用于在進一步涂覆之前預(yù)處理金屬表面或用于處理所述表面的含水組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在進一步涂覆之前預(yù)處理金屬表面或用于處理所述表面的含水組合物。所述含水組合物通過向水中加入a)至少鈉、鉀和/或銨水玻璃和b)至少一種硅烷得到，其中a)與b)的用量比，在每種情況下包括所得的反應(yīng)產(chǎn)物，優(yōu)選為0.1:1-2:1。
【專利說明】用于在進一步涂覆之前預(yù)處理金屬表面或用于處理所述表
面的含水組合物
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在進一步涂覆之前預(yù)處理金屬表面或用于處理所述表面的含水組合物。
[0002]使用了各種方法用于金屬建筑材料的腐蝕保護，所述方法設(shè)計為保護表面和提高漆料層的粘合性。通過向金屬建筑材料施加含鉻(VI)或鉻(III)磷酸鹽層，其表面對于電化學(xué)腐蝕侵蝕鈍化，漆料層的粘合性得以提高，所述金屬建筑材料如熱鍍鋅(熱浸鍍鋅)或輥軋鋼(HDG，Z “鍍鋅處理”(galvanneal))、電鍍鋅(EZ)鋼、鋅/鋁沉積(〃Galfan〃，ZA)、鋁/鋅沉積("Galvalume，〃八2)、鋅/鎂(ZMg)、鋁、預(yù)調(diào)質(zhì)處理的耐腐蝕鋼(CGR)、或純鋅。至于鉻(VI)以及鉻(III)化合物的毒性，已經(jīng)努力降低或完全避免其在用于在進一步涂覆之前預(yù)處理金屬表面的含水組合物中和由其形成的表面涂層中的含量。
[0003]文獻DE19814605 Al描述了用于密封金屬表面的含水分散體，所述分散體含有至少一種硅烷衍生物和膠體硅酸和/或膠體硅酸鹽。使用環(huán)氧和/或水解的環(huán)氧硅烷如環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷或羥基化的3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷與多硅酸鋰一起作為硅烷衍生物。然而，與已知的鉻酸鹽化處理法相比，所述含水分散體在由其達到的用于這樣處理的金屬建筑材料的腐蝕保護方面具有明顯的缺點。因此，還需要用于在進一步涂覆之前預(yù)處理金屬表面或用于處理金屬建筑材料表面的含水組合物。
[0004]所述目的通過用于在進一步涂覆之前預(yù)處理金屬表面或用于處理所述表面的含水組合物得以實現(xiàn)，其中所述含水組合物通過將a)至少鈉、鉀和/或銨水玻璃和b)至少一種硅烷加入到水中獲得，其中a)與b)的用量比，在每種情況下包括所得的反應(yīng)產(chǎn)物，優(yōu)選為0.1:1-2:1。作為水優(yōu)選使用具有的電導(dǎo)率為0.01-1.0(S/Cm的、在工業(yè)意義上完全脫鹽(VE)的水或相當?shù)恼麴s水。
[0005]含水組合物有利地通過將a) 0.5-30重量％的至少一種水玻璃和b) 0.05-5重量％的至少一種硅烷加入水中獲得。
[0006]特別優(yōu)選的含水組合物是其中在用于預(yù)處理的組合物中的濃度相當于a)0.5-10重量％的水玻璃和b) 0.05-2重量％的硅烷。
[0007]在含水組合物的濃縮物中，濃度相當于a) 10-30重量％的水玻璃和b) 1.5-5重量％的娃燒。
[0008]含水組合物中的硅烷優(yōu)選含有一個或兩個氨基。
[0009]所述娃燒含有一個或多個氣基，并選自氣基燒基氣基燒基燒基_燒氧基娃燒、雙(三烷氧基甲硅烷基烷基)胺、氨基烷基三烷氧基硅烷、氨基烷基氨基烷基三烷氧基硅烷。
[0010]特別地，硅烷含有一個氨基，并選自雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)胺、雙(三甲氧基甲娃燒基丙基)胺、Y _氨基丙基二乙氧基娃燒、Y _氨基丙基二甲氧基娃燒。
[0011]或者，氣基娃燒含有兩個或多個氣基，并選自Y-服基丙基二燒氧基娃燒、N-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)亞乙基二胺、N-β-(氨基乙基)-Y-氨基丙基三乙氧基娃燒、N- β -(氣基乙基)_ Y -氣基丙基二甲氧基娃燒、N- ( y - 二乙氧基甲娃燒基丙基)二亞乙基二胺、N- ( Y _ 二甲氧基甲娃燒基丙基)二亞乙基二胺、聚氨基燒基乙基二燒氧基娃燒、聚氣基燒基甲基 燒氧基娃燒。
[0012]另外，有利地以0.01-3重量％的量將c)至少一種選自雜環(huán)化合物、碳酸酰胺和/或乙酰丙酮化物的有機腐蝕抑制劑加入到含水組合物中。
[0013]所述雜環(huán)化合物選自巰基苯并噻唑、苯并三唑、咪唑、苯并咪唑、羥基喹啉、2-巰基苯并咪唑，所述碳酸酰胺選自脲、硫脲、二甲基硫脲、二乙基硫脲、二丁基硫脲、烯丙基硫脲、甲基硫脲和氨基硫脲，和/或乙酰丙酮化物選自金屬錳、釩、鈦和鋯的乙酰丙酮化物。
[0014]優(yōu)選以在用于預(yù)處理的組合物中0.01-0.7重量％的量將有機腐蝕抑制劑加入到含水組合物中。
[0015]在含水組合物的濃縮物中，有機腐蝕抑制劑以0.5-3重量％的量添加。
[0016]另外，以0.01-15重量％的量向含水組合物中有利地加入d)至少一種選自染料、UV光指示劑、潤濕劑或流動控制添加劑和/或pH調(diào)節(jié)劑的添加劑。
[0017]向含水組合物中加入若丹明B、孔雀綠、曙紅B、熒光素鈉、汽巴藍、汽巴黃、EXP0665UV、熒光增白劑CBS-X作為染料或UV光指示劑；加入Triton DF_16、Zonyl? FSO作為潤濕劑或流動控制添加劑；和/或加入乙酸、氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、硝酸、磷酸或硫酸作為PH調(diào)節(jié)劑。
[0018]在用于預(yù)處理的含水組合物中，以組合物的0.01-5重量％的量加入添加劑。
[0019]在含水組合物的濃縮物中，以組合物的0.5-15重量％的量加入添加劑。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，所述含水組合物是通過將a)至少鈉、鉀和/或銨水玻璃和b)至少一種硅烷加入到水中制備，其中a)與b)的用量比，在每種情況下包括所得的反應(yīng)產(chǎn)物，優(yōu)選為0.1:1-2:1。通常，為了這一目的提供具有0.01-1.0OPS/cm的電導(dǎo)率的VE水，任選地加入腐蝕抑制劑，和如果需要的話，通過用酸和/或堿調(diào)節(jié)PH將其溶解。如果合適的話，隨后加入其它添加劑。將一定量的水玻璃和接著將未稀釋的硅烷在攪拌下加入到含水組合物中。攪拌大約15分鐘后，偶爾發(fā)生的渾濁消失。
[0021]通過輥涂、流涂、刮涂、噴霧、噴灑、刷涂或浸涂和任選地隨后用輥擠壓將所述含水組合物施加到金屬建筑材料上，所述金屬建筑材料選自熱鍍鋅鋼或輥軋鋼、電鍍鋅鋼、帶有鋅/鋁沉積、鋁/鋅沉積或鋅/鎂的鋼、鋁、鋁合金、預(yù)調(diào)質(zhì)處理的耐腐蝕鋼或純鋅。
[0022]金屬建筑材料優(yōu)選僅用含水組合物涂覆和鈍化。這樣金屬構(gòu)造的外觀是保持幾乎沒有改變。
[0023]或者，在每種情況下將至少一種由印刷油墨、薄膜、漆料、漆類材料、粉狀漆料、粘合劑和/或粘合劑載體形成的涂層施加到用該含水組合物制成的干燥的涂層上。使用的涂層選自聚氯乙烯、二組分(2K)環(huán)氧底漆、丙烯酸酯、2K聚氨酯、2K氟聚合物和聚酯體系。
[0024]含水組合物有利地在5_50°C的溫度下施涂到金屬表面，其中所述金屬表面在涂層施涂過程中保持在5-60°C的溫度，和將涂覆的金屬表面在20-400°C的溫度下用循環(huán)空氣干燥。
[0025]經(jīng)涂覆的條帶任選在冷卻至40_70°C的溫度后卷繞成卷材。
[0026]用根據(jù)本發(fā)明的涂料組合物處理過的基材顯示了酸蝕除去率只有0.01-2.0g/Hl2 *h0所述涂料組合物在測量精確度范圍內(nèi)不含重金屬和氟化物離子。
[0027]本發(fā)明下面參考12個實施例進行解釋。各自的組成示于表I中，鹽霧試驗后的蠕變(Unterwanderung)結(jié)果在圖1中證明，T-彎曲試驗后漆料剝落的結(jié)果在圖2中證明。為此，用實驗室涂布機將根據(jù)本發(fā)明的含水組合物施涂到堿清潔過的熱鍍鋅鋼板上。隨后將各個施涂的層在150°C下干燥I分鐘。最后施涂由底漆和面漆組成的基于環(huán)氧樹脂-雙酚A體系的和提供用于建筑領(lǐng)域的卷材涂覆漆料體系并適當?shù)剡M行焙燒。
[0028]在下面參考5個實施例更詳細地說明本發(fā)明。
[0029]實施例1
用實驗室涂布機將由0.5-10重量％的鉀水玻璃或鈉水玻璃和0.05-2重量％的至少一種氨基硅烷組成的含水組合物施涂到堿清潔過的熱鍍鋅鋼片上。然后將施涂的層在烘箱中在150°C的溫度下干燥I分鐘。接著施涂由聚酯/聚酯基的底漆和面漆組成的和提供用于建筑領(lǐng)域的卷材涂覆漆料體系并適當?shù)剡M行焙燒。
[0030]施涂2K聚酯清漆以保護片材的背面不受腐蝕。
[0031]在樣品以規(guī)定的方式劃線之后，在鹽霧室中測試它們的腐蝕性能。在T-彎曲試驗中測試涂層的粘合強度。
【權(quán)利要求】
1.用于在進一步涂覆之前預(yù)處理金屬表面或用于處理所述表面的含水組合物，通過向水中加入a)至少鈉、鉀和/或銨水玻璃和b)至少一種硅烷得到，其中a)與b)的用量比，在每種情況下包括所得的反應(yīng)產(chǎn)物，優(yōu)選為0.1:1-2:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含水組合物，通過加入a)0.5-30重量％的至少一種水玻璃和b) 0.05-5重量％的至少一種硅烷獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含水組合物，特征在于在用于預(yù)處理的組合物中的濃度相當于a) 0.5-10重量％的水玻璃和b) 0.05-2重量％的硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含水組合物，特征在于在組合物的濃縮物中的濃度相當于a) 10-30重量％的水玻璃和b) 1.5-5重量％的硅烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中至少一項的含水組合物，其特征在于硅烷含有一個或兩個氨基。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的含水組合物，其特征在于娃燒含有一個或多個氨基和選自氨基燒基氣基燒基燒基二燒氧基娃燒、雙(二燒氧基甲娃燒基燒基)胺、氣基燒基二燒氧基娃燒、氨基烷基氨基烷基三烷氧基硅烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的含水組合物，其特征在于所述硅烷含有一個氨基和選自雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)胺、雙(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、Y -氨基丙基二甲氧基娃燒。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的含水組合物，其特征在于所述氨基硅烷含有兩個或更多個氨基和選自Y -服基丙基二燒氧基娃燒、N-(3-(二甲氧基甲娃燒基)丙基)亞乙基二胺、Ν-β -(氨基乙基)---氣基丙基二乙氧基娃燒、N-β -(氣基乙基)-Y -氣基丙基二甲氧基娃燒、N-( Y - 二乙氧基甲娃燒基丙基)二亞乙基二胺、N-( Y - 二甲氧基甲娃燒基丙基)二亞乙基二胺、聚氣基燒基乙基二燒氧基娃燒、聚氣基燒基甲基二燒氧基娃燒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中至少一項的含水組合物，其特征在于以0.01-3重量％的量加入c)至少一種選自雜環(huán)化合物、碳酸酰胺和/或乙酰丙酮化物的有機腐蝕抑制劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的含水組合物，其特征在于加入至少一種雜環(huán)化合物，其選自巰基苯并噻唑、苯并三唑、咪唑、苯并咪唑、羥基喹啉、2-巰基苯并咪唑， 至少一種碳酸酰胺，其選自脲、硫脲、二甲基硫脲、二乙基硫脲、二丁基硫脲、烯丙基硫服、甲基硫服和氣基硫服，和/或 至少一種乙酰丙酮化物，其選自金屬錳、釩、鈦和鋯的乙酰丙酮化物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其特征在于將有機腐蝕抑制劑以0.01-07重量％的量加入用于預(yù)處理的組合物中?！?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其特征在于將有機腐蝕抑制劑以0.5-3重量％的量加入到組合物的濃縮物中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中至少一項的含水組合物，其特征在于以0.01-15重量％的量加入d)至少一種選自染料或UV光指示劑、潤濕劑或流動控制添加劑和/或pH調(diào)節(jié)劑的添加劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的含水組合物，其特征在于加入若丹明B、孔雀綠、曙紅B、熒光素鈉作為染料或UV光指示劑和加入乙酸、氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、硝酸、磷酸或硫酸作為潤濕劑或流動控制添加劑和/或PH調(diào)節(jié)劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于所述添加劑以0.01-5重量％的量加入到用于預(yù)處理的組合物中。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于所述添加劑以0.5-15重量％的量加入到組合物的濃縮物中。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于將a)至少鈉、鉀和/或銨水玻璃和b)至少一種硅烷加入到水中，其中a)與b)的用量比，在每種情況下包括所得的反應(yīng)產(chǎn)物，優(yōu)選為 0.1:1-2:1 ο
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于通過輥涂、流涂、刮涂、噴霧、噴灑、刷涂或浸涂和任選地隨后用輥擠壓將所述含水組合物施加到金屬建筑材料上，所述金屬建筑材料選自鍍鋅鋼或輥軋鋼、電鍍鋼、帶有熱鋅/鋁沉積、鋁/鋅沉積或鋅/鎂的鋼、鋁或鋁合金、預(yù)調(diào)質(zhì)處理的耐腐蝕鋼或純鋅。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，其特征在于所述金屬建筑材料僅用含水組合物涂覆。
20.根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，其特征在于在每種情況下將至少一種由印刷油墨、薄膜、漆料、漆類材料、粉狀漆料、粘合劑和/或粘合劑載體形成的涂層施加到干燥的涂層上 。
【文檔編號】C23C22/53GK103443329SQ201180062853
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2010年10月27日
【發(fā)明者】S.布凱哈諾瓦, M.科曼德 申請人:凱密特爾有限責(zé)任公司