[发明专利]含有聚酰胺-胺聚合物的薄防腐蚀涂层

说明书

本发明公开了沉积在金属基材上的防腐蚀涂层，所述涂层由无铬VI的预处理组合物获得，所述预处理组合物包含IVB族金属、IB族金属和聚酰胺‑胺聚合物，所述组合物提高了IVB族金属氧化物涂层的防腐蚀性以及防腐蚀涂层和底漆涂层与金属基材的粘附性。

技术领域

本发明总体上涉及沉积在金属表面上的含IVB族金属氧化物、铜和指定的含氮有机聚合物的极薄保护性转化涂层，所述有机聚合物包含酰胺官能团以及任选存在的胺和/或咪唑啉官能团，从而为金属表面提供与具有类似保护涂层但不含所述聚合物的金属表面相比而言改善的防腐蚀保护。本发明还涉及用于沉积所述涂层的含水预处理组合物，以及制备和使用该组合物的方法。

背景技术

正在不断地开发在金属基材上的底漆和油漆(paint)涂层之前用以进行防腐蚀保护的涂层——特别是作为预处理施加的防腐蚀转化涂层——以利用新技术和涂层材料来减少对环境的影响。这些涂层也被称为表面处理，常常被称为转化涂层。通常，预处理组合物用于“湿碰湿”工艺中，其中基材具有施加于其的预处理涂层，然后在不进一步干燥的情况下将另一涂层施加到经预处理的基材(如油漆或底漆涂层)。过去，标准预处理涂层包含磷酸锌作为组分以提供防腐蚀保护。由于使用磷酸盐溶液的环境忧虑，已经尝试开发不包含磷酸锌的替代组合物，例如基于IVB族金属氧化物的防腐蚀涂层。已知的氧化锆涂层的一个缺点是它们并不总是如同被替代的磷酸锌涂层一样有效地防止腐蚀。

想要的是，改善由含IVB族金属氧化物的涂层提供的防腐蚀保护而尽可能少地破坏涂布工艺，例如，避免工艺中的额外步骤。另外，想要的是，当使用含IVB族金属氧化物的涂层时，改善底漆层和油漆层与金属基材的粘附性。

发明内容

令人惊讶地发现，含有铜离子与至少一种包含酰胺官能团以及任选存在的胺和/或咪唑啉官能团的有机聚合物的组合的IVB族金属离子预处理组合物为各种金属基材提供了防腐蚀性的显著改善。通过接触预处理物(pretreatment)而沉积的涂层含有所述聚合物、铜和IVB族氧化物(例如氧化锆)的组合。

总体而言，本发明提供了含有IVB族金属(例如Zr、Ti和/或Hf)的预处理组合物，其在本文中也称为表面处理组合物，其包含至少一种包含酰胺官能团和任选存在的胺和/或咪唑啉官能团的有机聚合物。想要地，有机聚合物选自聚酰胺-胺，如上文所述；并可以包含咪唑啉官能团。优选地，至少一些咪唑啉官能团在其取代基上包含酰胺键，如下所述。

本发明还提供了制备和使用上述组合物的方法以及其上沉积有含有IVB族金属氧化物的涂层的金属基材，所述涂层包含所述有机聚合物和/或上述聚合物与金属基材和涂布浴中的其它成分中的一种或多种的反应产物。

包含至少一种含酰胺官能团以及任选存在的胺和/或咪唑啉官能团的有机聚合物——最优选聚酰胺-胺聚合物——的含IVB族金属的预处理组合物可以通过形成阻挡层来改善粘附性和防腐蚀性，粘合至金属基材，粘合涂层中的Zr和Cu，并与E涂料反应(例如增加交联)。

在一个实施方案中，包含聚酰胺-胺和/或酰氨基烷基咪唑啉聚合物(优选包含胺官能团)的含IVB族金属氧化物的涂层具有高度改善的防腐蚀性。另外，聚合物改善了含IVB族金属氧化物的涂层以及随后施加的底漆层和油漆层与金属基材的粘附性。

本发明的一个目的是提供一种防腐蚀金属预处理组合物，其包含：

a)10～2000ppm的IVB族金属；优选为Ti、Zr，最优选Zr；

b)1～50ppm的铜；

c)1～5000ppm的至少一种含氮有机聚合物，其溶解和/或分散在所述组合物中并且包含多个有机酰胺官能团以及任选存在的胺和/或咪唑啉官能团；和

d)水；

所述涂布组合物具有2～6的pH。