CN86106170A - 防止腐蚀的方法及组成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用以防止腐蚀的方法和组成。该方法包括在表面上形成大约1-10密耳厚的涂层和涂料的固化,涂料组成含有高碱性碱土有机磺酸盐、干性油、铜或稀土金属干燥剂,锌金属干燥剂、有机溶剂和矿脂。组成中可以任意地含有聚异丁烯。这种方法和组成特别适用于海水介质中的金属表面。
Description
本发明是关于涂覆金属表面的方法和组成,例如在碳钢表面上涂覆一层涂料,以防止它们生锈或其他腐蚀。本发明组成包括高碱性磺酸钙、干性油、有机溶剂、矿脂,聚异丁烯以及两金属干燥剂。在涂金属表面时,本发明组成在每次喷涂操作里,在金属表面上形成≤10密耳厚的涂层。该涂层具有极好的粘附力,较佳的涂层厚度,以及在海水介质中有长期的稳定性和防腐蚀性。
在金属表面暴露于水、空气和无机金属盐等场合下,金属的腐蚀是一个重大的问题。海水介质乃是一个非常大的腐蚀源,即它们是:海水本身、海水雾或浪花、或海水附近地存在的含盐空气。海水介质会浸蚀和腐蚀黑色和有色金属。各种各样的设备受到海水腐蚀,其中包括:管道系统、干船坞、钢丝绳、海上钻井上的设备和上层结构,以及生产钻机、海水淡化设备、从海水中提取矿物质的设备、海船和驳船的表面,以及许多容器都受到海水介质的腐蚀。
至今已知有许多防腐蚀的配方。在1975年11月9日出版的利契纳(Lechner)等人的美国专利No3,925,087中,公开了一种防腐蚀的组成。在美国专利No3,925,087中所公开的组成通常来形成一个不大于3密耳,或者典型地为1-2密耳。一般说来,对于等效的涂料物质,较厚的涂层要比较薄涂层将维持更长的时间和具有较好的耐腐蚀性能。但是,在涂覆较厚的涂层时,该类涂层就需要一个不太方便的长的时间周期来固化。此外,较厚涂层也趋向于流动,一个超过大约3密耳或4密耳的厚度的涂层通常就不能来维持它不流动。再说,尽管利契纳的配方能有一个相当长时间的防止腐蚀,但仍非常期望有更长时间的防止腐蚀。
因此,需要有一个能防止腐蚀或生锈的涂层组成,其涂层厚度维持在3密耳以上,涂覆后涂层能快速固化,并且具有特别有效的和长时期防止腐蚀的性能。
我们业已发现一种防止生锈的组成。当其涂覆到金属表面时,可以维持一个一直到10密耳厚的涂层,并且处在较薄涂层厚度如1-3密耳的情况下,也是特别有效的。该涂料组成在使用期间,显示出很好的和长时期的耐腐蚀性能,快速固化成固体或硬而牢固的涂层,并且即使它有流挂或流动,也是很小的,而且对金属表面粘附特别牢。一般地说,该涂层经得起热水浸泡或涡流的冲击。它可用于船只和海上钻井,包括海水淡化设备,从海水中提取矿物质的设备、起重装置的底部部件、海水金属部件和管道等等。
本发明是用于涂覆在黑色或有色金属表面上,以防止这些金属的腐蚀方法和组成。本发明的组成包括大约5-80%重量百分比的防止生锈的,类似油脂的浓缩物。该浓缩物具有一种触变的无机/有机的复合体,这种无机/有机的复合体稳定地分散于基本上是惰性的液态或油相中,在数量上,对于每一分复体,所说的惰性液体或油相的量不超过4分。有机/无机复合体包括一种高碱性的碱土磺酸盐。无机碱土组分有相当的片晶和成膜的结晶结构。
该组成另外包括约为1-25%(重量)的干性油。干性油的特点在于:它在稀释的油中是可混合的,稀释油是选自链烃稀释剂、环链烃稀释剂、芳香烃稀释剂和由此组成的一些混合物。这种稀释油在150℃以上沸腾。
本发明进一步包括金属重量大约为0.03-0.6%的第一种金属干燥剂,该干燥剂是从由羧酸铜化合物、羧酸稀土化合物和由此组成的一些混合物中挑选出来的。本发明也提供了第二种金属干燥剂,其重量大约为总组成重量的0.1-2.2%。这第二种金属干燥剂是由羧酸锌化合物类和由此组成的一些混合物中挑选出来的。在第一种金属干燥剂是羧酸铜化合物的场合下,本组成可任意的包含一种羧酸稀土化合物来作为第三种金属干燥剂。
除此,本配方包括10-90%重量的有效的油基漆和涂料型的有机溶剂,以及重量大约为2-15%的矿脂。
在本发明的方法中,在要求防腐蚀的表面上,形成大约1-10密耳厚的上述组成的涂层。涂层形成以后,涂层必须固化一段时间,以获得所需的防腐蚀性能。如果需要的话,可以接连进行涂覆和固化涂层,形成若干个1-10密耳厚的涂层。
本发明组成所形成的涂层,固化成一种固体的、硬而不发粘的防护层。本涂料可渗透到有孔的表面中去,或扩散到下面有腐蚀存在的地方,而形成防止腐蚀的涂层,并且本涂料几乎没有或没有裂纹、卷层或脱皮的倾向。
本发明组成的主要组分是无机和有机的复合体。最佳的复合体特性为高度中性的有机磺酸盐。这些高度中性的或“高碱性”盐特点在于有如下的结构式:(RSO3)maMxXm
其中:
R代表一种烷基-芳基的基团,例如C18-36H37-73PH-(其中-PH-代表亚苯基)
M代表化合价数为m的金属
m代表金属M的化合价数,其价数最好是从1到4的整数,更典型的为1或2;
X代表化合价数为x的碱阴离子;
x代表碱阴离子的化合价数,一般为从1到3的整数;
a代表碱式盐MxXm的多余的化学当量数。
因为a大于0,最好大于1。如美国专利No3,453,124(Wurstner)中所示的,a数值3或4是普通的,8左右或以上也是容许的。
类似润滑脂浓缩物的无机-有机复合体是可以得到的,其中无机-有机复合体稳定地弥散于惰性的含油的稀释剂中。在这些浓缩物中,无机-有机复合体的数量可认为至少为25%的重量,更典型的为40-70%。因此以复合体重量为基础,含油稀释剂的重量一般大约为50%。例如,不必实质性地的改进,在本发明中,可以使用一种含烃油70%的稀释的浓缩物。
最佳的防锈浓缩物主要是由弥散于油中的、类似润滑脂的无机-有机复合体组成的,其物理和化学性能如下:
在60°F时的比重:1.006克/毫升
Brookfield粘度(No6测量轴每分钟转10次,温度为华氏77度):
110,000-150,000厘泊
闪点:COC375°F
熔点:550°F
“非挥发物”(美国标准141A方法4041.1):最少96%(重量)
硫酸化灰分(美国材料试验协会,试验标准D-874):24.5%
该产品在商业上称为SACI200A(商标),它是有极性的和触变性的。它是由纽约的Witco化学公司制造的。该产品与一般用作稀释剂的芳香烃、链烃或氯化了的碳氢化合物相似。弥散于油的无机-有机复合体的数量大约为40%的重量,该复合体乃是分子或为(RSO3)2Ca.a Ca CO3的磺酸钙/碳酸钙,其中R和a具有上述所表示的含义。虽然SACI产品推荐用于室内的防护涂层,但是在本发明的情况下最好使用在室外。
在本发明的最佳实施例中,浓缩物的数量至少要约为5%的重量,而不超过80%左右的重量。为了改进耐腐蚀性能、粘附力、涂层厚度和固化,在组成中的浓缩物的含量最好约为20-40%的重量。
SACI200A产品可认为是在本发明的情况下能使用的最有效的浓缩物之一。虽然我们不希望受到任何理论的限制,但是可以推理出其中所含有的特殊碳酸钙晶体结构,贡献出有益的结果,这正是本发明的方法和组成采用SACI200A产品的所在。
一种干性油或其他一些油类含有大约为本发明总组成重量的1-25%。干性油的主要特点是一种高含量的不饱和脂肪酸。在本发明的情况下最佳干性油是桐油(也叫做桐酸)。为了提供总组成耐腐蚀的有效性,桐油是最好的。另一个很适合的本发明一些目的干性油是奥汽油。用其他一些干性油如亚麻子油也可获满意的结果。那些擅长于本技术领域的人,无疑地将会发现其他一些合适的干性油。
我们已经发现,一种重量浓度大约为10-20%的桐油和本发明的其他各种分相结合,通常提供了最合乎需要的粘度,固化和耐腐蚀性能。
一般说来,干性油量不应该超过无机/有机复合体的量,以避免在固化了的涂层中发生脆性。无机/有机复合体与干性油的比率可以一直到约10∶1或更高些。为了改进固化和延长耐腐蚀性,一个最佳比率范围大约2∶1到3∶1。
在本发明中,一种有机溶剂的使用粘度大约为10-90%,最好大约为总组成重量的30-60%。
所使用的溶剂量将影响到涂层厚度和固化速率,概括地说,本发明组成的最初固化是靠溶剂的挥发。一般说来,任何有机溶剂例如那些众所周知的用在油基油添和一些涂料中的有机溶剂将溶解溶解本发明的其他组分,以及它们在环境条件下挥发,因些这些溶剂是合适的。这样的溶剂包括链烃、芳香烃、链烃油、酮类(例如丙酮、二乙基酮、乙基丁基酮和甲基异戊基酮)、乙醇类、甘醇类(例如乙烯甘醇甲基乙醚、二乙烯甘醇 n-丁基乙醚和丙稀甘醇苯基)、脂类(例如烷基醋酸盐和甲酸盐)以及氯化了的溶剂(例如二氯乙烯、一氯苯和全氯乙烯),这些溶剂的沸点在760毫米水银柱下,均在华氏500°以下。
现在本发明采用的最佳有机溶剂一般认为是矿物醇类,众多的化学供应厂商有现成供应。一般地说,本发明采用的矿物醇类的比重在60°F时大约为0.755-0.790,闪点至少约100°F,开始沸腾点至少约在300°F,而干点大约不超过400°F,以及这种矿物醇类含有大约少于8%的芳香族化合物。AMSO矿物醇类75是一个能满足这些性能要求的产品,该产品是由联合化学公司(Union Chemicals)制造的,它有如下一些物理性能:52.0API,比重0.771和一加伦为6.42磅(温度分别在60°F和15.56℃),开始沸腾点319°F(159.4℃),在345°F(173.9℃)时馏出物50%,干点397°F(202.8℃),以及有大约7%的芳香族化合物,大约48%链烷烃类和大约45%环烷烃类。
本发明组成另外含有大约2-15%或最好大约为3-8%矿脂或氧化了的矿脂。矿脂增加了薄膜或涂层形成的均匀性。
Alox公司制造的Alox600产品是一种最好的矿脂组成。该产品是一种分子量相当大的有机酸类、内脂类和脂类的混合物,内脂类和脂类是从矿脂衍生出来的。该产品的物理和化学性能包括:典型的酸化系数大约为45-60(根据美国材料试验协会标准ASTM-D-q-74),皂化系数大约100-140(根据美国材料试验协会标准ASTM-D-94),在75°F(24℃)时的比重大约为0.95,在75°F时每加伦平均重量大约为7.9磅,最低熔点大致在115°F(46℃),最低闪点大致为345°F(174℃)和最大含灰量大约为0.2%(根据美国材料试验协会标准ASTMD-48-2)。可以相信,其他类似于相当高的分子量的、具有某些有机酸功能度的材料也可以适合本发明的目的。
本发明组成将包括二个金属干燥剂。第一种金属干燥剂将是选自羧酸铜化合物、羧酸稀土化合物和由此组成的一些混合物。为了更好的固化和提高耐腐蚀性能、羧酸铜是最佳的。
如果采用含铜金属的干燥剂,则防锈涂料组成中的铜含量最好大约为0.06-0.6%重量。涂料组成中最最佳的铜含量约为0.1-0.6%重量。美国俄亥俄州,克利夫兰市Mooney化学公司制造的CEM-ALL干燥剂是一个最佳的含铜金属的干燥剂。CEM-ALL铜金属干燥剂含有从合成家用酸类的混合物所制成的羧酸铜类。其中一个CEM-ALL干燥剂含有约12%铜的重量浓度。一般说来,CEM-ALL羧酸铜类含有新癸酸类和/或2-乙基-己酸(2-ethyl-hexoates)。含12%铜的羧酸铜CEM-ALL干燥剂典型性能如下:挥发度大致为30%,加德纳粘度在25℃时为J,在25/25°时的比重约为1.025,每加伦的密度大约8.54磅。
在采用含12%铜的CEM-ALL化合物的场合下,该化合物应该含有大约为防锈涂料配方重量的的0.5-5.0%。最最好,应该含有大约为配方重量的1.0-5.0%。
由Mooney化学有限公司得来的含6%稀土的TEN-CEM干燥剂是一种最好的稀土金属干燥剂,它的羧酸盐是由家用的新癸酸制造而成的。该干燥剂一般含有羧酸镧和羧酸铈的化合物。该干燥剂典型性能包括:挥发度大约70%,加德纳粘度在25℃时为A-5,在25/25℃时的比重大约为0.880,每加伦密度大约7.33磅。
另一个最佳的稀土金属干燥剂是12%稀土的HEX-CEM干燥剂,它是由Mooney化学有限公司提供的。该HEX-CEM干燥剂是一种由2-乙基己醇酸制造而成的辛酸盐。该干燥剂的典型性能包括:41%左右的挥发度,在25℃时加德钠粘度为A,在25/25℃时的比重约0.989,每加伦密度大约8.24磅。
如果采用稀土干燥剂作为第一种金属干燥剂,那末防锈涂料组成中的稀土金属含量将最好大约为0.03-0.6%的重量,或最最好约为0.03-0.3%的重量。例如,为达到这一目的,6%稀土TEN-CEM化合物应该保证含有大约0.5-10.0%,或更最好为0.5-5%的防锈涂料组成重量。
铅类干燥剂代替铜或稀土干燥也是适合的,但由于铅的毒性,铅干燥剂也就不合乎需要。也可以预见,一种羧酸盐干燥剂作为第一金属干燥剂也许是合适的。如果采用这种羧酸锰干燥剂的话,那末在数量上应该保证防锈涂料配方中的锰金属含量大约为0.06-0.6%重量。
第二金属干燥剂是选自由羧酸锌化合物类所组成的系列。
由Mooney化学有限公司提供的锌HEX-CEM干燥剂是最好的锌干燥剂的一个实例。锌HEX-CEM干燥剂是由一种2-乙基醇基酸(一种合成的有机酸)制造而成的。该干燥剂也可为辛酸盐。22%锌的HEX-CEM干燥剂的锌的重量含量大约为22%,非挥发材料数值约99%,挥发度约1%。加德纳粘度在25℃时为Y,在25/25℃时比重约1.181,以及每加伦密度约9.84磅。
其他合适的锌干燥剂包括Mooney化学有限公司的锌CEM-ALL干燥剂。这些干燥剂是由合成的家用酸的混合物制造而成的。8%锌的CEM-ALL干燥剂典型地具有大约37%的非挥发物数值,挥发度约63%,在25℃时加德钠粘度为A-5,在25/25℃时比重约0.886,每加伦密度约7.38磅。16%锌CEM-ALL干燥剂典型地具有大约73%的非挥发物数值,挥发度约27%,在25℃时加德钠粘度为A-1,在25/25℃时比重约1.040和每加伦密度约8.66磅。
NAP-ALL锌干燥剂也是由Mooney化学有限公司供应的,它们也适用于本发明。这些干燥剂是由十分纯化的环烷酸制成的,并且含有环烷酸盐。现在可得到的那些干燥剂包括一种8%锌干燥剂和一种10%锌干燥剂。
该锌金属干燥剂应保证有充足数量的锌,使锌金属含量大约为总涂料组成重量的0.1-2.2%。为了改进固化和涂层厚度,该锌金属干燥剂将保证有充分数量的锌,使锌含量最好大约为总组成重量的0.2-1.1%。因此,例如在采用22%锌HEX-CEM干燥剂的场合下,锌含量应该含有大约为总涂料组成重量的0.5-10%,或最好大约为1.0-5.0%。
一个本发明涂料组成的最佳实施例包括一个铜金属干燥剂和一个锌金属干燥剂。采用第三个由羧酸稀土化合物组成的金属干燥剂同样能得到一些有效的效果。该化合物的稀土金属应该含有大约为本发明涂料组成重量的0.06-0.3%。
适宜的羧酸稀土化合物包括二种前面已叙述过的稀土HEX-CEM干燥剂和稀土TEN-CEM干燥剂。当然也可以使用其他适宜的羧酸稀土化合物。在采用6%稀土TEN-CEM干燥剂作为第三金属干燥剂的场合下,为了保证所需要的金属含量,它必须大约含有总涂料组成重量的1.0-5.0%。
聚异丁烯的浓度大致规定在总组成重量的0-5%,或量好大致在0.5-3%。虽然在本发明的情况下对聚异丁烯没有提出要求,但是我们相信,用它可以提供粘附力,使涂料配方将更牢固地粘住金属表面。聚异丁烯也产生本身内部的粘着力,从而帮助维持相当厚的涂层。
我们业已发现为了在较高温下,例如在较暖和的气候情况下涂覆或固化涂料组成,减少或去除聚异丁烯获得所需固化是合理的。
可以从许多厂商那里买到聚异丁烯,例如有阿姆科化学有限公司或契符龙化学有限公司。一种合适的聚异丁烯在60°F时比重约0.817-0.880,最低闪点温度约365°F。
本发明的涂料组成也可以包括一些另外的组分,例如粘度改良剂、色料或其他可能满足需要的组分。
我们业已发现铝色料是适用于本发明的,当然也可预料到可采用其他一些色料,例如碳黑。Lansford-243铝粉浆是一种最佳的铝色料,它是由美国宾夕法尼亚州Lansford,Silberline制造公司买来的。该色料的典型性能包括:通过325筛目(用湿法筛选分析)有99%最小薄片尺寸,非挥发物含量最少重量约65%和最小体积35.30%,以及比重约1.48。以溶剂状态提供的铝色料含有一种矿物醇和高芳香族化合物的混合物。另一个合适的色料是Silberline Eternabrite651-1,通过325筛目,有99.9%的薄片尺寸,非挥发物含量最少重量72%和体积40.5%以及比重1.60。铝色料被提供的浓度约为总涂料组成重量的0.5-1.0%。
在预先提出要长期储藏的场合下,包括众所周知的分散剂或悬浮剂也可能是合乎需要的。
我们现在相信,是羧酸铜化合物或羧酸稀土化合物同羧酸锌化合物结合,再同高碱度磺酸盐、有机溶剂和本发明额外组分结合的这些特别组合,保证了具有优良的耐腐蚀性能、粘附力、使用性能和本发明所显示出的固化。在本发明的情况下,我们也已经发现,三个金属干燥剂的组合,即羧酸铜化合物、羧酸锌化合物和羧酸稀土化合物的组合将具有特别惊人的有效的防腐蚀性能。
如上所述,本发明最佳防腐蚀的组成基本上由约20-40%高碱度的磺酸钙、约10-20%桐油、约30-60%有机溶剂、约3-8%矿脂,约0.1-0.6%铜(以羧酸铜化合物的形式存在)、约0.2-1.1%锌(以羧酸锌化合物的形式存在)和约0.5-3%聚异丁烯所组成。
为了制备本发明的涂料组成,为了便丁添加,最好把氧化了的矿脂加热到130°F左右的熔点。矿脂可以在任何合适的容器内熔化,例如烧杯、桶或诸如此类的。熔化矿脂可以使用加热器,或把容器放置在加温室内。如果需要的话,当然可以采用其他一些加热方法。其他一些组分例如Saci200A磺酸盐在添加到混合容器之前,也可以预先加热,以促使组分的混合。以不断的搅拌方式,把高碱性磺酸钙添加到矿物醇中去,随后加入熔化的或预先加热的氧化了的矿脂。这些组分应该充分加以搅拌,例如用电动螺旋浆搅拌机通常要搅拌10分钟左右。
于是使混合物冷却到70°F和80°F之间。如果需要的话,可以使用冷却水槽、冷却套或诸如此类的冷却方式来冷却混合物。当混合物温度达到约70°-80°F时,慢慢地加入剩余的组分,在添加每个组分的间隔内充分地搅拌。剩余组分的添加次序可建议为,干性油,各个金属干燥剂和聚异丁烯,但并不要严格按此次序。
在另一个所建议的制备组成的方法中,可以把高碱度磺酸钙(或者是室温的,或者是预热的)加入到室温的矿物醇中。把这些组分一起搅拌到均匀为止,尔后加热到140°F左右。当混合物达到140°F时,加入预热的氧化了的矿脂,并把这些组分一起搅拌到均匀为止。于是,如上所述,待混合物冷却到一定温度,添加剩余的组分。
在所有组分加完毕后,建议把组成额外再搅拌一段时间,以保证充分混合。最好是额外搅拌10-30分钟。
在添加组分和搅拌其间,应避免空气截留进入到混合物中。在所建议的温度下,混合物的粘度使截留的空气泡不太可能上升到表面和逸出。
在使用色料,悬浮剂或其他非挥发组分的场合下,它们可在任情况下添加,但最好混合物在热的状态下时添加这些组分。
在环境条件下,本组成可放在适当密封容器里贮藏。
本发明的方法包括:在要保护的表面上形成约1-10密耳厚的涂层,该涂料就是上述的组成;以及使涂料固化。涂层厚度常常约为3-6密耳。可以接连涂覆和固化1-10密耳厚的多层涂料,这特别适合在需要形成涂层厚度大于10密耳的场合里。用任何适当的方法可以形成该涂层,例如涂刷、滚压、待涂覆表面的浸入、喷涂或诸如此类。一般说来,在那些需要的场合下,本发明组成将有足够的流动性,即使在用刷子、滚筒,或诸如此类的工具来涂覆时,仍可获得一个光滑和均匀的涂层。
关于浸入涂料的方法,就是简单地把待涂覆的表面浸入到组成中,然后取出。当然,用这种方法涂覆的涂层厚度将随组成涂料的粘度而变化。然而,我们已经发现,在75°F左右浸入要涂覆的金属,其表面上经常是形成8密耳厚的涂层,而温度在120°F左右时,金属表面上经常是形成5-6密耳厚的涂层。
鉴于涂覆效率,喷涂是最佳的操作方法。一般可用少的涂料组成达到喷涂涂层的目的。在本技术领域内,有相当数量众所周知的喷涂技术。
有若干外界因素会影响到本发明的涂料组成。那些因素包括:氧或空气的存在(空气循环越快,一般固化越快);空气中水分的存在(水分越少通常固化越快);温度(一般温度越高,固化越快);涂层厚度(涂层越薄通常固化越快)。有时这些因素相互影响。我们已发现,在大多数的情况下,典型地一个3密耳厚的涂层固化需要大约24小时,较厚的涂层将要求更多的固化时,例如一直至48小时,或在更严格的条件下,至到72小时。
会减少粘附力的任何疏松的锈斑或其他物质,最好在涂覆以前,用物理的或化学的方法把它们从表面上去除掉。最好用电动的或手工的钢丝刷把它们刷掉。但不必去除掉那些在金属表面上常被发现的紧密接合的锈斑。在有任何含油污物的地方,推荐使用去油污剂把油污去掉,例如使用乳化的化合物溶剂。
下面的具体实例(其中包括最佳例子)是按描述的进行制备和测试。
实例Ⅰ
把44克从Texaco公司买来的商标为Tex Solv S-66矿物醇装在一只250毫升的烧杯中,把烧杯放在热的盘子上,慢慢地把矿物醇加热到140°F的温度。在加热过程中,往烧杯中加31克高碱度的磺酸钙,该磺酸钙的商标200A,是从纽约Witco化学有限公司买来的。把螺旋浆搅拌机插入烧杯,并在加热过程中,将高碱度磺酸盐和矿物醇搅拌成均匀的弥散状的物体。
把4.5克氧化的矿脂慢慢地加热到140°F,该矿脂的商标为ALOX600,是从Alox有限公司买来的,矿脂一边搅拌,一边慢慢地加到140°F温度的矿物醇和高碱度磺酸盐的混合物中,加毕后,继续搅拌2分钟。
于是把烧杯从热盘上取走,放在试验台上,使烧杯中的混合物冷却到80°F。尔后边搅拌,边向烧杯添加如下的组分,其按如下次序来添加:13.5克桐油(是从Welch,Holme & Clark有限公司买来的),2.5克12%铜金属干燥剂(是Mooney化学有限公司的12%铜CEM-ALL干燥剂),2.5克22%锌金属干燥剂(为22%锌HEX-CEM),以及2.0克PARATAC(商标名)聚异丁烯。待所有的组分加毕后,继续搅拌10分钟。
所得到的组成按美国材料试验协会标准(ASTM)B117-73第四组进行盐雾或盐喷雾试验。可以认为盐雾或盐喷雾试验明显地要比其他试验方法苛刻,例如静止的全浸试验或搅动的全浸试验。
为了进行盐雾试验,把尺寸为2″×4″×1/16″的金属板(经过喷砂处理的ASTM A366的低碳钢)浸入盛有本组成的烧杯中,使金属板涂上3密耳厚的本涂料组成。金属板上的涂料可以在环境条件下(温度75°F,湿度30%)进行固化。在24小时内,涂料已经固化成一层摸上去为干的硬膜。
金属板从垂直位置向后轻微倾斜地放在盐雾室内的架子上。金属板被支撑在它的底边的两点和后部中间的一点上。盐雾室是在如下条件下操作,即95°F左右、湿度100%和含5%Nacl的湿气或雾的条件。
用目测来检验放在架子上的原样金属板,每天观察涂覆金属板的腐蚀迹象。
盐雾试验4,344小时(181天)以后,出现了第一条腐蚀痕迹,试验4,632小时(193天)后,大约有10%的金属表面显示出轻微的腐蚀。在4,752小时(198天)后,有50%的金属板表面被腐蚀。
在整个试验过程中,涂料保持硬的,而且牢固地粘附在金属上。
实例Ⅱ
把99磅Texaco的矿物醇装入30加伦有蒸气外套的不锈钢搅拌锅中。然后通蒸气开始加热。随着加热,加入69.75磅的SACI200A磺酸盐(Witco化学公司的),同时用空气动力的螺旋浆搅拌机来搅拌锅里的东西。
在继续搅拌的情况下,混合物可允许温度达到150°F。在这温度下,切断蒸气,加入10.1磅ALOX600矿脂(温度预热至140°F),同时伴有搅拌。搅拌2分钟后,冷却水导入外套,冷却锅中的东西。在整个过程中始终不断地搅拌。在混合物温度低于80°F后,便添加剩余组分,同时保持搅拌,添加次序如下:30.4磅桐油,5.6磅12%铜CEM-ALL,5.6磅22%锌HEX-CEM,4.5磅PARATAC聚异丁烯。所有组分加毕后,继续搅拌15分钟。
金属板的涂覆和涂料的固化如同例Ⅰ样。该涂料组成在24小时内固化完毕。
涂覆金属板的盐雾试验相同于实例1。盐雾试验7个月(大约5000小时)后出现第一条腐蚀痕迹。试验5,240小时(218天)后,大约10%的金属板表面显示出轻微的腐蚀。在5,336小时(222天)后,大约50%的金属板表面出现腐蚀。
实例Ⅲ
除了配方中的组分数量有不同外,本实例涂料组成的制备和实例1相同,组分数量不同的情况如下:用37克矿物醇代替44克;35克SACI200A代替31克;用5克ALOX600代替4.5克;用15克桐油代替13.5克;3克12%铜CEM-ALL代替2.5克;3克22%锌HEX-CEM代替2.5克。
除了涂层厚度为4密耳外,用本组成涂覆金属板和进行固化的情况和实例1相同,涂料固化在24小时内结束。
涂料配方的盐雾试验同实例1相同。盐雾试验840小时(35天)后,在金属板的顶部边缘上出现了一个小腐蚀污斑。大致一个月后,该小锈斑仍旧是唯一可见的腐蚀。
在2,304小时(96天)后,大致10%的金属板表面显示出轻微的腐蚀。在2,784小时(116天)后,50%的金属板表面具有腐蚀。
上述的一些实例和论述对本发明提供了详细的描述。然而,可以在不超出本发明的精神和范围的情况下,做出许多本发明的实施例,因此这些都为本发明的范围。
Claims (27)
1、一种改进的防止表面腐蚀的方法,其包括:
(a)在表面形成大约1-10密耳厚的涂料层,涂料组成包括:
(i)约5-80%重量的防锈的类似油脂的浓缩物,其含有一种触变的无机/有机复合体,其稳定地称散于基本上为惰性的液态油相中,在数量上,对于每一分上述的复合体,基本上为惰性的液态油相的数量不超过4分,上述的无机/有机复合体含有一种高碱性的碱土有机磺酸盐,因此上述复合体的无机部分的结晶结构是片晶和适当成膜的,
(ii)一种干性油的重量至少大约为5-2.5%,所述的干性油在稀释油中是可混合的,稀释油是从由链烃稀释剂、环链烃稀释剂,芳香烃稀释剂和由此组成的一些混合物的系列中挑选出来的,这种稀释油在150℃以上沸腾,
(iii)大约0.03-1.0%重量的金属,它是由第一种金属干燥剂提供的,该金属干燥剂是从由羧酸铜化合物、羧酸稀土化合物和由此组成的一些混合物的系列中挑选出来的,
(iv)大约0.1-2.2%重量的金属,是由第二种金属干燥剂提供的,该金属干燥剂是从由羧酸锌化合物类组成的系列中挑选出来的,
(v)大约10-90%重量的有机溶剂,
(vi)大约2-15%重量的矿脂,
(b)固化涂料。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第一种金属干燥剂含有羧酸铜化合物,并且组成再含有由羧酸稀土化合物组成的第三种金属干燥剂,该第三种金属干燥剂具有稀土金属的浓度大约为组成重量的0.06-1.0%。
3、根据权利要求2所述的方法,其特征在于,第三种金属干燥剂包括羧酸镧或羧酸铈化合物。
4、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,组成进一步含有大约≤5%重量的聚异丁烯。
5、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,形成大约3-6密耳厚的涂层。
6、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第一种金属干燥剂基本上由中性的有机酸铜化合物组成,其铜的含量大约为总组成重量的0.06-0.6%。
7、根据权利要求6所述的方法,其特征在于,第二种金属干燥剂,基本上由中性的有机酸锌的化合物组成。
8、根据权利要求7所述的方法,其特征在于,干性油包括桐油。
9、根据权利要求8所述的方法,其特征在于,高碱性的碱土磺酸盐包括一种高碱性磺酸钙的化合物。
10、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,涂层是由喷雾法形成的。
11、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,可以使涂料在环境条件下,维持在24小时内达到固化。
12、一种防止暴露在海水介质中的表面腐蚀的方法,其包括,在表面上形成≤10密耳厚的涂层和固化涂料,涂料组成基本上由以下组成,约20-40%高碱性磺酸钙、大约10-20%桐油、大约30-60%矿物醇、大约3-8%矿脂、大约0.1-0.6%铜(由羧酸铜化合物提供的)和大约0.2-1.1%锌(由羧酸锌化合物提供的)。
13、根据权利要求12所述的方法,其特征在于,涂层的厚度约为3-6密耳。
14、根据权利要求12所述的方法,其特征在于,涂料可以在48小时内固化。
15、一种防暴露在海水介质中的表面腐蚀的方法,其包括,在表面上形成≤10密耳厚的涂层和固化该涂料,涂料组成基本上由以下所组成,大约30-40%高碱性磺酸钙、大约10-20%桐油、大约30-60%有机溶剂、大约3-8%矿脂、大约0.1-0.6铜(由羧酸铜化合物提供的),大约0.2-1.1%锌(由羧酸锌化合物提供的)和约≤5%聚异丁烯。
16、一种防止腐蚀的涂料组成,其包括:
(a)大致5-8%重量的防锈的类似油脂的浓缩物,其含有一种触变的无机/有机复合体,其稳定地弥散于基本上是惰性的液态油相中,在数量上,对于每一分上述的复合体,基本上为惰性的液态油相的数量不超过4分,上述的无机/有机复合体含有一种高碱性的碱土有机磺酸盐,因此上述复合体的无机部分的结晶组织是片晶和适当成膜的,
(b)一种干性油的重量至少大约为1-25%,上述干性油在稀释油中是可混合的,烯释油是从由链烃稀释剂、环链烃稀释剂、芳香烃稀释剂和由此组成的一些混合物的系列中挑选出来的,这种稀释油在150℃以上沸腾,
(c)大约0.03-0.6%重量的金属,它是是第一种金属干燥剂提供的,该金属干燥剂是从由羧酸铜化合物、羧酸稀土化合物和由此组成的一些混合物的系列中挑选出来的,
(d)大约0.1-2.2%重量的金属,它是由第二种金属干燥剂提供的,该金属干燥剂是从由羧酸锌化合物类组成的系列中挑选出来的,
(e)大约10-90%重量的有机溶剂,
(f)大约2-15%重量的矿脂。
17、根据权利要求16所述的组成,其特征在于,该组成中再含有≤5%重量的聚异丁烯。
18、根据权利要求16所述的组成,其特征在于,第一种金属干燥剂含有羧酸铜化合物,并且组成中进一步含有由羧酸稀土化合物组成的第三种金属干燥剂,其保证稀土金属的浓度大约为配方重量的0.06-0.3%。
19、根据权利要求18所述的组成,其特征在于,第三种金属干燥剂包括一种羧酸镧或羧酸铈的化合物。
20、根据权利要求16所述的防止腐蚀的组成,其特征在于,第一种金属干燥剂基本上由中性的有机酸铜的化合物组成。
21、根据权利要求20所述的防止腐蚀的组成,其特征在于,第二种金属干燥剂基本上由中性的有机酸锌化合物组。
22、根据权利要求21所述的防止腐蚀的组成,其特征在于,干性油包括桐油。
23、根据权利要求22所述的防止腐蚀的组成,其特征在于,高碱性的碱土有机磺酸盐包括一种高碱性的磺酸钙化合物。
24、一种防止腐蚀的组成基本上由大约20-40%高碱性磺酸钙、大约10-20%桐油、大约30-60%有机溶剂,大约3-8%矿脂,大约0.1-0.6%铜(由羧酸铜化合物提供的)和大约0.2-1.1%锌(由羧酸锌化合物提供)组成。
25、一个防止腐蚀的组成基本上由大约20-40%高碱性磺酸钙、大约10-20%桐油、大约30-60%有机溶剂、大约3-8%矿脂,大约0.1-0.6%铜(由羧酸铜化合物提供的)、大约0.2-1.1%锌(由羧酸锌化合物提供的)和大约≤5%聚异丁烯组成。
26、一种防止腐蚀的组成基本上由大约20-40%高碱性磺酸钙、大约10-20%桐油,大约30-60%有机溶剂、大约3-8%矿脂、大约0.1-0.6%铜(由羧酸铜化合物提供的),大约0.2-1.1%锌(由羧酸锌化合物提供的)和大0.06-0.3%稀土金属(由羧酸稀土化合物提供的)组成。
27、一种防止腐蚀的组成基本上由大约20-40%高碱性磺酸钙、大约10-20%桐油、大约30-60%有机溶剂、大约3-8%矿脂、大约0.1-0.6%铜(由羧酸铜化合物提供的)、大约0.2-1.1%锌(由羧酸锌化合物提供的)、大约0.06-0.3%稀土金属(由羧酸稀土金属化合物提供的)和大约≤5%聚异丁烯组成。
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