剂，铬化合物，必须具有优异的钝化性能。这里所说的钝化性能是指金属或金属合金，尽管其环境对它进行化学或电化学激发，仍保持一种惰性状态。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种防锈涂料，所述涂料包括以下组分：

0.8~53g/L的含硫代羰基的化合物；35~428g/L的水分散性二氧化硅；1.2~30g/L的亚硝酸盐；5~50g/L的三正丁胺；0.4~16g/L的次氮基三乙醇胺。

我们发现可以提高贮存稳定性而不对防锈作用造成负面的影响的办法是在相对大量水分散性二氧化硅的存在下，移除磷酸根离子。在本说明书中，字句“移除或不含主要量的磷酸根离子”是指相对于防锈涂料的总量含低于约100ppm、最好低于50ppm的磷酸根离子。

由于硫化物象铬酸一样可很容易地被吸附于金属表面，并具有优异的氧化能力，它可给金属表面带来钝化性能。因此，含硫代羰基的化合物，是一种硫化物，它具有对金属材料的防锈效果。

当施用防锈涂料时，含硫代羰基化合物中的硫羟基的离子被吸附于如锌或铝金属表面上的活泼位置，藉此发挥防锈作用。而硫原子本质上很容易与锌或铝形成配位键，一种具有硫代羰基的化合物最好同时带有氮或氧离子，由于这种化合物中的氮或氧原子也可以与锌或铝的金属表面形成配位键，因此硫代羰基化合物，特别是同时具有氮和氧原子的硫代羰基化合物，可很容易地与锌或铝的金属表面形成螯合键，藉此使硫代羰基化合物更牢固地吸附在锌的表面上。另外，含硫代羰基的化合物又可作为树脂膜的交联促进剂。这两种机制的协同作用，降低了树脂膜中的微孔数量，并可作为防水和无用离子如氯离子的有效屏障。