專利名稱：用作耐蝕顏料的金屬氧化物和氫氧化物的制作方法
背景技術：
本發明涉及不含六價鉻化合物的耐蝕底漆，更具體地說，是環氧耐蝕底漆。
結構合金，包括鋁合金、鋼等，普遍用于航空航天、航海、汽車和其它應用中。一般地說，這些合金要通過涂布含耐蝕劑的底漆或有機涂料而免受腐蝕。用于結構合金的耐蝕底漆一般是使用六價鉻作為活性耐蝕顏料添加劑的溶劑基環氧底漆。這類底漆依靠六價鉻防蝕。美國國家環境健康科學研究所已認識到六價鉻的所有形式都屬已知的I類人類致癌物。此外，又隨減少油漆和底漆中六價鉻揮發性有機含量(VOC)的聯邦國家法的頒布，人們對水性、溶劑型和/或水稀釋的樹脂粘結劑給予極大關注。因此，使用含六價鉻形式的耐蝕化合物已受到嚴格規定和控制。取消六價鉻為底漆的耐蝕添加劑是非常有益的。
因此本發明的主要目的是要提供無六價鉻的耐蝕底漆。
本發明的具體目標是提供前述能有效防止侵蝕結構金屬合金的環氧耐蝕底漆。
本發明的另一個目的是提供前述能有效防止一般腐蝕和孔蝕的耐蝕環氧底漆。
本發明的其它目的和優點將在下文中闡明。
發明內容
按照本發明，很容易實現上述目的和優點。
本發明的目標是包含環氧、固化劑和無鉻酸鹽耐蝕顏料的環氧耐蝕底漆。按照本發明，無鉻酸鹽耐蝕顏料包含無鉻酸鹽耐蝕顏料添加劑和其它顏料增量劑等的組合。無鉻酸鹽耐蝕顏料添加劑選自下列一組重金屬氧化物和重金屬氫氧化物以及，優選地，選自Mo、Ce的氧化物；Mo、Ce的氫氧化物及它們的混合物。優選無鉻酸鹽耐蝕顏料添加劑包含重金屬氧化物和重金屬氫氧化物。特別優選的無鉻酸鹽耐蝕底漆添加劑選自下列一組三氧化鉬、氫氧化高鈰和它們的混合物。
具體實施例方式
本發明的目標是包含環氧樹脂、固化劑和無鉻酸鹽耐蝕添加劑的無鉻酸鹽環氧樹脂耐蝕底漆。環氧樹脂優選是水性環氧樹脂或溶劑型環氧樹脂。
按照本發明，無鉻酸鹽耐蝕顏料包含(1)選自下列一組的無鉻酸鹽耐蝕添加劑Mo、Ce的氧化物，Mo、Ce的氫氧化物和它們的混合物；和(2)選自下列一組的增量劑顏料二氧化鈦、粘土或硅酸鋁、碳酸鈣、滑石粉或硅酸鎂、氧化鋅和重晶石或硫酸鋇。無鉻酸鹽耐蝕顏料(即包括無鉻酸鹽耐蝕添加劑和增量劑顏料的總顏料組合物)的存在量是最終底漆組合物的25～60重量％，優選40～55重量％。在本發明中優選顏料中Ce和Mo的比例為0.5∶1～2.5∶1，優選0.6∶1～1.5∶1.無鉻酸鹽耐蝕添加劑包含總顏料組合物的10～50重量％，優選20～45重量％。為了使耐蝕添加劑在環氧底漆的顏料中具有一般要求的理想溶解度，優選耐蝕添加劑包含重金屬的氧化物和氫氧化物。最優選的耐蝕添加劑包含三氧化鉬和氫氧化高鈰。
按照本發明，優選環氧是水性或溶劑型環氧樹脂，其中環氧耐蝕底漆包含選自下列一組的環氧二環氧甘油醚雙酚A改性環氧的非揮發性分散體，環氧當量(weight per epoxide，WPE)為450～700和粘度為12000～19000cps。在本發明的一個實施方案中，分散體基于中等分子量，其中分散體基于多官能度樹脂分散體，固化時形成硬度和耐蝕性很好的高交聯密度聚合物。在另一個實施方案中，分散體基于高分子量環氧樹脂的半固體標準雙酚A環氧樹脂的水分散體。環氧的存在量是最終底漆組合物的5～50重量％，優選15～30重量％。
按照本發明，在含水環氧配方的情況下，固化劑選自胺值為300～450的水性或水稀釋的改性胺或聚酰胺型胺加合物。在本發明的一個優選實施方案中，固化劑還包括疏水固化劑，以賦予耐水蝕性。固化劑的存在量是最終底漆組合物的2～20重量％，優選5～15重量％。
按照本發明的另一個優選實施方案，在溶劑型環氧配方的情況下，環氧樹脂溶液包含二環氧甘油醚雙酚A樹脂，固化劑包括聚胺或聚酰胺型胺。適用的溶劑型環氧樹脂可以從Akzo Nobel和Deft購得。
本發明的無鉻酸鹽環氧耐蝕底漆特別適用于防止金屬基體尤其鋁合金、鋼合金、不銹鋼、高強度不銹鋼合金、鍍鋅鋼等的一般腐蝕和孔蝕。本發明的無鉻酸鹽水性環氧在所有工業包括航空航天工業、汽車工業、建筑工業、包裝工業、電子工業、HBAC和航海工業中都很有用。
本發明的無鉻酸鹽環氧耐蝕底漆的耐蝕性將從下列實施例中變得更清楚。
實施例制備如表1所示的5種環氧底漆組合物。用鋁表面來評價這些底漆的耐蝕性。鋁表面先要經噴砂或用三色轉換涂料預處理，然后再涂布底漆。試樣按ASTM B117暴露在鹽噴試驗中。然后按照MIL-H-85582評價樣品的腐蝕和孔蝕并與基準鉻酸鍶基環氧底漆進行比較。按照本發明的環氧底漆的耐蝕性要相對于含鉻酸鹽底漆進行評價。雖然候選底漆的耐蝕性并不等同于含鉻酸鹽的底漆，但該底漆的確具有耐蝕性且又不會構成對健康的危害。
表1-水性環氧底漆
很顯然，按照本發明已提供了完全滿足前面提出的目的、手段和優點的無鉻酸鹽耐蝕環氧底漆。雖然本發明已在具體實施方案中作了描述，但對于已閱讀前述描述的本領域的技術人員來說，其它選擇、修改和變更都是顯而易見的。因此，本發明旨在把這些選擇、修改和變更也包括在所附權利要求的寬范圍內。
權利要求
1.一種環氧耐蝕底漆，包含環氧樹脂；固化劑；和無鉻酸鹽耐蝕顏料，其中，該無鉻酸鹽耐蝕顏料包含選自下列一組的無鉻酸鹽耐蝕顏料添加劑重金屬的氧化物、重金屬的氫氧化物和它們的混合物以及增量劑顏料。
2.按照權利要求1的底漆，其中環氧樹脂選自下列一組二環氧甘油醚雙酚A改性環氧的非揮發分散體，其環氧當量(WPE)為450～700和粘度為12000～19000cps.
3.按照權利要求2的底漆，其中所述環氧的存在量是最終底漆組合物的5～50重量％。
4.按照權利要求2的底漆，其中所述環氧的存在量是最終底漆組合物的15～30重量％。
5.按照權利要求2的底漆，其中固化劑選自下列一組水性或水稀釋的胺值為300～450的改性胺或聚酰胺型胺加合物。
6.按照權利要求5的底漆，其中固化劑還包括疏水固化劑，用于提高耐水性和耐蝕性。
7.按照權利要求5的底漆，其中所述固化劑的存在量是最終底漆組合物的2～20重量％。
8.按照權利要求5的底漆，其中所述固化劑的存在量是最終底漆組合物的5～15重量％。
9.按照權利要求1的底漆，其中重金屬選自下列一組Mo、Ce和它們的混合物。
10.按照權利要求9的底漆，其中無鉻酸鹽耐蝕顏料包含(1)Mo和Ce至少之一的氧化物，和(2)Mo和Ce至少之一的氫氧化物。
11.按照權利要求9的底漆，其中元鉻酸鹽耐蝕添加劑選自下列一組三氧化鉬、氫氧化高鈰和它們的混合物。
12.按照權利要求9的底漆，其中無鉻酸鹽耐蝕添加劑的存在量是顏料組合物總量的10～50重量％。
13.按照權利要求9的底漆，其中無鉻酸鹽耐蝕添加劑的存在量是顏料組合物總量的20～45重量％。
14.按照權利要求9的底漆，其中無鉻酸鹽耐蝕顏料的存在量是最終底漆組合物的25～60重量％。
15.按照權利要求9的底漆，其中無鉻酸鹽耐蝕劑的存在量是最終底漆組合物的40～55重量％。
16.按照權利要求10的底漆，其中顏料中Ce和Mo的比例為0.5∶1～2.5∶1。
17.按照權利要求10的底漆，其中顏料中Ce和Mo的比例為0.6∶1～1.5∶1。
全文摘要
一種耐蝕環氧底漆，其包含環氧樹脂、固化劑和無鉻酸鹽耐蝕顏料。
文檔編號C09D17/00GK1854216SQ20061007708
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月26日 優先權日2005年4月27日
發明者P·P·巴蒂亞 申請人:聯合工藝公司