TW201331313A - 無鉻塗料組合物及塗覆其所得之塗膜 - Google Patents
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Abstract
[問題]為了提供一種無鉻塗料組合物,其可提供就對預先塗覆之鋼板的邊緣表面、刮痕表面及加工部分之耐腐蝕性而言為極佳的塗膜,及可藉由塗覆該無鉻塗料組合物而獲得之塗膜。[解決方式]一種無鉻塗料組合物,其包括形成塗膜之樹脂(A)、包括至少一種類型之非晶型MgO-V2O5基化合物的防銹顏料(B)及交聯劑(C),其特徵在於上述防銹顏料(B)相對上述形成塗膜之樹脂(A)及上述交聯劑(C)之樹脂固體部分質量的總和之質量含量比例為10至80質量%,及10%之上述防銹顏料(B)水溶液中的總溶析離子含量為10 ppm至100 ppm。
Description
本發明係關於適合在製造預先塗覆之鋼板中用作底漆的無鉻塗料組合物。
預先塗覆之鋼板一般藉由兩次塗覆、兩次烘烤系統而製造,其中在進行作為預先處理之化學形成處理之後,將底漆塗覆於由鋅基電鍍鋼板所代表之底座鋼板上,加熱及固化,然後塗覆面漆,加熱及固化。以該方式製造之預先塗覆之鋼板起初以箔的形式遞送給使用者。因此,使用者展開該箔及切斷應用中所需的量及將其加工成各種形狀供使用。
在形成塗膜之後,預先塗覆之鋼板經切割及進行加工及因此,在局部暴露金屬之加工部分中存在端面及經常裂開及刮花及在該等部分中容易出現耐腐蝕性降低及塗膜剝離。因此,在過去,使底座鋼板進行包括鉻酸鹽之化學形成處理及,而且,應用包含鉻基防銹顏料的底漆以確保在底座鋼板上之塗膜的耐腐蝕性及黏附性。
然而,近年來,因為溶解出極具毒性的鉻而引起的環境方面的不利影響已成問題及需要一種無鉻基防銹顏料用作底漆的無鉻塗料組合物。
其中釩化合物用作防銹顏料之塗料已知為無鉻塗料組合物(例如專利文獻1至4)。
專利文獻1揭示一種無鉻塗料組合物,其特徵在於包含
具有指定平均粒徑、油吸收及孔隙體積之矽石微粒及包括釩酸鎂之鎂鹽。
而且,專利文獻2揭示一種無鉻塗料組合物,其中金屬矽酸鹽及金屬磷酸氫鹽連同選自五氧化二釩、釩酸鈣及釩酸鎂之至少一種類型的釩化合物一起用作防銹顏料。
而且,專利文獻3揭示一種無鉻塗料組合物,其中氧化鉬、金屬矽酸鹽、磷酸基金屬鹽及連同選自五氧化二釩、釩酸鈣及釩酸鎂之至少一種類型的釩化合物一起用作防銹顏料。
然而,當與使用鉻基顏料之塗料相比時,專利文獻1至3中所述之無鉻塗料組合物提供較差的耐腐蝕性及端面上之耐腐蝕性尤其不足。而且,當大量使用防銹顏料時,防水性通常較差及因此其無法替代製備預先塗覆之金屬板時之鉻基防銹顏料。而且,由於必須添加多種防銹顏料,處理為複雜的。
而且,專利文獻4揭示改進耐腐蝕性及防水性之塗膜,其可藉由將包含釩酸鈣作為防銹顏料之防銹塗料組合物中之1質量%之釩酸鈣水溶液的導電性及pH設定在指定範圍內而形成。
然而,當與使用鉻基顏料之塗料相比時,專利文獻4中所述之塗料組合物在具有高潮濕率的腐蝕性環境(諸如鹽水噴霧測試)中提供較差的長期耐腐蝕性,及加工部分及端面部分中之耐腐蝕性尤其不盡如人意。而且,當用於底座材料包括55% Al-Zn基熔融電鍍鋼板的塗覆鋼板中時,
取決於釩酸鈣之pH,白銹及紅銹甚至在腐蝕早期在端面部分形成及未獲得滿意的耐腐蝕性及因此其不會替代製備預先塗覆之金屬板時之鉻基防銹顏料。
專利文獻1:
申請公開之未審查日本專利申請案2001-172570
專利文獻2:
申請公開之未審查日本專利申請案2008-291160
專利文獻3:
申請公開之未審查日本專利申請案2008-291162
專利文獻4:
申請公開之未審查日本專利申請案2011-184624
因此,本發明欲提供一種無鉻塗料組合物,其可提供就對預先塗覆之鋼板的端面、加工部分及刮痕部分之耐腐蝕性而言為極佳的塗膜。
因鑑於解決以上概述之問題而進行的充分研究,本發明者已發現可利用一種無鉻塗料組合物解決上述問題,該無鉻塗料組合物包括含有至少一種類型之非晶型MgO-V2O5基化合物的防銹顏料。亦即,本發明提供一種無鉻塗料組合物,其包括形成塗膜之樹脂(A)、包括至少一種類型之
非晶型MgO-V2O5基化合物的防銹顏料(B)及交聯劑(C),其特徵在於上述防銹顏料(B)相對上述形成塗膜之樹脂(A)及上述交聯劑(C)之樹脂固體部分質量的總和之質量含量比例為10至80質量%,及上述10%之防銹顏料(B)水溶液中的總溶析離子含量為10 ppm至100 ppm。
而且,本發明提供一種無鉻塗料組合物,其中,在上述無鉻塗料組合物中,上述10質量%之防銹顏料(B)水溶液的pH為9.0至11.0。
而且,本發明提供一種無鉻塗料組合物,其中,在上述無鉻塗料組合物中,上述防銹顏料(B)包括作為結構性元素之釩及鎂及上述鎂與上述釩之莫耳比為1.7至5.0。
而且,本發明提供一種無鉻塗料組合物,其中,在上述無鉻塗料組合物中,作為上述非晶型MgO-V2O5基化合物之原料的鎂化合物為選自氧化鎂及碳酸鎂之至少一種類型的含鎂化合物。
而且,本發明提供一種無鉻塗料組合物,其中,在上述無鉻塗料組合物中,作為上述非晶型MgO-V2O5基化合物之原料的含釩化合物為五氧化二釩。
而且,本發明提供一種無鉻塗料組合物,其中,在上述無鉻塗料組合物中,上述形成塗膜之樹脂(A)為選自具有400至10,000之數均分子量之含羥基環氧樹脂及具有500至20,000之數均分子量之含羥基聚酯樹脂的至少一種類型之形成塗膜之樹脂。
而且,本發明提供一種無鉻塗料組合物,其中,在上述
無鉻塗料組合物中,上述交聯劑(C)為選自嵌段聚異氰酸酯化合物及胺基樹脂的至少一種類型之交聯劑及上述交聯劑(C)之固體部分質量含量比例相對上述形成塗膜之樹脂(A)之固體部分質量為3至60質量%。
而且,本發明提供藉由塗覆上述無鉻塗料組合物而獲得之塗膜。
利用本發明之無鉻塗料組合物可獲得在預先塗覆之鋼板的端面、刮痕表面及加工部分具有極佳耐腐蝕性的塗膜。
在本發明之無鉻塗料組合物中使用之形成塗膜之樹脂(A)不受任何特定限制,只要其為具有形成塗膜之性能及具有可與交聯劑(C)反應之官能團的樹脂,但鑑於在底座鋼板上之可加工性及黏附性,較佳係選自環氧樹脂及聚酯樹脂之至少一種類型的形成塗膜之樹脂。此等形成塗膜之樹脂可單獨使用及亦可使用兩種或多種類型之組合。
在環氧樹脂用於形成塗膜之樹脂(A)的彼等情形下,存在由雙酚A及表氯醇合成的雙酚A型環氧樹脂及由雙酚F及表氯醇合成的雙酚F型環氧樹脂作為環氧樹脂,但鑑於耐腐蝕性,雙酚A型環氧樹脂較佳。
在環氧樹脂用於形成塗膜之樹脂(A)的彼等情形下,鑑於可加工性、耐腐蝕性及塗覆可操作性,環氧樹脂之數均分子量較佳為400至10,000,更佳為400至9,000及最佳為
400至8,000。而且,本發明中之數均分子量的數值係藉由聚苯乙烯作為標準物質之凝膠滲透層析法(GPC)而獲得之彼等。而且,在環氧樹脂用於形成塗膜之樹脂(A)的彼等情形下,環氧樹脂的環氧當量不受特定限制,但其較佳為例如180至5,000。
在環氧樹脂用於形成塗膜之樹脂(A)的彼等情形下,該環氧樹脂之所有或一些環氧基團可藉由與改性劑反應而改性。環氧樹脂改性劑之實例包括聚酯、烷醇胺、己內酯、異氰酸酯化合物、磷酸化合物、酸酐等。該等改性劑可單獨使用及亦可使用兩種或多種類型的組合。
在聚酯樹脂用於形成塗膜之樹脂(A)的彼等情形下,聚酯樹脂可藉由利用多元醇及多元酸之反應的已知方法而獲得。
可引用具有3個或更多個羥基之二元醇及多元醇作為多元醇。二元醇之實例包括乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、新戊二醇、己二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、甲基丙二醇、環己烷二甲醇、3,3-二乙基-1,5-戊二醇等。而且,具有3個或更多個羥基之多元醇之實例包括甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等。該等多元醇可單獨使用及亦可使用兩或多種類型的組合。
多元羧酸一般可用作多元酸,但視需要可一起使用單羧酸等。多元羧酸之實例包括鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲
酸、六氫鄰苯二甲酸、4-甲基六氫鄰苯二甲酸、雙環[2,2,1]庚烷-2,3-二羧酸、偏苯三甲酸、己二酸、癸二酸、琥珀酸、壬二酸、富馬酸、馬來酸、衣康酸、苯均四酸、二聚酸等、該等酸之酸酐及1,4-環己烷二羧酸、異鄰苯二甲酸、四氫異鄰苯二甲酸、六氫異鄰苯二甲酸、六氫對苯二甲酸等。該等多元酸可單獨使用及亦可使用兩或多種類型的組合。
在聚酯樹脂用於形成塗膜之樹脂(A)的彼等情形下,鑑於抗溶劑性、可加工性等,聚酯樹脂之羥基數值較佳為5至200 mg KOH/g,更佳為7至150 mg KOH/g及最佳為10至130 mg KOH/g。
在聚酯樹脂用於形成塗膜之樹脂(A)的彼等情形下,鑑於抗溶劑性、可加工性等,聚酯樹脂之數均分子量較佳為500至20,000,更佳為700至18,000及最佳為800至16,000。
而且,在聚酯樹脂用於形成塗膜之樹脂(A)之彼等情形下,聚酯樹脂的酸值不受特定限制,但其較佳係例如0至10 mg KOH/g。
本發明之無鉻塗料組合物包含包括至少一種類型之非晶型MgO-V2O5基化合物的防銹顏料(B)。
本發明可使用之非晶型MgO-V2O5基化合物可藉由已知製備方法而獲得及可引用藉由在水中混合含鎂化合物及含釩化合物及反應而獲得其之製備方法作為一個實例。在該情形中,將反應產物進行處理諸如用水洗滌、脫水、乾燥及粉碎等。
氧化鎂及各種鎂鹽可用於含鎂化合物,其形成可製備本發明中所用之非晶型MgO-V2O5基化合物的原料。更實際而言,實例包括氧化鎂、碳酸鎂、氫氧化鎂、氯化鎂、硝酸鎂、乙酸鎂、硫酸鎂等。在該等中,氧化鎂及碳酸鎂尤其較佳。該等含鎂化合物可單獨使用及亦可使用兩或多種類型的組合。
氧化釩及各種釩鹽可用於含釩化合物,其形成可製備本發明中所用之非晶型MgO-V2O5基化合物的原料。更實際而言,實例包括五氧化二釩、釩酸鉀、釩酸鈉、釩酸銨等。其中五氧化二釩尤其較佳。該等含釩化合物可單獨使用及亦可使用兩或多種類型的組合。
藉由從該等含鎂化合物及含釩化合物中選擇適宜的原料,可獲得所需非晶型MgO-V2O5基化合物。以該方式獲得之至少一種類型之非晶型MgO-V2O5基化合物可在本發明之無鉻塗料組合物中用作防銹顏料(B)。
本發明之防銹顏料(B)包括作為結構性元素之釩及鎂及鑑於耐腐蝕性,鎂相對釩之莫耳比較佳為1.7至5.0,更佳為2.0至5.0及最佳為2.3至4.5。
而且,在將兩或多種類型之非晶型MgO-V2O5基化合物用於防銹顏料(B)的彼等情形下,基於在各非晶型MgO-V2O5基化合物中作為結構性元素併入之釩及鎂的總量來確定防銹顏料(B)中之鎂相對釩的莫耳比。
就本發明之防銹顏料(B)而言,藉由將10質量%之防銹顏料(B)水溶液中的總溶析離子含量設定在指定範圍內,可
獲得維持延長時期之高耐腐蝕性的塗膜。
藉由將10 g防銹顏料(B)加入90 g離子交換水中及製備液體懸浮液及接著激烈攪拌該液體懸浮液1分鐘及在室溫下靜置24小時,製備10質量%之防銹顏料(B)水溶液。
本發明之10質量%之防銹顏料(B)水溶液的總溶析離子含量為藉由提取按照以上概述之方式製備之10質量%之防銹顏料(B)水溶液的上清液及利用ICP發射分析裝置(JY-238 Ultrace,由Horiba Seisakujo Co.製造)測量而獲得的數值。
鑑於可長時期維持高耐腐蝕性,本發明之10質量%之防銹顏料(B)水溶液的總溶析離子含量為10至100 ppm,及較佳為15至90 ppm及更佳為20至80 ppm。
若總溶析離子含量小於10 ppm,存在耐腐蝕性下降的情形,及若其超過100 ppm,則出現防水性降低及存在耐腐蝕性下降的情形。
對本發明之包括非晶型MgO-V2O5基化合物之防銹顏料(B)的顆粒尺寸無特定限制,但其適宜地位於10至30 μm之範圍內。而且,顆粒尺寸係以顯示利用雷射繞射/散射型顆粒尺寸分佈測量裝置(商標名LA-920,由Horiba Seisakujo Co.製造)測量之顆粒尺寸分佈中之50%頻率(中度顆粒尺寸)的粒徑而獲得。
本發明之防銹顏料(B)展現最佳的溶析性及可溶解性及因此,即使在不一起使用其他防銹顏料下,可長時期維持高耐腐蝕性及而且,可有效地不僅預防已經塗覆之物體的
塗覆表面,而且預防端面部分的腐蝕。
藉由將本發明之10質量%之防銹顏料(B)水溶液的pH設定在指定範圍內,可獲得具有甚至更佳耐腐蝕性的塗膜。
本發明中之10質量%之防銹顏料(B)水溶液的pH為藉由提取按照上述方法製備之10質量%之防銹顏料(B)水溶液的上清液及利用pH計(HM-20S,由Toa Denpa Kogyo Co.製造)所測量的數值。
鑑於耐腐蝕性,本發明之10質量%之防銹顏料(B)水溶液的pH較佳為9.0至11.0,更佳為9.5至11.0及最佳為10.0至11.0。藉由利用10質量%之水溶液的pH位於理想範圍內的防銹顏料(B),可獲得即使在塗覆之物體為包括鋅或鋁之電鍍鋼板的彼等情形下,由於pH緩衝作用,其中鋅之陽極反應出現的區域的pH值(pH 6至8)不可能上升,而展現高耐腐蝕性之塗膜。
鑑於耐腐蝕性,防銹顏料(B)相對上述形成塗膜之樹脂(A)及上述交聯劑(C)之樹脂固體部分質量的總和之質量含量比例為10至80質量%,更佳為15至80質量%及最佳為20至80質量%。
若防銹顏料(B)之質量含量比例小於10質量%,則存在耐腐蝕性不盡如人意的情形,及若其超過80質量%,則存在機械性及對底座材料鋼板之黏附性下降的情形。
在併入包括至少一種類型之非晶型MgO-V2O5基化合物的防銹顏料(B)下,本發明之無鉻塗料組合物僅利用防銹顏料(B),不一起使用其他防銹顏料,但可視需要一起使
用其他無鉻類型的防銹顏料,展現極佳的耐腐蝕性。其他無鉻類型的防銹顏料的實例包括鉬酸鹽顏料、磷鉬酸鹽顏料、鈣矽基顏料、磷酸鹽基顏料、矽酸鹽基顏料等。
本發明中所用之交聯劑(C)與形成塗膜之樹脂(A)反應以形成固化塗膜。可引用胺基樹脂、聚異氰酸酯化合物、嵌段聚異氰酸酯化合物等作為交聯劑(C)的實例,但鑑於可加工性及一般性,三聚氰胺樹脂及嵌段聚異氰酸酯化合物較佳。該等交聯劑可單獨使用及亦可使用兩或多種類型的組合。
胺基樹脂為表示已經添加甲醛至包括胺基之化合物並縮合的樹脂的一般術語,及更實際而言,該等之實例包括三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、胍胺樹脂等。在該等中,三聚氰胺樹脂較佳。可引用藉由三聚氰胺與甲醛反應而獲得之部分或完全羥甲基化之三聚氰胺樹脂、藉由利用醇組分部分或完全醚化羥甲基化之三聚氰胺樹脂的一些或所有羥甲基而獲得之烷基醚化類型的三聚氰胺樹脂、含亞胺基之三聚氰胺樹脂及該等類型之三聚氰胺樹脂的混合物作為三聚氰胺樹脂的實例。烷基醚類型的三聚氰胺樹脂的實例包括甲基化三聚氰胺樹脂、丁基化三聚氰胺樹脂、甲基/丁基混合之烷基類型的三聚氰胺樹脂等。
聚異氰酸酯化合物的實例包括脂族二異氰酸酯類,諸如六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、二聚酸二異氰酸酯等,及環狀脂族二異氰酸酯類,諸如異氟爾酮二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯(XDI)、間苯二甲基
二異氰酸酯、氫化XDI等,及還有芳族二異氰酸酯類,諸如苯亞甲基二異氰酸酯(TDI)、4,4-聯苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、氫化TDI、氫化MDI等及該等之加成物、雙縮脲形式及異三聚氰酸酯形式。該等聚異氰酸酯化合物可單獨使用及亦可使用兩或多種類型的組合。
嵌段聚異氰酸酯化合物的實例包括聚異氰酸酯化合物的異氰酸酯基團已經與例如醇(諸如丁醇等)、肟(諸如甲基乙基酮肟等)、內醯胺(諸如ε-己內醯胺等)、二酮(諸如乙醯乙酸二酯等)、咪唑(諸如咪唑、2-乙基咪唑等)或苯酚(諸如間-甲苯酚等)嵌段的彼等。
鑑於耐腐蝕性及可加工性,相對於本發明之無鉻塗料組合物中之形成塗膜之樹脂(A)及交聯劑(C)之固體部分質量含量比例較佳為3至60質量%,更佳為5至50質量%及最佳為10至40質量%。
除以上表明之組分之外,本發明之無鉻塗料組合物可視需要併入在塗料領域中一般使用的各種已知組分。更實際而言,實例包括各種表面控制劑(諸如調平劑、消泡劑等)、各種添加劑(諸如分散劑、沉降抑制劑、紫外線吸收劑、光安定劑等)、各種顏料(諸如著色顏料、真顏料等)、亮光材料、固化催化劑、有機溶劑等。
本發明之塗料組合物可為有機溶劑型塗料或水性塗料,但其較佳係有機溶劑型塗料。有機溶劑包括一種類型或兩或多種類型的混合物,例如,酮基溶劑(諸如環己酮等)、芳族溶劑(諸如Solvesso 100(商標名,由Exxon Mobil
Chemical Co.製造)等)及醇基溶劑(諸如丁醇等)。
待利用本發明之無鉻塗料組合物塗覆之物體的實例為利用無鉻或鉻酸鹽基化學形成劑等對各種類型之鍍鋅鋼板(諸如熔融鍍鋅鋼板、電鍍鋅鋼板、合金化鍍鋅鋼板、鍍鋁鋅鋼板、鍍鎳鋅鋼板、鍍鎂鋁鋅鋼板、鍍鋁矽鋅鋼板等)、不銹鋼板、鋁板等進行處理的彼等。較佳地在化學形成處理時使用無鉻化學形成處理劑。
在製造預先塗覆之鋼板時,一般於底漆上塗覆面漆。藉由塗覆面漆,可提供具有漂亮外觀之預先塗覆之鋼板及,而且,可提升預先塗覆之鋼板所需要的各種態樣之性能,諸如可加工性、耐候性、抗化學攻擊性、防染色性、防水性、耐腐蝕性等。
對使用本發明之無鉻塗料組合物之應用無特定限制,但其較佳地在製造預先塗覆之鋼板中用作底漆。
當本發明之無鉻塗料組合物用作製造預先塗覆之鋼板中的底漆時,可引用聚酯樹脂基塗料、矽-聚酯樹脂基塗料、聚胺基甲酸酯樹脂基塗料、丙烯酸樹脂基塗料、氟化樹脂基塗料等作為面漆的實例。
可採用一般用於製造預先塗覆之鋼板的方法,例如滾塗機塗覆、簾式流動塗佈機塗覆等作為塗覆本發明之無鉻塗料組合物的方法。
可採用用於製造預先塗覆之鋼板的一般塗覆條件作為用於本發明之無鉻塗料組合物的塗覆條件。
在製造預先塗覆之鋼板時,底漆的塗覆膜厚度為例如1
至30 μm,及底漆膜之加熱及固化條件為例如達到150至300℃之最大板溫及15至150秒之固化時間。
在製造預先塗覆之鋼板時,面漆的塗覆膜厚度為例如10至25 μm,及面漆膜之加熱及固化條件為例如達到190至250℃之最大板溫及20至180秒之固化時間。
而且,根據預先塗覆之鋼板所要求的性能,可在底漆膜與面漆膜之間形成一或多種中間漆塗膜。
本發明之無鉻塗料組合物亦可在製造預先塗覆之鋼板中用作塗覆底座鋼板之反面的面漆。藉由在底座鋼板之兩面塗覆本發明之無鉻塗料組合物而形成塗膜,可獲得具有極佳耐腐蝕性及環保、不含鉻基防銹顏料的塗覆金屬板。
以下藉由說明性實例更詳細地敘述本發明,但本發明不限於該等實例。而且,在無任何表明與之相反的情形下,實例中之術語「份數」、「%」及「比」分別表示「質量份數」、「質量%」及「質量比」。
將氧化鎂(470 g)及530 g五氧化二釩添加至10 L去離子水中及,在將溫度升至60℃之後,在相同溫度下攪拌該混合物2小時。用水洗滌之後,所得反應產物經脫水及接著在100℃下乾燥及粉碎以提供非晶型MgO-V2O5基化合物1。其為防銹顏料B1。
所用原料之數量變為530 g氧化鎂及470 g五氧化二釩及
利用與製備實例1-1中相同的方法獲得非晶型MgO-V2O5基化合物2。其為防銹顏料B2。
所用原料之數量變為570 g氧化鎂及430 g五氧化二釩及利用與製備實例1-1中相同的方法獲得非晶型MgO-V2O5基化合物3。其為防銹顏料B3。
所用原料之數量變為640 g氧化鎂及360 g五氧化二釩及利用與製備實例1-1中相同的方法獲得非晶型MgO-V2O5基化合物4。其為防銹顏料B4。
所用原料之數量變為670 g氧化鎂及330 g五氧化二釩及利用與製備實例1-1中相同的方法獲得非晶型MgO-V2O5基化合物5。其為防銹顏料B5。
所用原料之數量變為400 g氧化鎂及600 g五氧化二釩及利用與製備實例1-1中相同的方法獲得非晶型MgO-V2O5基化合物6。其為防銹顏料B6。
利用研杵及研缽均一地混合非晶型MgO-V2O5基化合物5(500 g)及500 g非晶型MgO-V2O5基化合物6及獲得防銹顏料B7。
所用原料之數量變為730 g氧化鎂及270 g五氧化二釩及
利用與製備實例1-1中相同的方法獲得非晶型MgO-V2O5基化合物8。其為防銹顏料B8。
所用原料之數量變為250 g氧化鎂及750 g五氧化二釩及利用與製備實例1-1中相同的方法獲得非晶型MgO-V2O5基化合物9。其為防銹顏料B9。
所用原料之數量變為740 g氧化鎂及260 g五氧化二釩及利用與製備實例1-1中相同的方法獲得非晶型MgO-V2O5基化合物10。其為防銹顏料B10。
利用研杵及研缽均一地混合非晶型MgO-V2O5基化合物8(600 g)及400 g非晶型MgO-V2O5基化合物10及獲得防銹顏料B11。
而且,在以上概述之製備實例中獲得之防銹顏料B1至B11的顆粒尺寸係於10至30 μm的範圍內。
利用各防銹顏料B1至B11製備10質量%之防銹顏料水溶液,及利用以下表明之方法測量總溶析離子含量及pH值。
10質量%之防銹顏料水溶液的製法
將防銹顏料(10 g)及90 g離子交換水添加至由聚乙烯製成之寬頸瓶中。蓋上瓶蓋及經激烈搖動1分鐘所獲得之液體懸浮液留置在室溫下靜置24小時及獲得10質量%之防銹顏料水溶液。
總溶析離子含量及pH值之測量
從利用以上概述之方法獲得之各10質量%之防銹顏料水溶液中收集上清液,利用藉由透過人造絲濾紙過濾獲得的濾液作為樣本,利用ICP發射光譜分析裝置(JY-328 Ultrace,由Horiba Seisakujo Co.製造)測量總溶析離子含量。而且,利用pH計(HM-20S,由Toa Denpa Kogyo Co.製造)測量pH。測量結果概括於表1中。
使用裝備有攪拌裝置、冷凝器及溫度計之燒瓶,將環氧樹脂(商標名jER 1009,雙酚A型環氧樹脂,由Mitsubishi Kagaku Co.製造,80份)加熱及溶於120份混合溶劑(芳族溶劑(商標名Solvesso 100,由Exxon Mobil Chemical Co.製
造)/環己酮/正丁醇=55/27/18(質量比))中,及獲得形成塗膜之樹脂(A)的環氧樹脂溶液。接著將30份環己酮及30份芳族溶劑(商標名Solvesso 150,由Exxon Mobil Chemical Co.製造)添加至200份該環氧樹脂溶液中,添加15份防銹顏料B1及在砂磨機中分散直到達到20至25 μm之顆粒尺寸及獲得研磨底料。將嵌段異氰酸酯化合物(商標名Desmodur BL-3175,由Sumika Beyer Urethane Co.製造,21份)及0.3份二月桂酸二丁錫(DBTDL)添加至該研磨底料中及均一地混合及獲得無鉻塗料組合物CF1。
利用與實例1相同的方法,根據表2至8所示的配料組合物獲得無鉻塗料組合物CF2至45。
以下表明表2至8中所示之各配料組分的詳情。
(註釋1)藉由在120份混合溶劑(芳族溶劑(商標名Solvesso 100,由Exxon Mobil Chemical Co.製造)/環己酮/正丁醇=55/27/18)中加熱及溶解80份環氧樹脂(商標名jER 1009,由Mitsubishi Kagaku Co.製造,雙酚A型環氧樹脂,樹脂固體比例100質量%,環氧當量2,500至3,500,數均分子量3,800),獲得環氧樹脂溶液。
(註釋2)改性環氧樹脂樹脂(商標名Epiclon H-304-40,由DIC Co.製造,經二乙醇胺改性之環氧樹脂,樹脂固體比例40質量%,數均分子量3,500)
(註釋3)聚酯樹脂(商標名LH-822,由Ebonik Degussa Co.製造,樹脂固體比例55質量%,數均分子量5,000,羥基值50 mg KOH/g)
(註釋4)嵌段聚異氰酸酯化合物(商標名Desmodur BL-3175,由Sumika Beyer Urethane Co.製造,與甲基乙基酮肟嵌段之HDI異三聚氰酸酯類型的聚異氰酸酯化合物,樹脂固體比例75質量%,NCO約為11.1質量%)
(註釋5)正丁基化三聚氰胺樹脂(商標名Yuban 122,由Mitsui Kagaku Co.製造,樹脂固體比例60質量%)
(註釋6)五氧化二釩:商業試劑
(註釋7)氧化鎂:商業試劑
(註釋8)釩酸鈣:商業試劑
(註釋9)二氧化鈦(商標名R-960,由DuPont Co.製造)
(註釋10)高嶺土(商標名Hydrite MS,由Imerys Minerals
Co.製造)
(註釋11)沉降硫酸鋇(商標名SS-50,由Sakai Kagaku Kogyo Co.製造)
(註釋12)精細粉狀矽石(商標名Nipsil E-200A,由Toso Silica Co.製造)
(註釋13)DBTDL(由Nitto Kase Co.製造,非揮發性比例100%)
(註釋14)芳族溶劑(商標名Solvesso 150,由Exxon Mobil Chemical Co.製造)
利用以下概述之方法,以各無鉻塗料組合物CF1至CF45,製造本發明之無鉻塗料組合物用作底漆之測試片及進行塗膜之性能評估。
測試片之製法
利用棒式塗佈機,以可在已經進行化學形成處理之0.35 mm厚的鍍鋁/鋅合金鋼板上提供5 μm厚的乾膜的方式,塗覆本發明之無鉻塗料組合物及於熱通風乾燥器中烘烤40秒達到210℃之最高板溫及形成底漆塗膜。利用棒式塗佈機,以可提供15 μm厚的乾膜的方式,在底漆上塗覆聚酯樹脂基面漆(商標名Precolor HD0030,由BASF Coatings Japan Co.Ltd.製造,棕色)及於熱通風乾燥器中烘烤40秒達到220℃之最高板溫,形成面漆膜及獲得測試片。
所獲得之測試片進行以下表明之塗膜性能評估及結果顯示於表2至8中。
對底座鋼板之黏附性
利用切割刀,在測試片之塗膜中形成100個1 mm×1 mm正方形之正方形圖案。使用Erichsen測試儀,利用夾子,以測試片之推出面距離夾子末端為6 mm的方式,從測試片之反面推出已形成圖案之塗膜的部分。接著按壓玻璃紙帶(cellophane tape)及在推出之塗膜的圖案部分上牢牢黏附及以膠帶末端呈45°角一次性剝離,觀察圖案狀態及基於以下標準作出評估:
○:未觀察到塗膜之剝離
X:觀察到塗膜之剝離
耐沸水性
根據JIS-K-5600-6-2,將測試片浸入沸水達2小時及允許在室溫下冷卻2小時及接著利用以下方法(1)及(2)評估測試片。
(1)塗膜異常
觀察測試片之塗膜的異常及基於以下標準評估。
●:根本未觀察到塗膜異常。
○:觀察到塗膜之輕微隆起。
X:觀察到塗膜之明顯隆起。
(2)底座金屬板之黏附性
根據JIS-K-5600-5-6,利用切割刀在測試片之塗膜中形成100個1 mm×1 mm正方形之正方形圖案,在該圖案上緊緊黏牢玻璃紙帶及以膠帶末端呈45°角剝離,觀察圖案狀態及根據JIS-K-5600-5-6之「表1,測試結果之分類」作出評估。
●:0類。
○:1類。
X:2至5類。
彎曲可加工性
以插入與測試片類似的片的方式彎曲測試片180°。此時,測試片內與測試片類似的片的數目係由0T、2T等表明。例如,0T表示在不插入與測試片相似的片下彎曲測試片及2T表示以插入2片與測試片相似的片的方式彎曲測試片。在本發明之性能評估中,進行2T及3T測試及在彎曲後之頂點部分之上緊緊黏牢玻璃紙帶,以膠帶末端呈45°角一次性剝離膠帶及依據塗膜之剝離狀態,基於以下標準作出評估。
●:未觀察到塗膜之剝離。
○:觀察到塗膜之輕微剝離。
X:觀測到塗膜之剝離。
耐腐蝕性
根據以下(1)至(3),製造耐腐蝕性測試片。
(1)以測試片之邊緣部分具有面向已形成塗膜之側面的毛邊(上毛邊)及面向與已形成塗膜之側面相對的側面的毛邊(下毛邊)之方式,切割70 mm×150 mm之測試片。
(2)使測試片進行4T彎曲。
(3)在塗膜中部,於已形成塗膜之側面上,以其不超過(2)之4T彎曲部分的方式進行達到底座材料表面之深度的橫切。
根據JIS K5600-7-1,使製造之耐腐蝕性測試片進行持續500小時之鹽水噴霧測試(SST)及基於以下標準評估測試後之耐腐蝕性測試片之邊緣部分、4T彎曲部分及橫切部分的狀態:
邊緣部分
測量上毛邊及下毛邊之邊緣蠕變寬度及基於以下標準評估:
●:上毛邊及下毛邊之邊緣蠕變寬度的平均值小於4 mm。
○:上毛邊及下毛邊之邊緣蠕變寬度至少為4 mm但小於10 mm。
X:上毛邊及下毛邊之邊緣蠕變寬度為10 mm或更大。
4T彎曲部分
基於以下標準,評估已進行彎曲之頂點處之白銹出現的狀態:
●:幾乎觀察不到白銹。
○:觀察到一點白銹。
X:觀察到白銹。
橫切部分
觀察橫切部分之白銹的出現狀態及測量膨脹塗膜的寬度及基於以下標準評估:
●:幾乎觀察不到白銹及隆起塗膜之寬度小於2 mm。
○:觀察到一些白銹及隆起塗膜之寬度至少為2 mm但小於5 mm。
X:觀察到白銹及隆起塗膜之寬度為5 mm或更大。
Claims (8)
- 一種無鉻塗料組合物,其包括形成塗膜之樹脂(A)、包括至少一種類型之非晶型MgO-V2O5基化合物的防銹顏料(B)及交聯劑(C),其特徵在於上述防銹顏料(B)相對上述形成塗膜之樹脂(A)及上述交聯劑(C)之樹脂固體部分質量的總和之質量含量比例為10至80質量%,及10%之上述防銹顏料(B)水溶液中的總溶析離子含量為10 ppm至100 ppm。
- 如請求項1之無鉻塗料組合物,其中10質量%之上述防銹顏料(B)水溶液之pH為9.0至11.0。
- 如請求項1或請求項2之無鉻塗料組合物,其中上述防銹顏料(B)包括作為結構性元素之釩及鎂及上述鎂相對於上述釩之莫耳比為1.7至5.0。
- 如請求項1至3中任一項之無鉻塗料組合物,其中作為上述非晶型MgO-V2O5基化合物之原料的鎂化合物為選自氧化鎂及碳酸鎂之至少一種類型的含鎂化合物。
- 如請求項1至4中任一項之無鉻塗料組合物,其中作為上述非晶型MgO-V2O5基化合物之原料的含釩化合物為五氧化二釩。
- 如請求項1至5中任一項之無鉻塗料組合物,其中上述形成塗膜之樹脂(A)為選自具有400至10,000之數均分子量之含羥基環氧樹脂及具有500至20,000之數均分子量之含羥基聚酯樹脂的至少一種類型的形成塗膜之樹脂。
- 如請求項1至6中任一項之無鉻塗料組合物,其中上述交 聯劑(C)為選自嵌段聚異氰酸酯化合物及胺基樹脂的至少一種類型的交聯劑,及上述交聯劑(C)之固體部分質量含量比例相對上述形成塗膜之樹脂(A)之固體部分質量為3至60質量%。
- 一種塗膜,其係藉由塗覆如請求項1至7中任一項中所述之上述無鉻塗料組合物而獲得。
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