CN104080952A - 腐蚀抑制剂 - Google Patents
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Abstract
腐蚀抑制剂组合物,用于金属表面上或金属容器中的涂料组合物以对所述金属提供耐腐蚀性。该腐蚀抑制剂包含至少一种烷氧基化磷酸酯;和至少一种硼酸酯。该腐蚀抑制剂组合物任选地包含至少一种无机金属盐。还提供最终用途涂料组合物,包含所述腐蚀抑制剂组合物,和通过将所述涂料组合物施涂于金属表面而对其提供耐腐蚀性的方法。
Description
本申请要求于2012年1月31日提交的美国临时申请No.61/592,800的优先权。通过引用将上述相关申请全文并入本文。
本发明涉及腐蚀抑制剂,尤其涉及用于金属容器中包含的组合物中或者作为涂料或油漆组合物的一部分施涂于金属表面时对于腐蚀抑制具有有利的性能的化合物的组合。
金属表面的腐蚀的防止一直是严重的问题,尤其是当这样的金属表面已暴露于水、雨或雪,经受高湿度的条件和面临酸性材料高的气氛时。这样的腐蚀问题不仅在铁类金属领域中是头等重要的而且对于许多非铁类金属也是相当重要的。
在铝或钢基材的领域中,在含水环境或醇环境例如喷雾罐中,在机加工之前和过程中对铝基金属的洗涤或冲洗过程中,也看到腐蚀问题。
已进行了几个先前尝试以提供有效的腐蚀抑制剂。一些情况下,已用将金属表面从其敌对环境遮蔽的材料涂敷金属表面,但这种程序不总是有效,因为涂料常常不保持在金属上,整体或部分地离开暴露而对腐蚀开放的金属表面。在其他情况下,已用材料例如油或蜡,其中引入腐蚀抑制剂以抑制这样的金属表面的腐蚀,涂敷金属表面。这些材料倾向于容易地从金属表面除去;因此它们的有用性至多是最小的。
具有或不具有腐蚀抑制剂的油漆已被用于涂敷材料表面以抑制其的腐蚀,但毁誉参半。将抑制剂分散在整个油漆膜体中并且在与相邻的金属表面接触的油漆膜的内表面上全部腐蚀抑制剂的有效的那部分只是少量。
已知用于金属例如钢的腐蚀抑制油漆。腐蚀抑制底漆通常落入两个大的范畴:提供高阻隔涂料的那些和赋予活性腐蚀抑制性能的那些。高阻隔涂料可包括各种环氧化物、醇酸树脂、聚氨酯等。腐蚀抑制剂底漆中,有提供阴极保护的富锌涂料。
已知直接对金属(Direct-to-metal(DTM))丙烯酸系油漆打消了最初的单独油漆涂层的需要。但是,使用DTM丙烯酸系油漆的一个缺点是在低碳钢基材上使用时,它们显示差的耐腐蚀性和闪锈(flashrust)。
结果,产业上在寻求改进的腐蚀抑制剂,其性能良好并且在环境上是可接受的。
因此本发明试图提供腐蚀抑制剂组合物,其能够显示改善的腐蚀抑制剂性能,并且克服了特别是用于丙烯酸系油漆时如本文中所述的以往尝试的缺点。本发明还试图提供具有改善的性能的腐蚀抑制剂组合物的制造方法。
本发明也试图提供腐蚀抑制剂涂料组合物,特别是油漆组合物,其中施涂于金属表面时所述涂料组合物提供改善的腐蚀抑制性能。
根据本发明的第一方面,提供腐蚀抑制剂组合物,包括:至少一种烷氧基化磷酸酯;和至少一种硼酸酯。
根据本发明的第二方面,提供制造腐蚀抑制剂组合物的方法,包括将下述组分混合:至少一种烷氧基化磷酸酯;和至少一种硼酸酯。
根据本发明的第三方面,提供涂料组合物,包括0.01-10wt.%的根据第一方面的腐蚀抑制剂组合物。
根据本发明的第四方面,提供对金属表面提供耐腐蚀性的方法,所述方法包括施涂根据第三方面的涂料组合物。
根据本发明的第五方面,提供根据第三方面的涂料组合物对施涂其的金属表面赋予耐腐蚀性的用途。
根据本发明的第六方面,提供对容器的金属表面提供耐腐蚀性的方法,所述方法包括使所述金属表面与腐蚀抑制剂组合物接触,该腐蚀抑制剂组合物包含至少一种烷氧基化磷酸酯和至少一种硼酸酯。
令人惊奇地,已发现烷氧基化磷酸酯和硼酸酯的组合提供施涂于金属表面时能够赋予改善的耐腐蚀性的组合物。具体地,该组合能够以低水平添加到油漆组合物中,并且在例如钢基材上使用时改善油漆的耐腐蚀性。或者,也发现在其中含有的组合物中混合时该组合改善金属罐的耐腐蚀性。
本文中使用的术语“腐蚀抑制剂”和“耐腐蚀性”是指组合物可抑制或降低将它们施涂或与它们接触的金属表面的腐蚀水平。
烷氧基化磷酸酯可选自至少一种脂肪醇、至少一种脂族酚(fattyphenol)、或其组合的酯。
烷氧基化脂肪醇磷酸酯或烷氧基化脂族酚磷酸酯可选自具有通式结构(I)的化合物:
其中R1、R2和R3各自独立地表示羟基或者烷氧基化脂肪醇或烷氧基化脂族酚的残基。
与磷酸酯键合的烷氧基化脂肪醇残基和烷氧基化脂族酚残基可选自式(II)的化合物:
-0-(AO)x-(Ph)y-R4(II)
基团R4可选自脂族基团。所述的脂族基团可以是饱和的或不饱和的、直链的或支化的、和/或取代或未取代的。
如果使用不饱和的脂族基团,它们可选自具有顺式/反式构型的脂族基团,并且可包含一个或多于一个的不饱和双键。
优选地,使用的脂族基团为饱和的脂族基团。优选地,使用的脂族基团是直链的脂族基团。更优选地,使用的脂族基团是饱和的直链脂族基团。
对于烷氧基化脂肪醇残基,适合的脂族基团可选自包含合计5-22个碳原子的那些。优选地,脂族基团包含8-18个碳原子。最优选地,脂族基团包含10-15个碳原子。
对于烷氧基化脂肪醇残基,适合的脂族基团可选自包含合计5-18个碳原子的那些。优选地,脂族基团包含6-15个碳原子。最优选地,脂族基团包含7-11个碳原子。
可理解,记载碳原子数时,这是指脂族基团中存在的碳原子的总数,包括任何存在于任何支链基团中的碳原子。
式(II)中所示的基团AO表示氧亚烷基。本文中使用的术语“氧亚烷基”通常是指含有下述重复单元的分子结构:-R5-0-,其中R5表示低级烷基。
本文中使用的术语“低级烷基”,除非另有定义,是指含有1-8个碳原子的为直链或支化基团的饱和烃基团。优选地,低级烷基各自含有1-6个碳原子。更优选地,含有1-4个碳原子。
低级烷基的实例可独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基-丁基、戊基或己基。
氧亚烷基AO可选自氧亚乙基、氧亚丙基、氧亚丁基和氧四亚甲基。优选地,氧亚烷基选自氧亚乙基(EO)和氧亚丙基(PO)。
氧亚烷基可以以非聚合的形式用于烷氧基化脂肪醇或烷氧基化脂族酚的残基,因此x的值可为1。
优选地,氧亚烷基AO可低聚或聚合以提供(聚)氧亚烷基链[(AO)x],其包含x个氧亚烷基单体单元。这样的(聚)氧亚烷基链中,x值表示优选具有2-30的范围内的值的整数。优选地,x是具有3-20的范围内的值的整数。更优选地,x是具有4-10的范围内的值的整数。最优选地,x是具有5-7的范围内的值的整数。
因此,对于每个脂肪醇或脂族酚基团,烷氧基化脂肪醇残基和烷氧基化脂族酚残基可优选地具有约2-约30摩尔的烷氧基化基团。优选地,具有约5-约7摩尔的烷氧基化基团。
(聚)氧亚烷基链可以是均质的,在于其只包含一种特定类型的氧亚烷基单体单元。
或者,氧亚烷基单体单元可沿(聚)氧亚烷基链改变。(聚)氧亚烷基链可以是无规(统计上)或嵌段共聚链。
氧亚烷基单体单元沿(聚)氧亚烷基链改变时,优选具有无规的氧亚乙基和氧亚丙基单元的混合物的衍生物。这样的实施方案中,(聚)亚烷氧基链中氧亚乙基和氧亚丙基的混合物可优选分别具有1:5至10:1、特别地1:3至3:1的氧亚乙基与氧亚丙基的摩尔比。
(聚)氧亚烷基(AO)x可具有30-3,840、优选地100-1,000、最优选地200-300的范围内的数均分子量。
式(II)的基团Ph表示苯基,其可用一个或多个取代基取代。适合的取代基可选自低级烷基、卤代和羟基。
术语“低级烷基”如本说明书中其他部分中定义那样。
本文中使用的术语“卤代”,除非另有定义,是指来源于周期表的第VII族(第17族)中元素的卤化物基团。卤化物基团可独立地选自氟代、氯代、溴代或碘代。
y值是整数并且具有0或1的值。可理解对于烷氧基化脂肪醇残基,y的值将为0,对于烷氧基化脂族酚残基,y的值将为1。
烷氧基化脂肪醇残基和烷氧基化脂族酚残基可来源于随后被烷氧基化的天然脂肪醇或脂族酚。
优选的任选地天然来源的脂肪醇可包含8-20个碳原子。适合的任选地天然来源的脂肪醇可选自辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、月桂醇、十三烷醇、肉豆蔻醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇和硬脂醇。
特别优选的任选地天然来源的脂肪醇可选自月桂醇、十三烷醇或肉豆蔻醇。
适合的任选地天然来源的脂族酚可选自己基苯酚、庚基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、癸基苯酚、十一烷基苯酚、十二烷基苯酚、十三烷基苯酚、十四烷基苯酚或十五烷基苯酚。
特别优选的任选地天然来源的脂族酚可选自辛基苯酚、壬基苯酚或癸基苯酚。
所述的脂族基团R4可在相对于羟基的邻-、间-或对-位与苯基环键合。优选地,所述的脂族基团R4在对-位键合。
根据本发明使用的烷氧基化脂肪醇磷酸酯或烷氧基化脂族酚磷酸酯可选自单-、二-或三-酯。
使用二-、或三-酯的实施方案中,每种磷酸酯可包含相同的酯基、不同的烷氧基化脂肪醇的酯的混合物、不同的烷氧基化脂族酚的酯的混合物、或烷氧基化脂肪醇酯和烷氧基化脂族酚酯的混合物。优选地,每种磷酸酯包含相同的酯基。
腐蚀抑制剂组合物中使用的磷酸酯可以是均质的,在于只有一种特定的磷酸酯。
或者,组合物可包含不同磷酸酯的共混物,包括烷氧基化脂肪醇的磷酸酯和烷氧基化脂族酚的磷酸酯的混合物、和/或单-、二-和/或三-酯的混合物。
优选地,磷酸酯包含单-和二-酯的混合物。在这样的实施方案中,磷酸酯单酯的量可在全部磷酸酯的30wt.%-95wt.%的范围内,并且磷酸酯二酯的量可在全部磷酸酯的5wt.%-70wt.%的范围内。
本发明的烷氧基化脂肪醇磷酸酯和烷氧基化脂族酚磷酸酯可采用任何适合的方法制造,并且不限于采用任何特定的方法形成。
作为实例,本发明的烷氧基化脂肪醇的磷酸酯可通过使烷氧基化脂肪醇分别与五氧化二磷(P2O5)反应而形成。
烷氧基化脂肪醇或烷氧基化脂族酚可通过首先在酸性或碱性催化剂的存在下使脂肪醇或酚依次地或以它们混合的形式与环氧化物,优选地环氧乙烷、环氧丙烷、或其混合物反应而制备。
如本领域普通技术人员容易理解那样,然后使化学计量量的烷氧基化脂肪醇或烷氧基化脂族酚例如与P2O5反应以形成单-、二-和三-磷酸酯。
磷酸酯可以以10-90wt.%的量、优选地以20-70wt.%的量、更优选地以30-60wt.%的量、最优选地以40-55wt.%的量存在于腐蚀抑制剂组合物中。
可使用的适合的具有通式结构(I)的磷酸酯的实例包括,但并不限于:
包括单和二酯的混合物的烷氧基化脂族酚磷酸酯
其中每个R表示饱和直链C9H19基团,和n为5-7;或
包含单和二酯的混合物的烷氧基化脂肪醇磷酸酯
其中每个R表示饱和直链C13H27基团,和n为5-7。
硼酸酯可以是低级烷基酯、含氮酯或其组合。
术语“低级烷基”如说明书中其他部分中所定义。适合的烷基硼酸酯可选自单-、二-或三-烷基硼酸酯。烷基硼酸酯的实例包括,但并不限于,硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯或其组合。
优选地,硼酸酯可以是含氮酯。更优选地,硼酸酯是至少一种氨基醇的酯。
本文中使用的术语“氨基醇”是指任何含有氨基和脂族羟基官能团的有机化合物。
硼酸酯可选自氨基醇的单-、二-或三-酯。使用二-或三-酯的实施方案中,每个酯可包含相同的酯、或氨基醇酯的混合物。
氨基醇的硼酸酯可由式(III)的氨基醇化合物得到:
其中R6、R7、R8和R9各自独立地表示氢、低级烷基、烯基、卤代或羟基。
术语“低级烷基”和“卤代”如说明书中其他部分中定义那样。
本文中使用的术语“烯基”,除非另外定义,是指具有至少一个或多个、优选地不大于2个双键的烃基。烯基可以为直链、或支化的基团。烯基可各自含有2-10个碳原子、优选地2-8个碳原子、更优选地2-6个碳原子。烯基可任选地被羟基、氟、氯、溴、碘、硝基或低级烷基取代。
烯基的实例可独立地选自乙烯基、烯丙基、异丙烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、1-丙烯基、2-丁烯基、2-甲基-2-丁烯基、异戊二烯基等。
优选地,R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、或低级烷基。
更优选地,R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基或2-甲基-丁基。
最优选地,R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、甲基和乙基。
优选地,氨基醇可选自一乙醇胺、或异丙醇胺。
优选的实施方案中,氨基醇可与硼形成双齿配体并且通过酯基和胺基键合。因此氨基醇可与硼形成五元1,3,2-oxazaborlidine环状环。优选地,硼酯可以是单-或二-1,3,2-oxazaborlidine。
硼酯可包含单环双齿氨基醇。硼酯为二-或三-酯时,两个氨基醇配体可各自形成双齿配体,由此形成氨基醇的双环硼酯。
可意识到,形成氨基醇的硼上的环状双齿配体时,这些可与双环、单环和非环状氨基醇形式平衡地存在。平衡组合物可取决于环境因素,例如pH。
优选的氨基醇的硼酸酯是包含一乙醇胺、或异丙醇胺、或其混合物的酯的那些。特别优选的是其中一乙醇胺、或异丙醇胺、或两者形成环状双齿配体的硼酸酯。
腐蚀抑制剂组合物中使用的硼酸酯可以是均质的,在于其只包含一种特定的硼酸酯。或者,组合物可包含硼酸酯的共混物,其包括不同的氨基醇酯的硼酸酯的混合物、和/或氨基醇的单-、二-和/或三-酯的混合物。
硼酸酯可以以10-70wt.%的量、优选地以20-60wt.%的量、更优选地以30-50wt.%的量存在于腐蚀抑制剂组合物中。
本发明的氨基醇的硼酸酯可采用任何适合的方法制造,并且不限于采用任何特定的方法形成。适合的方法会很好地在本领域技术人员的范围内。
可使用的适合的硼酸酯的实例包括,但并不限于:
其中每个R表示氢、甲基或乙基。
腐蚀抑制剂组合物可包含至少一种无机金属阳离子。无机金属阳离子可优选地为包含所述阳离子和阴离子的盐的形式。
无机金属阳离子可来源于从铝、锌、锰、铈、铁、镍、钴、钙、镁、钼或其组合中选择的金属。
腐蚀抑制剂组合物可包含至少两种无机金属盐的混合物。也可使用金属和盐的组合。
阴离子可选自包含硝酸盐、硫酸盐、硫化物、和氯化物、氢氧化物、氧化物、碳酸盐、硝酸盐、或碳酸氢盐的组。
优选地,所述盐中的阴离子选自硫酸盐、氢氧化物或氧化物。
优选地,腐蚀抑制剂组合物中使用的无机金属盐选自氧化锌、硫酸锌或硫酸锰。更优选地,无机金属盐为氧化锌。
无机金属盐可以以5-50wt.%的量、优选地以10-40wt.%的量、更优选地以15-30wt.%的量存在于腐蚀抑制剂组合物中。
优选地,腐蚀抑制剂组合物中磷酸酯与硼酸酯之比(重量比)分别在6:1至1:6的范围内。更优选地,该比在2:1至1:2的范围内。最优选地,该比在1.5:1至1:1.5的范围内。
无机金属阳离子以盐的形式存在于抑制剂组合物中的实施方案中,盐与磷酸酯和硼酸酯的合计之比为1:8至1:1。更优选地,该比在1:6至1:2的范围内。最优选地,该比在1:5至1:3的范围内。
腐蚀抑制剂组合物可还包括附加成分例如性能提高或改性剂。作为实例,性能提高或改性剂可选自挠性剂、增韧剂/颗粒、核壳橡胶、阻燃剂、润湿剂、颜料/染料、阻燃剂、增塑剂、UV吸收剂、抗真菌化合物、填料、粘度改性剂/流动控制剂、增粘剂、稳定剂和抑制剂。
腐蚀抑制剂组合物可优选地用作涂料组合物的一部分。所述涂料组合物可以是油漆组合物,尤其是丙烯酸系油漆组合物。特别地,油漆可以是直接对金属(direct-to-metal)丙烯酸系油漆。优选地,用于涂料组合物时,腐蚀抑制剂组合物包含至少一种无机金属阳离子。
腐蚀抑制剂组合物可尤其地后添加到现有的丙烯酸系油漆中。
涂料组合物可包含0.05wt.%-10wt.%的范围内的腐蚀抑制剂组合物。优选地,涂料组合物可包含0.1wt.%-5wt.%的范围内的腐蚀抑制剂组合物。最优选地,可包含0.5wt.%-3wt.%的范围内的腐蚀抑制剂组合物。
可想象本发明的涂料组合物会具体用作金属用油漆(称为直接对金属或DTM油漆)中的腐蚀抑制剂。具体地,该组合物将会用作施涂于包括铁类和非铁类基材的金属表面的涂料以减少在严酷环境中所述金属的腐蚀。
已发现,腐蚀抑制剂组合物,作为后添加而添加到现有的DTM丙烯酸系油漆中时,改善耐腐蚀性,并由此增加涂料失效前的时间,在其他所需的性能上没有观察到或很少观察到有害的影响。
此外,该涂料组合物容许直接对金属油漆,该直接对金属油漆具有与传统轻工业油漆系统类似的腐蚀性能,同时保持使用容易的特性。该涂料组合物也容许消除对底漆的需要,因此使将表面完全覆盖所需的时间和材料减少。此外,该涂料组合物提供施涂时显示改善的耐腐蚀性和闪锈的油漆。
在选择性的实施方案中,腐蚀抑制剂组合物也可优选地用于金属容器或罐,特别是由铝制成的那些。本实施方案中,腐蚀抑制剂组合物可添加到容器的内装物中,因此会与容器的内表面接触。
腐蚀抑制剂组合物可添加到容器内装物中以致其占全部容器内装物的0.05wt.%-10wt.%的范围。优选地,占0.1wt.%-5wt.%的范围。最优选地,占0.5wt.%-3wt.%的范围。
腐蚀抑制剂组合物可用于含水条件或醇条件下的容器中。
已发现,腐蚀抑制剂组合物,当添加到金属容器的内装物中时,改善容器的内表面的耐腐蚀性。典型地,金属容器可包含有毒重金属(例如,铬酸盐或钒酸盐)以向金属表面提供耐腐蚀性。但是,已发现本发明的腐蚀抑制剂组合物的使用对金属容器表面提供耐腐蚀性能而无需有毒重金属添加剂。
本文中记载的全部特征可以以任何组合与任何上述方面组合。
为了可以更容易地理解本发明,现在通过实施例对下述说明进行引用。
可理解所列的全部试验和物理性能已在常压和室温(即,20℃)下确定,除非本文中另有说明,或者除非在参考试验方法和程序中另有说明。
下述实施例中使用的化合物如下辨别:
BE1-硼酸酯-与一乙醇胺和异丙醇胺的二酯。
PE1-磷酸酯-烷氧基化脂族酚的单和二酯的混合物,其中(聚)氧化烯基团为6个氧化乙烯单体单元,并且脂族链为C9饱和直链。
PE2-磷酸酯-烷氧基化脂族酚的单和二酯的混合物,其中(聚)氧化烯基团为6个氧化乙烯单体单元,并且脂族链为C9饱和直链。
PE3-磷酸酯-烷氧基化脂肪醇的单和二酯的混合物,其中(聚)氧化烯基团为6个氧化乙烯单体单元,并且脂族链为C13饱和直链。
油漆-可由Behr Process Corporation,USA商购的油漆。
下述试验方法用于确定作为施涂于金属表面的油漆添加剂和作为金属容器的部分添加剂的腐蚀抑制剂组合物的腐蚀性能。
盐雾腐蚀试验
5%盐雾/喷雾腐蚀试验提供腐蚀的指示。根据ASTM Bl17法进行盐雾/喷雾试验。该试验特别用于测试添加到油漆中和施涂于钢时的腐蚀抑制剂组合物。
对于铝基材的试验方法
该试验方法用于测试腐蚀抑制剂组合物和降低对铝基材的腐蚀的有效性。将铝基材浸入两种不同的样品溶液中:
样品溶液试验1
将100mL的全部溶液液体混合。该溶液由94mL的水、lmL的腐蚀抑制剂组合物和5mL的乙醇组成。将该溶液放入瓶中,并且将1100铝板浸入该溶液中。在瓶上盖上盖并且在室温下放置250小时。将另外的样品放入70℃烘箱中120小时。每隔2天对这些样品进行观察。一旦腐蚀已以足够的量发生,则停止试验并且将板取出以评价。
样品溶液试验2
将100mL的全部溶液液体混合。该溶液由58%乙醇、1%腐蚀抑制剂组合物和41%水组成。一旦制成溶液,将1100级铝板和3300级铝板浸入该溶液中。然后在室温下和在70℃下对样品测试腐蚀抑制。216小时后,将这些板取出并且评价腐蚀水平。
比较例
为了确定油漆中各个化合物自身所提供的腐蚀抑制性能,制成许多比较例配方。制作这些实例用于比较用途,并且下述比较例没有落入本发明的范围内。
通过将BE1添加到l00g油漆中来配制实施例1-4。没有添加另外的化合物。
表1.油漆和硼酸酯的配方
化合物 | 实施例1(g) | 实施例2(g) | 实施例3(g) | 实施例4(g) |
BE1 | 0.25 | 0.50 | 0.75 | 1.00 |
将实施例1-4全部施涂于钢板。放入5%盐雾室内时全部显示闪锈和不合格的腐蚀测试。
通过将各种磷酸酯添加到250g油漆中,也制备进一步的实施例5-9。
表2.油漆和磷酸酯或金属盐的配方
将实施例5-9全部施涂于钢板。全部钢板在5%盐雾柜中29小时后显示差的耐腐蚀性。
油漆中腐蚀抑制剂的实施例
为了确定油漆中由本发明的腐蚀抑制剂组合物提供的腐蚀抑制性能,制成许多实施例配方。
表3.腐蚀抑制剂组合物的配方
化合物 | 实施例10(g) | 实施例11(g) | 实施例12(g) |
PE1 | 5.1 | 5.0 | 5.0 |
BE1 | 5.1 | 2.5 | 1.0 |
ZnO | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
以0.5-5.0wt.%之间的浓度将实施例10-12的组合物添加到油漆中。然后将油漆施涂于钢板。对于实施例10-12的每一个,观察到5%盐雾耐腐蚀性结果的显著改善以及钢板上闪锈的消除。
进一步形成实施例13-20的腐蚀抑制剂组合物,其含有l0g的PE1和5g的BE1。每个组合物包含如表4中所示的金属盐。
表4.具有不同金属盐的腐蚀抑制剂组合物的配方
以0.5-5.0wt.%之间的浓度将实施例13-20的组合物添加到油漆中,并且将该油漆组合物施涂于钢板。在涂布的钢基材上没有观察到闪锈,并且与油漆单独相比,5%盐雾耐腐蚀性性能试验显示改善的耐腐蚀性性能。实施例13-20显示能够将含有盐离子的各种二价/三价金属添加到腐蚀抑制剂组合物中以提供与油漆单独相比改善的腐蚀防护性。
进而形成实施例21-22的腐蚀抑制剂组合物,其含有l0g的PE1和l0g的BE1。每个组合物包含如表5中所示的金属盐的共混物。
表5.金属盐共混物
金属盐 | 实施例21(g) | 实施例22(g) |
ZnO | 2.5 | 2.5 |
MoO3 | 4.4 | 0 |
CaCO3 | 0 | 3.0 |
以0.5-5.0wt.%之间的浓度将实施例21-22的组合物添加到油漆中,并且将油漆组合物施涂于钢板。再次地,在涂布的钢基材上没有观察到闪锈,并且与油漆单独比较时5%盐雾耐腐蚀性性能试验显示改善的耐腐蚀性性能。实施例21-22显示在油漆中使用时能够将多种金属盐的共混物用于改善耐腐蚀性。
用于金属容器的腐蚀抑制剂的实施例
为了确定在溶液中时并且使该溶液与金属表面接触时由本发明的腐蚀抑制剂组合物提供的腐蚀抑制性能,制成许多实施例配方。
形成实施例23-26的腐蚀抑制剂组合物的溶液,其含有95mL的水和5mL的乙醇。
表6.腐蚀抑制剂组合物
化合物 | 实施例23 | 实施例24 | 实施例25 | 实施例26 |
PE1 | 0.5g | 0.25g | 0.85g | 0.5g |
BE1 | 0.5g | 0.75g | 0.15g | 0.25g |
ZnSO4 | 0 | 0 | 0 | 0.25g |
根据本文中记载的Test Method for Aluminium Substrate,用铝基材对全部实施例溶液进行测试。实施例显示对于铝基材的改善的耐腐蚀性,观察到的板的蚀损斑减少。
可理解本发明并不限于上述实施方案的细节,只是通过实施例对上述实施方案进行了说明。许多变形是可能的。
Claims (23)
1.腐蚀抑制剂组合物,包括:
至少一种烷氧基化磷酸酯;和
至少一种硼酸酯。
2.根据权利要求1的腐蚀抑制剂组合物,其中该烷氧基化磷酸酯选自至少一种脂肪醇、至少一种脂族酚或其组合的酯。
3.根据权利要求2的腐蚀抑制剂组合物,其中该烷氧基化脂肪醇磷酸酯或烷氧基化脂族酚磷酸酯选自具有通式结构(I)的化合物:
其中R1、R2和R3各自独立地表示羟基或者烷氧基化脂肪醇或烷氧基化脂族酚的残基。
4.根据权利要求3的腐蚀抑制剂组合物,其中该烷氧基化脂肪醇残基和烷氧基化脂族酚残基选自式(II)的化合物:
-0-(AO)x-(Ph)y-R4(II)
其中
基团AO表示氧亚烷基;
基团R4选自脂族基团;
基团Ph表示任选取代的苯基;
x表示具有1的值的整数或者2-30的范围内的整数;和
y是具有0或1的值的整数。
5.根据权利要求4的腐蚀抑制剂组合物,其中该脂族基团是饱和的直链脂族基团,对于烷氧基化脂肪醇残基,包含合计5-22个碳原子;或者对于烷氧基化脂肪醇残基,包含合计5-18个碳原子。
6.根据权利要求4或权利要求5的腐蚀抑制剂组合物,其中该氧亚烷基选自氧亚乙基、氧亚丙基、氧亚丁基和氧四亚甲基,和其中x表示具有4-10的范围内的值的整数。
7.根据权利要求4-6的任一项的腐蚀抑制剂组合物,其中该烷氧基化脂肪醇残基是天然来源的脂肪醇,选自辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、月桂醇、十三烷醇、肉豆蔻醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇和硬脂醇,并且所述脂肪醇随后被烷氧基化。
8.根据权利要求4-6的任一项的腐蚀抑制剂组合物,其中该烷氧基化脂族酚残基为天然来源的脂族酚,选自己基苯酚、庚基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、癸基苯酚、十一烷基苯酚、十二烷基苯酚、十三烷基苯酚、十四烷基苯酚或十五烷基苯酚,并且所述脂族酚随后被烷氧基化。
9.根据任一项前述权利要求的腐蚀抑制剂组合物,其中该磷酸酯在该腐蚀抑制剂组合物中以20-70wt.%的量存在。
10.根据任一项前述权利要求的腐蚀抑制剂组合物,其中该硼酸酯为低级烷基酯、含氮酯、或其组合。
11.根据权利要求10的腐蚀抑制剂组合物,其中该含氮酯是至少一种氨基醇的酯。
12.根据权利要求11的腐蚀抑制剂组合物,其中该氨基醇具有式(III):
其中R6、R7、R8和R9各自独立地表示氢、低级烷基、烯基、卤代或羟基。
13.根据权利要求11或12的腐蚀抑制剂组合物,其中该氨基醇选自一乙醇胺或异丙醇胺。
14.根据任一项前述权利要求的腐蚀抑制剂组合物,其中该硼酯是单-或二-1,3,2-oxazaborlidine。
15.根据任一项前述权利要求的腐蚀抑制剂组合物,其中该硼酸酯在该腐蚀抑制剂组合物中以20-60wt.%的量存在。
16.根据任一项前述权利要求的腐蚀抑制剂组合物,其中该组合物包含选自氧化锌、硫酸锌、或硫酸锰的至少一种无机金属盐。
17.根据权利要求16的腐蚀抑制剂组合物,其中该无机金属盐在该腐蚀抑制剂组合物中以5-50wt.%的量存在。
18.根据任一项前述权利要求的腐蚀抑制剂组合物,其中该腐蚀抑制剂组合物中磷酸酯与硼酸酯之比(重量比)分别为6:1至1:6的范围内。
19.根据权利要求1-18的任一项的腐蚀抑制剂组合物的制造方法,所述方法包括将下述组分混合:至少一种烷氧基化磷酸酯;和至少一种硼酸酯。
20.涂料组合物,所述涂料组合物包含0.01-10wt.%的根据权利要求1-18的任一项的腐蚀抑制剂组合物。
21.对金属表面提供耐腐蚀性的方法,所述方法包括施涂根据权利要求20的涂料组合物。
22.根据权利要求20的涂料组合物用于对将其施涂的金属表面赋予耐腐蚀性的用途。
23.对容器的金属表面提供耐腐蚀性的方法,所述方法包括使所述金属表面与根据权利要求1-18的任一项的腐蚀抑制剂组合物接触。
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