[发明专利]包含空心玻璃球和导电颜料的防腐蚀锌底漆涂料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及防腐蚀涂料组合物特别是用于保护铁和钢结构的涂料组合物的领域。特别地，本发明涉及包含颗粒锌、导电颜料和玻璃微球的涂料组合物，例如环氧树脂基涂料。

背景技术

有机涂料和无机涂料两种锌底漆(primer)被广泛用于航海和海运工业中，还可例如被指定用于桥梁、容器、精炼厂、石油化工工业、发电厂、储存罐、起重机、风车和民用结构例如机场、视距仪、高层建筑物的钢结构部件。这种涂料可基于若干粘合剂体系，例如基于硅酸盐、环氧树脂、聚氨酯、环化橡胶、苯氧树脂、环氧酯、氨基甲酸乙酯醇酸(urethane alkyd)等的粘合剂体系。

在锌底漆中，锌被用作导电颜料以产生阳极活性涂料。锌充当牺牲阳极材料并保护成为阴极的钢基材。抗腐蚀性取决于锌底漆对动电电流的传输，但是只要保持所述体系的导电性并且只要存在足够的锌来充当阳极，就会电保护钢。因此，锌底漆中的锌颜料颗粒紧紧地堆积在一起并且通常用非常高的锌粉载荷配制锌底漆。

在本领域中，已经使用各种方法来降低锌载荷。US 4,621,024公开了具有金属基材如锌的涂料微球，其导致涂料的金属组分全面降低。US 5,252,632公开了使用非涂覆的空心玻璃微球来改善锌基涂料组合物的腐蚀保护以及降低组合物密度。US 5,580,907和US 6,287,372两者均公开了通过并入微球来减少组合物中锌粉的量的进一步努力。WO 2008/125610公开了包含某些锌合金以改善涂料组合物的腐蚀保护。其还公开了导电颜料如炭黑可提高腐蚀抑制性。

WO 96/29372公开了在溶剂中原位溶解的干涂料组合物，所述干涂料组合物包含石墨以避免涂料组合物的硬沉降(hard settling)。

WO 99/58274公开了在环氧酯树脂基质中包含碳改性的锌粉(carbon-modified zinc dust)、锌粉和空心玻璃球的涂料组合物。碳改性的锌粉不是碳和锌的简单混合物。

然而，仍然需要以成本有效并限制应用到保护涂料中的锌的量的方式改善钢基金属结构的抗腐蚀性。

为了建立足够的腐蚀保护并确保涂料的最佳性能，有必要详细说明保护性油漆系统以及评估其可能的耐久性的相关实验室性能测试的要求。新技术和油漆制剂的使用也意味着涂料将在极少或无先前记录的情况下被开发。这已经导致更多的重点将放在加速评价涂料性能的实验室测试上。许多这些加速暴露测试在其暴露时间内将不显示出视觉上对完整涂覆的表面的不利影响。因此，对人为造成的损害周围的涂料的行为例如划痕给出了重要的考虑并且除了其他之外许多资格预审测试是基于生锈蠕变(rust creep)和起泡(blistering)以及来自评分的脱离，ISO 12944，NORSOK M-501，ISO 20340，NACE TM 0104、0204、0304、0404等(Weinell，C.E.和S.N.Rasmussen，Advancement in zinc rich epoxy primers for corrosion protection，NACE International，paper no.07007(2007))。这些加速风化的方法寻求加强环境的影响以使得膜破坏发生得更迅速(Mitchell，M.J.，Progress in offshore coatings，NACE International，paper no.04001(2004))。生锈蠕变越低，总防腐蚀性能越好。

发明内容

用包含以下组分的涂料组合物实现钢基金属结构的改善的抗腐蚀性：

a)粘合剂体系，其选自环氧树脂基粘合剂体系、聚硅氧烷基粘合剂体系、聚氨酯基粘合剂体系、环化橡胶基粘合剂体系和苯氧树脂基粘合剂体系，

b)锌颗粒，

c)空心玻璃微球，以及

d)导电颜料，其选自石墨、炭黑、铝颜料、氧化铁黑、掺锑的锡氧化物、涂布有掺锑的锡氧化物的云母、铟锡氧化物、碳纳米管、碳纤维及其任何混合物。

在一个实施方案中，为了提供特别良好抗腐蚀性，根据本发明的涂料组合物包含选自炭黑、石墨及其任何混合物的导电颜料。

具体实施方式