[发明专利]不含铬、磷和氟化物的钝化和有机薄膜涂料

说明书

可用于钝化金属表面的涂料组合物，其包含水和：氨基硅烷；环氧硅烷；过渡金属化合物；和聚合树脂，其中该涂料不含铬、不含氟化物且不含磷。

本申请是以下申请的分案申请：申请日：2015年10月12日；申请号：2015106539886；发明名称：“不含铬、磷和氟化物的钝化和有机薄膜涂料”。

背景技术

薄膜有机钝化在工业上用于向金属提供腐蚀防护。传统的制剂包括铬；虽然这些制剂可具有优良的钝化性质，但它们也可能具有差的涂料附着力和有害的环境影响的缺点。其它的传统成分，例如氟化物和磷可用于代替铬，但是也可能具有负面的环境和/或生态影响。本发明涉及不含铬、不含氟化物和不含磷的钝化和薄有机膜涂料的新型制剂，其可在金属材料表面上提供良好腐蚀防护和改善的涂料附着力。

发明内容

根据一些实施方案,本发明涉及可用于钝化金属表面的涂料组合物，其包含水和：氨基硅烷；环氧硅烷；过渡金属化合物；和聚合树脂，其中所述涂料不含铬、不含氟化物且不含磷。在一些实施方案中，氨基硅烷存在的量为所述涂料组合物的约0.5重量%-约5重量%；环氧硅烷存在的量为涂料组合物的约2重量%-约25重量%；过渡金属化合物存在的量为涂料组合物的约0.05重量%-约5重量%；和/或聚合树脂存在的量为涂料组合物的约1重量%-约30重量%。

在一些实施方案中，涂料组合物还包括原硅酸乙酯。在一些实施方案中，过渡金属包括Zr(NO₃)₄、Ce(NO₃)₃、TiO(NO₃)₂、(NH₄)₂Ce(NO₃)₆和/或Mn(NO₃)₂。

在某些实施方案中，当以小于约2µm的膜厚度涂敷时，或当以小于约1.2µm的膜厚度涂敷时，涂料组合物向金属表面提供耐腐蚀性。在一些实施方案中，当在约40℃-约150℃的峰值金属温度下涂敷时，涂料组合物向金属表面提供耐腐蚀性。

根据一些实施方案，钝化金属表面的方法包括用涂料组合物涂布金属表面，所述涂料组合物包含水和：氨基硅烷；环氧硅烷；过渡金属化合物；和聚合树脂，其中所述涂料不含铬、不含氟化物且不含磷。

具体实施方式

本发明的组合物和方法涉及不含铬、不含氟化物且不含磷的钝化和有机薄膜涂料。组分的独特组合可允许本发明的涂料在金属材料的表面上提供腐蚀防护保护和改善的涂料附着力，同时还是环境和生态友好的。此外，本发明的一些实施方案的涂料可在与当前技术相比更低的峰值金属表面温度和/或更小的膜厚度下涂敷，同时还提供期望水平的腐蚀防护和涂料附着力。峰值金属温度或PMT，应理解为在涂布线中干燥/固化过程期间通过金属基底获得的平均最大温度。

在一些实施方案中，本发明的涂料组合物可包括以下的一个或多个：氨基硅烷、环氧硅烷、过渡金属化合物和/或聚合树脂。涂料组合物和单独的组分在以下更详细地描述。

氨基硅烷

在一些实施方案中，本发明的涂料组合物包括一种或多种氨基硅烷。适合的氨基硅烷可包括，例如，单氨基硅烷、双氨基硅烷和/或氨基官能低聚硅烷。在一些实施方案中，适合的氨基硅烷包括3-(三甲氧基甲硅烷基)丙胺和/或它的低聚物、具有反应性伯胺和可水解的无机甲氧基硅基的双官能有机硅烷，例如Dynasylan^®AMMO，双氨基官能的低聚硅氧烷例如Dynasylan^®Hydrosil 2776(二氨基烷氧基硅烷和甲基烷氧基硅烷的共缩聚物)，和/或具有反应性伯氨基和可水解乙氧基甲硅烷基的双官能硅烷，例如Dynasylan^®AMEO。