專利名稱:一種液態(tài)涂料配方、涂敷金屬底物的方法以及由此得到的金屬底物的制作方法
本發(fā)明涉及一種液體涂料配方，此配方是以一種粘合劑和一種電導(dǎo)顏料為基礎(chǔ)的，按所含顏料的粘合劑計(jì)算，至少占總體積的30%。這種涂料配方是用于金屬底物的，如金屬條帶，尤其是鋼帶，對(duì)于金屬具有阻蝕作用，並含有高含量的可使金屬保有可焊性的電導(dǎo)顏料。提供有這種涂料的金屬底物，一般均可經(jīng)非切割方法，如沖壓處理而變形。但這種涂層以后可能會(huì)被剝落或被破壞，從而不利于其阻蝕作用。其另一個(gè)缺點(diǎn)是可污染成形工具，這樣在每進(jìn)行50或100次沖壓操作之后，就須清潔設(shè)備，從而使生產(chǎn)受到干擾，這是因?yàn)楸慌K了的設(shè)備會(huì)在金屬上造成並不期望有的表面凹陷。根據(jù)英國(guó)書1481467號(hào)所載，因?yàn)槭褂昧硪环N含有占總重量50-70%的促滑動(dòng)物質(zhì)以及占總重量50-30%的有機(jī)粘合劑的涂料，上述缺點(diǎn)便成了有關(guān)工業(yè)例如汽車工業(yè)中的一個(gè)主要問(wèn)題。由于那種方法的缺點(diǎn)致使生產(chǎn)受到不利的影響，而且需要多花費(fèi)一些額外的資金。
令人驚異的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)使用根據(jù)本發(fā)明的涂料配方，即不須花費(fèi)額外資金，亦沒(méi)有造成對(duì)生產(chǎn)的不利影響，而經(jīng)用本涂料處理的底物，既保留有極好的可焊性和阻蝕性質(zhì)，同時(shí)這種底物的可用性亦得以大大提高。
根據(jù)本發(fā)明的涂料配方，其特征在于此配方至少含有兩種其重量占涂料配方總重量的0.05-5%的固體粉末狀潤(rùn)滑劑，其中至少有一種是無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑。
根據(jù)本發(fā)明的配方，其中可含有任何一種常用的粘合劑，如含羥基的樹(shù)脂。作為粘合劑的有代表性的例子，可以提到的有至少含一個(gè)環(huán)氧基的化合物，如環(huán)氧樹(shù)脂和苯氧基樹(shù)脂?？膳c一種或多種其它樹(shù)脂相混合使用。
適當(dāng)?shù)墓腆w或液體環(huán)氧樹(shù)脂的例子，包括含縮水甘油基的樹(shù)脂，如聚丙烯樹(shù)脂、聚酯、聚醚或聚氨基甲酸乙酯，所有這些，其每個(gè)分子均含一個(gè)或多個(gè)縮水甘油基。有代表性的環(huán)氧樹(shù)脂，包括具有下列通式的化合物
其中R代表一個(gè)脂族的、環(huán)脂族的或芳香族的基團(tuán)，n是從0到50，最好是0到10的數(shù)字，或者是與一個(gè)(環(huán))脂族或雜環(huán)二胺、最好是與二-仲胺所成的加合物，如哌嗪。這類環(huán)氧樹(shù)脂的例子包括下列化合物的縮水甘油基醚乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，5-戊二醇、雙-(4-羥環(huán)己基)-2，2-丙烷、4，4′-二羥二苯酮、雙-(4-羥苯基)甲烷、雙(4-羥苯基)-1，1-乙烷，雙-(4-羥苯基)-1，1-異丁烷和1，5-二羥萘。
如有必要，可使用如甘油或1，2，6-己三醇等的聚縮水甘油基醚類的化合物。尤其優(yōu)選的是，應(yīng)使用基于雙-(4-羥苯基)-2，2-丙烷的二縮水甘油基醚。亦可使用環(huán)氧樹(shù)脂的混合物。
作為適當(dāng)?shù)谋窖趸鶚?shù)脂的例子，可提到的如可在市場(chǎng)買到的聯(lián)合碳化物公司(Union Carbide)的Phenoxy PKHC和Phenoxy PKHH商標(biāo)的苯氧基樹(shù)脂。最后提到的這些樹(shù)脂是物理上干燥的。有相對(duì)較低分子量的環(huán)氧樹(shù)脂。可借助于適當(dāng)?shù)木郯?、酰胺、聚氨酰胺、封閉或未封閉的聚異氰酸鹽、或氨基塑料得以固化。
作為適當(dāng)?shù)恼澈蟿┑钠渌樱商岬降挠芯郾┧狨?shù)脂、硝酸纖維素、環(huán)氧酯和化學(xué)式為A-(B-A)m或B-(A-B)n的嵌段共聚物，其中m和n是由1到20的數(shù)字，由對(duì)苯二酸和/或間苯二酸以及一個(gè)雙功能羥基化合物組合成的羧酸聚酯的一個(gè)或多個(gè)嵌段A，其所含酸數(shù)目為10-140，平均分子量為800-10，000;以及具有1.5-2.5環(huán)氧官能度和100-2，000環(huán)氧當(dāng)量之環(huán)氧樹(shù)脂的1個(gè)或多個(gè)嵌段B。
作為含羥基多聚物的適當(dāng)之固化劑的例子，可提到的有封閉或未封閉的異氰脲酸酯化合物，封閉或未封閉的脂族、環(huán)脂族或芳香族二-，三-或多價(jià)異氰酸酯。適當(dāng)?shù)亩惽杷狨サ睦影?，6-己二異氰酸酯、2，2，4-三甲基-1，6-己烷二異氰酸酯、2，4，4-三甲基-1，6-己烷二異氰酸酯、環(huán)己基-1，4-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1分子1，4-丁二醇和2分子異佛爾酮二異氰酸酯的加合物、1分子1，4-丁二醇和2分子1，6-己二異氰酸酯的加合物、二環(huán)己基甲烷-4，4′-二異氰酸酯、亞二甲苯基二異氰酸酯、1，3，5-三甲基-2，4-雙(異氰酸根合甲基)-苯、甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷-4，4′-二異氰酸酯、3分子1，6-己二異氰酸酯和1分子水的加合物、1分子三羥甲基丙烷和3分子異佛爾酮二異氰酸酯的加合物、1分子三羥甲基丙烷和3分子甲苯二異氰酸酯的加合物、以及，分子季戊四醇和4分子1，6-己異二氰酸酯的加合物。為了封閉異氰酸酯或異氰脲酸酯化合物，如需要時(shí)可使用任何通常慣用的適當(dāng)?shù)姆忾]劑。除以上述及的固化劑外，尚可使用其它適當(dāng)?shù)墓袒瘎?，例如含N-羥甲基和/或N-羥甲基酯基團(tuán)的氨基塑料，其可由一種醛如，甲醛，與一種含氨基或酰氨基的化合物如三聚氰胺、尿素、N，N′-亞乙基脲、雙氰胺和苯并胍胺相反應(yīng)而制得。有關(guān)這些化合物的制備可參見(jiàn)Houben-Weyl，Methoden der organischen ChemicVol 14/2.PP.319-371(1963)。這些化合物最好是用含有1至6個(gè)碳原子的醇如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、戊醇、己醇或這些醇的混合物，完全或部分地把它們醚化。尤其是使用每個(gè)三聚氰胺分子有4至6個(gè)羥甲基的羥甲基三聚氰胺，同時(shí)其中至少有3個(gè)羥甲基是用甲醇、乙醇、丙醇或丁醇醚化了的，或者是經(jīng)丁醇醚化了的甲醛和N，N′-亞乙基二脲的縮合產(chǎn)物。
此涂料組份也含有一種電導(dǎo)顏料，其含量至少占粘合劑之體積的30%，最好是不少于50%的體積。作為合適的電導(dǎo)顏料的例子，可提到的有云母鐵礦、磷化鐵、磁鐵礦、氣黑或爐法碳黑。所使用的電導(dǎo)顏料，最好是一種金屬，例如鋁、銅、(不銹)鋼、鎘、尤其是鋅;也可使用2種或多種電導(dǎo)顏料的混合物，如鋅和鋁的混合物。鋅可以是任何細(xì)分形式的，如制成鋅粉或鋅薄片使用。
根據(jù)本發(fā)明的涂料配方，含有至少兩種固態(tài)呈粉末狀的潤(rùn)滑劑的混合物，其中至少一種是無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑。
作為適當(dāng)?shù)臒o(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的例子，可提到的有金屬化合物，如二硫化鉬、二硫化鎢、二硫化鉛、以及石墨這類化合物。一類優(yōu)選的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑為重金屬硫化物，尤其是二硫化鉬。根據(jù)本發(fā)明的涂料配方，其無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的含量按涂料組份之重量計(jì)算，一般是占重量的0.05-5%較好的是占0.08-3.1%，最好是占0.1-1.9%。
作為適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)潤(rùn)滑劑的例子，可提到的有聚四氟乙烯和聚三氟乙烯。使用時(shí)優(yōu)選其平均分子量為35，000-100，000、平均顆粒大小為0.1-40微米的聚四氟乙烯。根據(jù)本發(fā)明的涂料配方，其中有機(jī)潤(rùn)滑劑的含量按涂料配方總重量計(jì)算，較好是不多于3%，尤其是應(yīng)在0.02-1.9%之間，最好是占0.10-0.8%。
特別優(yōu)選的潤(rùn)滑劑混合物是二硫化鉬和聚四氟乙烯的混合物。根據(jù)本發(fā)明的涂料配方，其所含潤(rùn)滑劑的量按涂料配方總重量計(jì)算，一般為占0.05-5%，較好是占1.1-2.7%，最好是占0.3-2%。
所用的各潤(rùn)滑劑可以是互相結(jié)合以及以任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄍ苛吓浞降钠渌煞菹嘟Y(jié)合而使用的。例如，可首先將一種以上的潤(rùn)滑劑互相混合，並將所得的混合物加到粘合劑或其溶液中。
此涂料配方通常含有一種用于溶解粘合劑的有機(jī)溶劑。作為適當(dāng)?shù)娜軇┑睦?，可提到的有乙基乙醇乙酸酯、異佛爾酮、甲基異丁基酮或其混合物，可以選用甲苯或二甲苯等烴類。
此涂料配方可以選擇地加入其它添加劑，如抗流掛劑、勻化劑、顏料分散劑、染料、顏料和阻蝕劑。
此涂料成份可以任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄍ糠笥诘孜锷?，?shí)踐中可使用輥涂法或噴涂法。可用的涂層厚度，例如一般可以在1-60微米范圍內(nèi)，優(yōu)選范圍為5-25微米。通常所用的底物有予處理的和未未作予處理的金屬或合金，如鐵、鋼、錫鋼皮、鍍鋅鐵、以某些其它方法鍍敷有鋅或其合金、或銅或鋁覆蓋層的鐵或鋼;所用的鐵或鋼底物，一般最好是薄片形式的。金屬底物可以是作過(guò)予處理的，例如經(jīng)磷酸鹽化的或經(jīng)鉻酸鹽化的。
此涂層成份可以固化或以常用的方法烘干。當(dāng)將此涂層成份用于盤旋涂層時(shí)，可在大約100°-280℃固化，這個(gè)溫度一般是底物的最后固化溫度，這個(gè)溫度只要把已涂層底物與250°-400℃的空氣或燃燒氣體進(jìn)行短時(shí)間(如10-90秒)接觸就能獲得。有關(guān)盤旋涂層情況下涂料的應(yīng)用和涂布條件，已為本技術(shù)領(lǐng)域：
普通技術(shù)人員所熟知，這里無(wú)須贅述。對(duì)于在其它領(lǐng)域里的應(yīng)用，則可使用不同的溫度范圍。如此涂過(guò)的底物還可以有選擇地進(jìn)行面涂。
通過(guò)下面的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但這些例子並不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。已固化之涂層的粘附力，是用Detroit Testing Machine CO制造的潤(rùn)滑材料檢驗(yàn)器測(cè)定的。檢驗(yàn)方法是將試驗(yàn)板拉伸兩次，使試驗(yàn)板經(jīng)受了44%的延長(zhǎng)。予先要在試驗(yàn)板上涂一薄層潤(rùn)滑油。如果發(fā)現(xiàn)涂層沒(méi)有受到可見(jiàn)的損壞，粘附力即評(píng)定為“好”;倘若有1%以上的涂層被去掉時(shí)，粘附力定為“差”，處于這兩種極端情況之間時(shí)，粘附力定為“中等”(詳見(jiàn)General Motors Engi-neering Standards，April 1978，PP.W-23401 and W-23402)。
例1一種涂料配方，其構(gòu)成為8份重量的苯氧基樹(shù)脂(聯(lián)合碳化物公司產(chǎn)品，商標(biāo)為Phenoxy PKHH)，52份重量的(按顏料和粘合劑之體積算則占50%)鋅粉和40份重量的乙基乙二醇乙酸酯，其中加入了0.2份重量的二硫化鉬和0.2份重量的聚四氟乙烯的混合物。
為了比較，還使用另兩種組合其一是在同樣的涂料配方中加了0.4份重量的二硫化鉬;另一是在同樣的涂料配方中完全未加潤(rùn)滑劑。
將這些組份輥涂于鋼板上，涂層厚度為14微米(于固化狀態(tài)的厚度)，將鋼板在300°-400°的爐內(nèi)停留25-35秒，而使之固化，因此鋼板的最高溫度是大約260℃。粘附力測(cè)定結(jié)果如下表。
表實(shí)施例 粘附力例1 好對(duì)照(無(wú)潤(rùn)滑劑) 差含0.4份重量二硫化鉬的組份 中等
權(quán)利要求
1.一種以粘合劑和電導(dǎo)顏料為基礎(chǔ)的液體涂料配方，所含顏料和粘合劑體積至少為30%，其特征在于此涂料組份至少含有兩種固態(tài)、成粉末狀的潤(rùn)滑劑，其重量占涂料配方總重量的0.05-0.5%，其中至少有一種是無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的涂料配方，其特征在于無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑是一種重金屬二硫化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的涂料配方，其特征在于無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑是二硫化鉬。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的涂料配方，其特征在于此無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的含量占涂料配方總重量的0.08-3.1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的涂料配方，其特征在于此無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的含量占涂料配方總重量的0.1-1.9%。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的涂料配方，其特征在于它含有一種有機(jī)潤(rùn)滑劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的涂料配方，其特征在于此有機(jī)潤(rùn)滑劑是平均分子量為35，000-100，000，平均顆粒大小為0.1至40微米的一種聚四氟乙烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1的涂料配方，其特征在于其所含有機(jī)潤(rùn)滑劑的量為涂料配方總重量的0.02-1.9%。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1的涂料配方，其特征在于其所含有機(jī)潤(rùn)滑劑的量為涂料配方總重量的0.1-0.8%。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1的涂料配方，其特征在于所含之潤(rùn)滑劑是二硫化鉬和聚四氟乙烯。
11.一種涂敷金屬底物的方法，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求
1-10中任何一項(xiàng)的涂料配方涂敷于底物上並使之固化。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11的方法，其特征在于應(yīng)用這種涂料配方是用輥涂法或噴涂法。
13.根據(jù)權(quán)利要求
11的方法，其特征在于這種涂料成份是在100°至280℃的金屬底物溫度下被固化的。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求
11-13中任何一項(xiàng)而得到的涂層之金屬底物。
專利摘要
本發(fā)明提供一種用于金屬表面的涂料配方，該涂料配方含有粘合劑，并含高含量的電導(dǎo)顏料，如鋅；以及有至少兩種固態(tài)的成粉末狀的潤(rùn)滑劑。其含量占涂料重量的0.05-5％，其中至少有一種是無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑。本發(fā)明也涉及一種用所說(shuō)的涂料配方涂敷金屬表面的方法，以及由此而得到的可作適當(dāng)?shù)貦C(jī)械加工和焊接的涂層之底物。
文檔編號(hào)C09D5/24GK85104193SQ85104193
公開(kāi)日1986年11月26日 申請(qǐng)日期1985年6月4日
發(fā)明者帕特里克·皮錢特 申請(qǐng)人:艾克佐·N·V·公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan