本發(fā)明涉及金屬防腐蝕領(lǐng)域，具體為一種全固體份空腔防腐蠟組合物，本發(fā)明所述的水基防腐蠟組合物在汽車(chē)行業(yè)用于底盤(pán)、車(chē)架、鉸鏈、車(chē)門(mén)內(nèi)部、窗梁內(nèi)部或其他鋼板結(jié)構(gòu)和部件的涂覆。

技術(shù)背景

現(xiàn)今社會(huì)，隨著汽車(chē)的不斷普及，國(guó)內(nèi)的汽車(chē)產(chǎn)量也在不斷攀升，汽車(chē)在市場(chǎng)上的保有量逐漸增大，暴露的問(wèn)題也越來(lái)越多，金屬的腐蝕便是最為嚴(yán)重的一個(gè)問(wèn)題之一。汽車(chē)在非涂裝部位工件均會(huì)面臨腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，尤其在汽車(chē)的車(chē)門(mén)空腔，鉸鏈，底盤(pán)等位置，現(xiàn)有的空腔防腐措施主要有熱熔注蠟和噴涂防腐蠟。

溶劑型防銹蠟因其防腐性能優(yōu)異，操作簡(jiǎn)便，得以在汽車(chē)行業(yè)廣泛應(yīng)用，逐步替代了原有熱熔注蠟方式，專(zhuān)利CN02115915.7介紹一種液體溶劑型汽車(chē)防銹蠟。但其所用的溶劑主要為芳烴類(lèi)、酯類(lèi)、烷烴類(lèi)石油產(chǎn)品，揮發(fā)性較強(qiáng)，易燃易爆，有安全風(fēng)險(xiǎn)，高VOC有刺激性，對(duì)人體危害大。

對(duì)于汽車(chē)揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)污染，歐洲、美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)家已按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施了強(qiáng)制管理制度，而我國(guó)還沒(méi)有可強(qiáng)制實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)及管理措施。2012年3月1日，GB/T《乘用車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》實(shí)施滿1年，雖為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，但也今后國(guó)內(nèi)推出強(qiáng)制性VOC排放標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)，可以看出，低VOC產(chǎn)品到來(lái)的時(shí)代將不遠(yuǎn)。

近兩年，隨著汽車(chē)企業(yè)對(duì)VOC排放逐漸重視，目前的溶劑稀釋型汽車(chē)防銹蠟不能完全滿足汽車(chē)企業(yè)的需求，歐洲一些國(guó)家，高端品牌汽車(chē)已經(jīng)率先在行業(yè)內(nèi)采用了低VOC的水基型和全固體份的汽車(chē)內(nèi)腔蠟和底盤(pán)蠟，國(guó)內(nèi)一些汽車(chē)廠也曾對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的水基型防腐蠟進(jìn)行過(guò)評(píng)價(jià)，抗鹽霧時(shí)間還不足以替代溶劑稀釋型防銹蠟，但我們可以看到環(huán)保型防腐蠟將是未來(lái)發(fā)展的必然，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，水基和全固體份防銹蠟全面替代溶劑型防銹蠟將全面替代溶劑稀釋型防腐蠟。

水性防腐蠟相對(duì)安全環(huán)保，但由于水溶性緩蝕劑分子量小，吸附能力弱，成膜不致密，易被沖刷和反溶解，無(wú)法達(dá)到長(zhǎng)期防腐的目的。專(zhuān)利CN200610024565介紹了一種乳化防腐蠟的制作方式，以乳化的形式將水與添加劑混合，達(dá)到了不易燃的安全性目的。不過(guò)，這種形式并不適合長(zhǎng)期高防腐的汽車(chē)內(nèi)腔使用，積水焊縫位置易造成反向乳化，成膜易被沖刷，無(wú)法達(dá)到較長(zhǎng)期防腐周期。同時(shí)，水性防腐蠟產(chǎn)品在冬季會(huì)出現(xiàn)不可恢復(fù)的凍結(jié)現(xiàn)象，進(jìn)而破乳，無(wú)法使用。低溫環(huán)境下水性產(chǎn)品的揮發(fā)速度極慢，不易成膜。

因此，本發(fā)明目的是提供一種具有低VOC全固體份空腔防腐蠟組合物，滿足汽車(chē)行業(yè)在底盤(pán)、空腔、鉸鏈等部位的噴涂作業(yè)的工藝性能。這種防腐蠟組合物，區(qū)別于傳統(tǒng)溶劑型防腐蠟，它具有接近100％的固體份含量，最大程度的減少了VOC的排放，同時(shí)它不同與水基產(chǎn)品，更便于在冬季施工。本發(fā)明具有良好的氧固化自干特性，與溶劑型防腐蠟類(lèi)似，可形成穩(wěn)定的蠟質(zhì)防腐層，因?yàn)榫哂袃?yōu)異的防水性和防腐性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種全固體份空腔防腐蠟組合物。

低VOC全固體份空腔防腐蠟組合物按質(zhì)量百分比計(jì)：5-20％蠟質(zhì)材料、5-20％植物油脂、1-10％油溶性防銹添加劑、5-10％防銹顏料、1-5％干燥控制劑、0.1-1％催干劑、0.1％-1％硅烷偶聯(lián)劑，40-70％基礎(chǔ)油。

所述蠟質(zhì)材料為全精煉石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟、蒙坦蠟、脂肪酸金屬皂中的一種或多種。全精煉石蠟，即以含油蠟為原料，經(jīng)發(fā)汗或溶劑脫油，再經(jīng)加氫精制或白土精制所得到的52號(hào)至70號(hào)全精煉石蠟，也包括微晶蠟，即白色無(wú)定形非晶狀固體蠟，以C31至C70的支鏈飽和烴為主的蠟，亦包括蒙坦蠟，即在礦物質(zhì)中分離出蠟質(zhì)組份。此外，也可以包括其他蠟成分可以是合成類(lèi)蠟質(zhì)材料，比如聚乙烯蠟。

所述植物油脂為桐油、亞麻油、大豆油、吹制亞麻油、聚合葵花籽油中的一種或多種。植物油脂可以具有不飽和C＝C雙鍵，可以具有氧進(jìn)行交聯(lián)固化的結(jié)構(gòu)，即含有一定含量的不飽和脂肪酸，例如桐油、亞麻籽油、葵花籽油等，碘值為50至200(g/100g)。

所述的油溶性防銹添加劑為羊毛脂鎂皂、氧化石油脂、N油酰肌氨酸十八胺鹽、高堿值磺酸鹽、石油磺酸鈣、二壬萘基磺酸鹽中的一種或幾種。油溶性防銹添加劑酸值為10-50mgKOH/g，優(yōu)選為10-30mgKOH/g。其平均分子量為200-3500之間，優(yōu)選為800-2500之間。

防銹顏料為氧化鋅、三聚磷酸鋁、三聚磷酸鋅、正磷酸鋅鋁、磷酸鍶鋁鹽中的一種或多種。防銹顏料含鋅量為20-50％之間，優(yōu)選為30-40％之間，含鋁量為2-6％之間，優(yōu)選為3-5％之間；平均粒徑為10-30微米，優(yōu)選平均粒徑為15-25微米的防銹顏料。

干燥控制劑為二叔丁基對(duì)甲酚、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三壬基化苯基亞磷酸酯、硫代二丙酸的二烷基酯中的一種或多種。

所述催干劑為環(huán)烷酸鈷、環(huán)烷酸鋅、異辛酸鈷、異辛酸鋯、稀土鈷鋯鹽中的一種或幾種。

硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷、聚甲基三乙氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。

基礎(chǔ)油為26#白礦油、150BS光亮油、500SN基礎(chǔ)油、己二酸酯、偏苯三酸脂、聚α烯烴25中的一種或幾種。基礎(chǔ)油粘度為20-50mm²/s之間,優(yōu)選為30-45mm²/s之間，密度為0.850-0.910g/cm³，優(yōu)選為0.870-0.900g/cm³，閃點(diǎn)為120-200℃，優(yōu)選為140-180℃。

在本發(fā)明的防腐蠟組合物中還可以添加選自下列物質(zhì)所構(gòu)成的組群：如聚硅氧烷及其衍生物、有機(jī)硅、有機(jī)鈷鹽、有機(jī)鋅鹽、有機(jī)鋯鹽、季戊四醇酯類(lèi)、酚類(lèi)、亞磷酸酯類(lèi)化合物。

所述低VOC全固體份空腔防腐蠟組合物用于涂覆金屬材料的內(nèi)外表面、孔隙或空腔。本發(fā)明的防腐蠟組合物作為防腐蠟在汽車(chē)行業(yè)用于底盤(pán)、車(chē)架、鉸鏈、車(chē)門(mén)內(nèi)部、窗梁內(nèi)部或其他鋼板結(jié)構(gòu)和部件的涂覆。

本發(fā)明的防腐蠟組合物可以進(jìn)行涂覆的其他金屬和金屬合金包括金、銀、鋁、鐵、銅、錫、鋅、鉛、鈦等，以及它們的合金。被涂覆的金屬材料也可以包含非金屬零部件，可以是任何的結(jié)構(gòu)和形狀，包括在非金屬材料表面上的金屬結(jié)構(gòu)鍍層或者是完全由金屬材料構(gòu)成的基材，亦或是金屬材料表面上的非金屬涂層。

本發(fā)明的防腐蠟組合物可以通過(guò)不同的剪切力分散或溶解于所述組合物中，使得組合物中蠟質(zhì)材料、植物油脂、油溶性防銹添加劑、防銹顏料、基礎(chǔ)油、催干劑、干燥控制劑、硅烷偶聯(lián)劑成分適當(dāng)?shù)胤稚⒒蛉芙狻?/p>

本發(fā)明的防腐蠟組合物中的材料組分可以剪切力分散或溶解于所述基礎(chǔ)油中，分散液粒徑0.1-1微米，分散所需設(shè)備可以是高速分散釜，轉(zhuǎn)速500-3000轉(zhuǎn)/分鐘之間，優(yōu)選轉(zhuǎn)速800-2000轉(zhuǎn)/分鐘之間.

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的防腐蠟組合物與傳統(tǒng)溶劑型防銹蠟相比更利于環(huán)境和安全，與防銹蠟乳液相比具有更好的耐水性與防腐性能。全固體份，低VOC環(huán)境友好，高閃點(diǎn)操作安全。本發(fā)明的防腐蠟組合物通過(guò)噴霧涂覆(壓縮空氣噴涂和無(wú)氣噴涂)、輥涂、浸涂、淋涂、刷涂的方式施用于金屬材料表面、洞隙、空腔。所獲得的防腐蠟涂層層厚度一般會(huì)超過(guò)50μm，以達(dá)到長(zhǎng)期耐蝕性。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的防腐蠟組合物實(shí)例1 2000h鹽霧試驗(yàn)效果圖

圖2為本發(fā)明的防腐蠟組合物實(shí)例2 1440h鹽霧試驗(yàn)效果圖

圖3為本發(fā)明的防腐蠟組合物實(shí)例3 1000h鹽霧試驗(yàn)效果圖

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

防腐蠟中各組成物質(zhì)量分?jǐn)?shù)：蠟質(zhì)材料為58號(hào)全精煉石蠟5.2％，85號(hào)微晶蠟12.5％，植物油脂為亞麻籽油6.5％，桐油1.2％，防銹顏料為三聚磷酸鋅3.5％，磷酸鋁1.8％，油溶性防銹添加劑為N油酰肌氨酸十八銨鹽8.2％，羊毛脂1.0％，基礎(chǔ)油為聚α烯烴25 58.5％，催干劑為異辛酸鈷0.2％，干燥控制劑為硫代二丙酸的二烷基酯0.5％，硅烷偶聯(lián)劑為聚甲基三乙氧基硅烷0.9％。

防腐蠟組合物的制備：

將三聚磷酸鋅、磷酸鋁加入亞麻籽油、桐油中，以800轉(zhuǎn)/分鐘高速分散轉(zhuǎn)速，分散攪拌10分鐘；依次加入58號(hào)全精煉石蠟、85號(hào)微晶蠟、N油酰肌氨酸十八胺鹽、羊毛脂，高速攪拌轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌60min；再加入異辛酸鈷、硫代二丙酸的二烷基酯、聚甲基三乙氧基硅烷，高速攪拌轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌30分鐘。

表1實(shí)施例防腐蠟組合物性能指標(biāo)

實(shí)施例2：

防腐蠟中各組成物質(zhì)量分?jǐn)?shù)：蠟質(zhì)材料為聚乙烯蠟3.0％，蒙坦蠟8.8％，植物油脂為大豆油10.2％，聚合葵花籽油3.6％，防銹顏料為磷酸鍶鋁鹽6.8％，氧化鋯2.2％，油溶性防銹添加劑為羊毛脂鎂皂3.5％，二壬基萘磺酸鋅6.0％，基礎(chǔ)油為26號(hào)白礦油43％，500SN 10.9％，催干劑為環(huán)烷酸鈷0.8％，干燥控制劑為二叔丁基對(duì)甲酚0.2％，硅烷偶聯(lián)劑為氨丙基甲基二乙氧基硅烷1.0％。

防腐蠟組合物的制備：

將磷酸鍶鋁鹽，氧化鋯加入大豆油，聚合葵花籽油中，以1000轉(zhuǎn)/分鐘，分散攪拌30分鐘；依次加入聚乙烯蠟、蒙坦蠟、羊毛脂鎂皂、二壬基萘磺酸鋅，高速攪拌轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1.5h；再加入環(huán)烷酸鈷、二叔丁基對(duì)甲酚、氨丙基甲基二乙氧基硅烷，高速攪拌轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌50分鐘。

表2實(shí)施例2防腐蠟組合物性能指標(biāo)

實(shí)施例3：

防腐蠟中各組成物質(zhì)量分?jǐn)?shù)：蠟質(zhì)材料為季戊四醇異辛酸酯鎂皂2.0％，70號(hào)微晶蠟5.8％，植物油脂為吹制亞麻油6.3％，大豆油2.6％，防銹顏料為正磷酸鋅鋁5.5％、磷酸鍶鋁鹽3.1％，油溶性防銹添加劑為高堿值磺酸鹽6.7％，氧化石油脂2.2％，基礎(chǔ)油為26號(hào)己二酸酯51.35％，150BS 16.0％，催干劑為異辛酸鋯0.1％、稀土鈷鋯鹽0.2％，干燥控制劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.05％、三壬基化苯基亞磷酸酯0.3％，硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷0.8％。

防腐蠟組合物的制備：

將磷酸鍶鋁鹽，正磷酸鋅鋁加入吹制亞麻油，大豆油中，以900轉(zhuǎn)/分鐘，分散攪拌60分鐘；依次加入季戊四醇異辛酸酯鎂皂、70號(hào)微晶蠟、高堿值磺酸鹽、氧化石油脂、己二酸酯、150BS，高速攪拌轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌150h；再加入異辛酸鋯、稀土鈷鋯鹽、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三壬基化苯基亞磷酸酯、3-氨丙基三乙氧基硅烷，高速攪拌轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌120分鐘。

表3實(shí)施例3防腐蠟組合物性能指標(biāo)

表4幾種防銹蠟性能對(duì)比