[发明专利]提供改进腐蚀防护的水性涂料、组合物及其方法

说明书

发明领域

本发明涉及腐蚀抑制剂，更具体而言，用于涂料组合物的腐蚀抑制剂。本发明提供具有改进腐蚀性能，包括在将涂料组合物施用于金属表面期间降低的闪锈以及甚至所得干涂层中改进的防腐蚀的涂料组合物。本发明还提供制备和使用所述组合物及其腐蚀抑制剂的方法。

发明背景

本发明涉及腐蚀抑制组合物和使用它保护金属表面以防腐蚀的方法，更具体而言，用于涂料组合物的腐蚀抑制剂和包含这类腐蚀抑制剂的涂料组合物。

金属表面可能经受非常快的腐蚀，有时甚至在暴露于特定条件下非常短的窗口下。取决于条件，明显的腐蚀可能仅仅在数分钟或数小时内发生，当金属表面与水溶液，特别是酸性溶液，与高度离子溶液，甚至与硬水接触时特别如此。该快速腐蚀在含铁金属表面的情况下通常称为“闪锈”，但同样也是非铁金属表面的问题。如下文所述术语“闪锈”指快速腐蚀，无论涉及的材料是含铁还是非铁的。

不是所有闪锈是容易可见的，然而任何这类腐蚀的存在可能是有害的，并且通常在更深入分析时可检测到。闪锈和其它腐蚀形式在生产用于各用途的金属组件中，当组件在制造、组装或者随后的试验或使用期间与水溶液接触时，可能是特别有问题的。

仍需要降低，如果可能的话防止发生闪锈。还需要降低其它类型的腐蚀使得表面和部件可持续更久且不经历由于腐蚀相关的损害导致的过早破坏。

市售腐蚀抑制剂通常具有低水溶度，例如金属磺酸盐、含有羧酸的重金属盐(例如锌)的颜料组合物、苯甲酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐。另外，用亚硝酸盐和硝酸盐形成的闪锈抑制剂具有作为与金属应用有关的长期腐蚀抑制剂的有限用途，因为这些腐蚀抑制剂的毒性使得它们对商业用途而言是较没有吸引力的。

另外，尽管与胺混合的亚硝酸盐和硝酸盐是有效的闪锈抑制剂，它们可反应形成N-亚硝胺，其是已知的致癌物。

因此，需要提供早期快速生锈防护并且还可提供长期防腐蚀的涂料组合物用腐蚀抑制剂。还需要在涂料组合物中提供所需性能，同时还具有成本效率、不含重金属、不含亚硝酸盐、不含溶剂、不含有毒和/或环境有害材料或其任何组合的腐蚀抑制剂。该腐蚀抑制剂理想地不吸收油并且可直接加入涂料组合物中，使得涂料组合物提供对涂料施用于其上的表面的早期快速生锈防护以及甚至长期防腐蚀。或者CI可就地制备。

鉴于以上讨论和遭遇的问题，仍需要相关领域的进步，包括改进的涂层以及处理这些和其它金属组件以降低闪锈或腐蚀以及如果它发生的话处理它的方法。本发明解决了这些需要。

发明概述

本发明研究包含腐蚀抑制组分的水性涂料组合物，所述腐蚀抑制组分包含含有三烷醇胺的第一络合剂和包含羧酸的第二络合剂。本发明提供包含水、聚合物树脂组分和所述腐蚀抑制组分以及任选容许各种其它添加剂的涂料组合物。

本发明还提供腐蚀抑制组分本身，所述腐蚀抑制组分包含含有三烷醇胺的第一络合剂和含有羧酸的第二络合剂。

本发明提供在涂层施用于金属表面期间降低快速生锈的方法，所述方法包括如下步骤：(i)制备包含腐蚀抑制组分的涂料组合物，所述腐蚀抑制组分包含含有三烷醇胺的第一络合剂和含有羧酸的第二络合剂；和(ii)将涂料组合物施用于金属表面上；在金属表面上产生降低施用期间快速生锈并提供改进防腐蚀性能的涂层。本发明还提供改进涂层的防腐蚀性能的方法，所述方法包括如上所述相同的步骤。本发明还提供降低将涂层施用于金属表面期间的快速生锈以及改进涂层的防腐蚀性能的方法，所述方法包括如上所述相同的步骤。

本发明提供制备包含腐蚀抑制剂组分的水性涂料组合物的方法，所述方法包括如下步骤：(i)将水、含有三烷醇胺的第一络合剂和含有羧酸的第二络合剂混合在一起以提供腐蚀抑制剂组分；(ii)将腐蚀抑制剂组分加入水性涂料组合物中；其中所得水性涂料组合物(i)降低在涂层施用于金属表面期间的快速生锈，(ii)提供具有改进防腐蚀性能的涂层，或者(iii)(i)和(ii)二者。

本发明还提供所述腐蚀抑制组分在水性涂料中作为闪锈抑制剂的用途。本发明进一步提供所述腐蚀抑制组分改进涂层的防腐蚀性能的用途。本发明进一步提供所述腐蚀抑制组分在水性涂料中作为闪锈抑制剂以及改进涂层的防腐蚀性能的用途。

在本文所述实施方案中的任一个中，本发明提供第二络合剂的羧酸可以为一种或多种含有3-50个碳原子的二羧酸。第一络合剂的三烷醇胺可以为具有连接在氮原子上的三个相同烷醇基团的叔单胺，其中三烷醇胺包含6-42个碳原子。