[发明专利]用于保护表面免于外部锈蚀的外层涂料及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及用于暴露在大气中的构造，例如建筑物、船和桥，和用于这种构造外表的建筑材料的涂料。

涂料被应用于暴露在大气中的建筑物和其它构造，以提供防风化保护，且为了装饰效果。不幸地，经涂漆的建筑物的外表常常被外部锈蚀而迅速污损。本文所用的术语“外部锈蚀”是指由于表面与带锈的外部相接触而引起污染，与由于在基材中的表面下的锈斑方面的污染相反。该锈斑可来自表面上外部的来源，例如以溶解腐蚀产物形成的含铁锈的水落下或流到表面上。钢铁管道工程、檐槽和钢梁及其它构件可能带有很多表面锈斑，同时仍是结构完整的。当下雨时，以溶解腐蚀产物形式的锈斑滴在任何下部的表面上，并产生一种很难移去的难看的棕色色斑。这锈斑可来自在该表面上的一孤立的损坏部位，使在该损坏部位下的无损伤涂料上产生一棕色色斑。在产生这种特殊问题的地方是在船（特别是客船如班轮和渡船）的上层结构和船身的干舷的上部。这些在重新涂漆后不久可变成外部锈蚀。在船上的锈斑源的实例为孤立的损坏部位，例如在那儿锚链敲击船身，和可能留下的上层结构所达不到而未涂漆的部分。本发明的涂料能抑制这种外部锈蚀。

英国专利申请号2172599描述了一种通过用包括一成膜粘合剂和一能与锈斑反应而形成一无色物质的材料所组成的外涂层涂料，涂漆在表面以抑制在表面上的外部锈蚀方法。该物质可为，例如多膦酸盐颜料、草酸盐或释放磷酸盐离子的玻璃状物。

欧洲专利说明书209231描述了一种用于铁质基材的水基涂料，含有一种羧酸如草酸、乳酸或酒石酸以防止“急骤生锈”，即是：当涂层干燥时，铁质基材上的锈蚀已在涂层上形成锈斑。

英国专利申请2172599的涂料证明在抑制由锈斑产生的棕色色斑方面是有效的。但是，通过在英国专利申请2172599中所述的物质与锈斑的反应而形成的无色物质通常不是水溶性的，且在使用该涂料的后期可能形成一种白色沉淀。当其存在于白色涂料和浅色涂料中不引人注意，但它在深色涂料中可能是引人注意的。本发明提供一种用于抑制外部锈蚀的改进的涂料。

根据本发明用于保护表面免于外部锈蚀的一种外涂层涂料包括一成膜粘合剂和一具有至少0.1克/升的水溶性且能与锈斑反应的固体物质，且其特征在于其中该能与锈斑反应的物质能螯合铁，同时与Fe（Ⅲ）络合时有大的形成常数，该与Fe（Ⅲ）所形成的螯合物基本上是无色的，且水溶性不小于所述的物质的水溶性，所述的物质为（a）一种取代脂族有机酸盐或-1，3-二酮盐，或（b）一种结构式为：

的脂族异羟肟酸或其一种盐，其中R为一含有1至18个碳原子的烷基。

本发明提供一种制备用于保护表面免于外部锈蚀的一外涂层涂料的方法，包括将一成膜粘合剂与一具有至少0.1克/升的水溶性且能与锈斑反应的固体物质混合，其特征在于该物质中能与锈斑反应的物质系能螯合铁，同时与Fe（Ⅲ）络合时具有大的形成常数，与Fe（Ⅲ）所形成的螯合物基本上是无色的，且水溶性不小于所述的物质，所述的物质为

（a）一种取代的脂族有机酸盐或-1，3-二酮盐，或

（b）一种结构式为：

的脂族异羟肟酸或其一种盐，其中R为一含有1至18个碳原子的烷基。

“一种能与锈斑反应的物质”是指一种能与水中带有的铁腐蚀产物（这种产物在空气中干燥形成固态锈斑（氧化铁））反应的物质。

本发明还包括一种用于保护表面免于外部锈蚀的方法，其特征在于其中将如上所述的一种涂料应用于一结构的外表面或用于打算用作结构外表面的建筑材料。术语“结构”通常包括船只以及地面基地的结构（或在陆地上飞机起飞降落的结构）。

船或其它结构的表面或将受保护使免于锈蚀的建筑材料的表面可为，例如金属、木材、砖、混凝土、灰泥、塑料或纤维板。一种“外涂层涂料”是指一种打算在应用于暴露在外面的涂料，即是它不再另有外涂层。当将该涂料用于一种非金属表面时，例如砖石建筑如砖或混凝土时，它可能是用于该表面的唯一涂料，但当将它用于金属时，通常将它涂于一种底漆上。这样一种底漆通常为含有一防锈颜料的底漆，但它通常不含有一种能与锈斑反应而形成一无色的或可溶的物质的材料。

能与锈斑反应的物质较好地具有一个大于10²⁰摩尔^-1的与Fe（Ⅲ）络合的形成常数。这指一级形成常数。在作为能与锈斑反应的盐的情况下，它指阴离子型，即指反应：