[发明专利]一种弹性防锈涂料

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体地说是一种用于金属材料的表面处理组合物，即一种高弹性、防锈性能好、贮存稳定性好的弹性防锈涂料。

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。

防锈涂料是工业上广泛使用的一种涂料，其主要作用在于防止金属在长期使用过程中受到氧化而生锈。防锈涂料中的防锈颜料组分通常为红丹、铅粉以及锌、铅或钡的铬酸盐。这些颜料都有很强的毒性，在涂料的生产和使用过程中会严重污染环境，损害生产与施下操作人员的身体健康。因此，许多国家都已经通过立法禁止使用含有红丹、铅粉等为防锈颜料组分的涂料生产和使用。

目前，人们先后开发出以磷酸锌、磷酸铝、钼酸锌、硼酸钙等防锈颜料组分的防锈涂料，这些涂料具有毒性低的特点，但是防锈效果不好，成膜树脂的展色和稳定性也欠佳。另一方面，国内生产的防锈涂料大多数为溶剂型涂料，其溶剂包括有铁红醇酸、铁红酚醛、铁红环氧醋、铁红环氧、氯磺化聚乙烯等。这些涂料不仅价格昂贵，而且极易污染环境，对人体造成伤害。

另外，在防锈涂料的使用过程中，由于温度、湿度的变化容易产生裂缝，从而加速涂料的老化，对金属材料表面难以起到防锈效果。现有的弹性涂料在一定温度范围内能够保持较高的弹性、韧性和伸长率，涂布在金属材料表面形成弹性保护层，当产生裂纹时涂层不会断裂，具有较好的防裂抗渗漏性。但由于目前国内主要采用燃煤发电，空气中二氧化硫含量高，各地区酸雨频发，空气污染严重，造成弹性涂层表面沾污和酸蚀破坏严重，使弹性涂层的装饰性和耐久性大大下降。

CN 101402816A公开了一种用于建筑外墙表面保护和装饰的水性弹性涂料。目前的弹性涂料主要着重于解决弹性涂料的耐沾污性，而对耐酸雨和耐老化方面很少涉及。本发明所述涂料中各组分的质量百分含量如下：水10-20%，助溶剂2-4%，分散剂0.5-1.0%，多功能助剂0.2-0.4%，消泡剂0.2-0.5%，防腐剂0.1-0.2%，防霉防藻剂0.2-0.6%，耐酸颜料15-23%，耐酸填料5-18%，氟碳乳液10-15%，丙烯酸弹性乳液30-40%，成膜助剂1-1.5%，流变助剂0.3-0.8%，增稠剂0.5-1.0%。该发明在弹性及耐老化方面表现较好，但是在用于金属材料表面时，不能够同时做到防锈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于金属材料的防锈性能好、高弹性的涂料组合物。

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。

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：

一种弹性防锈涂料，所述涂料按重量份数包括以下组分：

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，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。