[发明专利]水基富锌预构造底漆

说明书

用于金属基材的水基双组分底漆至少包含以约1:3的比例混合的第一部分和第二部分。底漆的第一部分可以基本不含挥发性有机化合物，并且所述第一部分包含：以第一部分的总重量为基准计，含量为约20重量％至80重量％的胶体二氧化硅；硅烷偶联剂，其选自环氧硅烷、巯基硅烷和具有对环氧基团有活性的官能团的改性硅烷，以第一部分的重量为基准计，所述硅烷偶联剂的量为约0.05重量％至约15重量％；以及含量为约0.1重量％至约2重量％的纤维素醚。第二部分可以包含约50重量％的锌粉。底漆可以是常规可喷涂的，用于大型造船操作。

相关申请

本申请要求2015年5月22日提交的题为“水基无机富锌的可焊接预构造底漆”的美国临时申请号62/165,677的优先权。

发明领域

本发明涉及用于涂敷金属基材的富锌底漆涂料组合物，例如，所述金属基材为在造船、石油化工储罐构建、水储存和处理储罐制造、以及结构钢材中使用的那些金属基材。更具体地，富锌底漆涂料组合物是水基富锌可焊接预构造底漆几乎不含有乃至不含有挥发性有机化合物(VOC)或有机乳胶树脂，为终端使用者在VOC或有害空气污染物(HAPS)排放受限的设备中提供增加的灵活性。

背景技术

通常，用于对在造船中使用的预构造金属基材进行涂敷的底漆组合可能包含难闻的溶剂和有机树脂材料。这些组合物可能在施用时将溶剂和VOC释放到环境中，或者阻碍组合物满足各种工业标准，例如，用于烟密度、可焊性和孔隙率的工业标准。此外，在现有的底漆组合物中有机树脂材料的存在可能促进霉菌或其他生物体的生长。

不包含难闻溶剂和有机树脂成分的底漆组合物通常由硅酸钾制成。尽管不存在基于溶剂的系统的问题，但是现有的硅酸钾底漆组合物具有粘附性质，使得其难以实施标准常规或无气喷涂应用。因此，开发如下水基底漆组合物将是有利的：所述水基底漆组合物不含有害挥发性有机化合物、溶剂、硅酸盐和有机树脂成分的，但具有粘附性质，如耐候性、快速干燥时间、防腐蚀性、长适用期、高速可焊性和所需的应用性能，使其适用于在涂覆预构造金属基材中使用。

概述

在一实施方式中，用于金属基材的双组份底漆是水基的，并且包含第一部分，所述第一部分包含：以第一部分的总重量为基准计，含量为约20重量％至80重量％的胶体二氧化硅；硅烷偶联剂，其选自环氧基硅烷、巯基硅烷和具有对环氧基团有活性的官能团的改性硅烷，以第一部分的重量为基准计，所述硅烷偶联剂的量为约0.05重量％至约15重量％；以及含量为约0.1重量％至约2重量％的纤维素醚。

底漆还可以包含含有至少50％锌粉的第二部分。第一部分和第二部分以约1:1的比例存在于双组份水基底漆中。此外，双组分底漆通常是无机的，基本不含挥发性有机化合物以及有机胶乳树脂。

详述

在一实施方式中，水基富锌底漆(“水基底漆”)可以用于在金属基材用于例如造船之前对金属基材进行涂敷。水性底漆可以通过常规和无空气施用方式进行喷涂，施用后快速干燥，保护金属基底免受腐蚀，提供耐候性，具有长适用期，并且可以用于其中船的构造需要高速焊接的场合。为了说明的目的，该水基底漆可以被称为用于在造船中使用的组合物。然而，应理解该水基底漆在需要上述特征的环境中具有许多应用。

更具体地说，水基底漆可以包含双组份系统。双组份系统可以由第一部分A和第二部分B构成，其通常在施用水基底漆之前以1:1的比例混合。水基底漆的部分A可以使用新颖的溶胶-凝胶技术产生。部分B可以含有至少百分之五十(50％)的锌粉。

用于产生部分A的溶胶-凝胶工艺包括将无机颗粒分散到胶体溶液(溶胶)中。随后，该溶液用作用于整体网络(或凝胶)的前体，其中固体颗粒和液体(水)相互分散。通常，溶胶-凝胶工艺用于生产非常薄的涂层，其受限于无机材料的粒度，例如约100至约220nm。然而，令人惊讶的是，本发明人发现：溶胶-凝胶工艺可以用来制造干厚度(在水蒸发之后)约0.5至约1.0密耳的和湿厚度(施用时)约1.0至约2.0密耳的水基底漆。