[发明专利]颜料制剂

说明书

本发明涉及不含铅化合物、铬酸盐化合物和有毒的有机化合物的颜料制剂，它们用于涂料配方，特别是防腐蚀底涂料。

在用有机涂料对金属制品防腐蚀中，正如大家都知道的，底涂料是特别重要的。它的主要作用是确保在金属基材上有充分且强有力的稳定粘合，特别是在潮湿气氛或水的作用下。此外，对水和氧的渗透性应最小。最后，它应完全适用作随后的各种涂料的基质。

而且，原则上通过选择所谓的成膜剂(有机粘合剂，并与适合的成膜辅助剂(如聚合物膜交联用催化剂)相配合，可调节与要保护的金属表面粘合的产生，以及底涂料与随后涂覆的有机涂料的键合反应。加入颜料还明显影响涂料的渗透性能。

使用典型的防渗颜料是特别有好处的，它们的料团或片晶结构意味着将它们加到有机涂料中是十分有利的，以致它们使扩散的途径显著加长，从而使渗透性迅速减小。当然，要很好表面出这一效果的前提是颜料/粘合剂的相互作用对水应足够稳定。

良好的防腐蚀底涂料不仅含有防渗颜料，而且还含有活性颜料，在涂层中形成的局部损伤穿透到金属基材以前，活性颜料不表现出它们的作用。在此以前，它们也有助于防渗作用，或者至少不降代防渗颜料所产生的防渗作用。

在这样的局部损伤中，在腐蚀性含水介质的渗透情况下，活性颜料反应的途径和达到的程度，以及最终可产生损伤的“愈合”必然与许多因素有关。这些因素的例子包括损伤的大小、颜料的性质、颜料的体积浓度(P.V.C.)以及已穿透损伤的腐蚀性介质的组成。

在富锌的底涂料中，例如锌颗粒作为牺牲性阳极。另外，生成基本上不溶的锌腐蚀产物，它们在涂层的损伤中作为固体化合物沉积在钢上，并堵塞它些损伤。

另一方面，铅丹和铬酸锌是强的氧化剂，并在水存在下对涂层内暴露的金属表面有钝化作用。最后，反应产物生成基本上不溶的化合物(金属皂)，它们堵塞有机涂层的损伤，此外还从附近的水介质(例如硫酸盐和氯化物)中化学吸附键合促进腐蚀的离子。

富锌底涂料的使用有许多缺点。就锌而言，它需要极高的P.V.C.，因此是很昂贵的。另外，就某些含亚铁的材料来说，只有在通常的温度下才能保持锌作为牺牲阳极的作用。在较热的水中(≥60℃)，电势反过来，因而由于局部元素生成的结果，使涂层损伤中暴露的钢基材产生更严重的腐蚀。另一缺点是，如果涂层吸附了水气，锌颗粒本身也有腐蚀的倾向。在这种情况下生成的气态氢可用机械的方法破坏涂层，因此甚至可加速腐蚀性介质向下穿透到要保护的金属基材上。

不再允许铅化合物和铬酸盐化合物在涂料中用作颜料，因为它们属于有毒和致癌物质。在目前提出的各种替代活性颜料之中，各种有很低溶解度的固体的锌化合物占首位，如磷酸锌、硼酸锌或葡糖酸锌。特别是磷酸锌的应用不断增加。当然，它不能发挥任何电化学作用。正如已经指出的，在防腐蚀底涂料中磷酸锌颜料的活性主要基于这一事实，它可将亚铁材料的腐蚀产物(它们是在腐蚀性含水介质的作用下，在有机涂层的损伤中首先生成的产物)转化成实际上不溶的固体化合物，例如碱性的磷酸铁(III)锌，它们又使损伤堵塞。所以，与上面提到的活性颜料不同，磷酸锌的作用在于有机涂层的损伤部位孔底处要保护金属基质的上述腐蚀。所以，正如预料的那样，磷酸锌的防腐蚀作用通常远远低于铬酸锌或铅丹的作用，而且还与损伤中含水介质的组成有密切关系。原则上，上述内容适用于其作用机理象磷酸锌一样的所有其他活性颜料，例子是硼酸锌或葡糖酸锌。其作用机理是有关的金属基材的一次腐蚀产物的反应性转化，在有机涂层的局部损伤中生成固体盐类和络合化合物。