[发明专利]上漆之前用聚苯胺颗粒预处理金属表面

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年3月28日提交的美国专利申请序列号No.13/432,031的优先权。

技术领域

本发明一般地涉及预处理金属表面，和具体地涉及在上漆之前，预处理金属表面，在金属表面上产生耐腐蚀性和增加的油漆附着性。

发明背景

在包装之前制造物品的最后步骤之一是涂布；最常见地称为上漆。除了美学价值以外，涂层还保护物品避免元件引起腐蚀。正如工业上已知的，在所制造的物品经受最终的涂布段，例如上漆段之前，它们要求表面制备。表面制备典型地牵涉脱脂或清洁和随后涂布预处理步骤。整理过的物品(例如，机动车部件，器具部件，家具部件，重型设备)常常由片材，卷材，铸造、流延和/或挤出的材料(例如，钢，铝，锌，涂布的锌，铜，塑料)制造。在制造过程中，需要工艺流体(例如，抛光剂，冷却剂，油脂，润滑油，防锈剂，压力加工流体，和急冷油)，使得能有效且高质量地生产。要求清洁，以除去这些工艺流体，金属微粒/刨花，和作为制造工艺的结果生成的其他表面碎屑或污染物。要求随后的预处理步骤，以确保涂层粘合和耐腐蚀性。腐蚀仍然是严重的担心，当加工金属部件时。除了劣化金属部件的美学外观和触感以外，它也可劣化金属部件的机械性能和强度。因此，预处理金属基底被用于产生基底抗腐蚀的性能和耐久性。

常规的方法利用各种预处理方法来解决腐蚀问题。用金属磷酸盐底漆(例如，磷酸锌或磷酸铁)预处理被使用过，然而，金属磷酸盐是环境非所需的。此外，在用金属磷酸盐底漆预处理之后，下一步可包括在给金属表面上漆之前，使用铬酸漂洗。铬基体系，尽管提供强烈的抗腐蚀性能，但也不是环境所需的且对操作者产生安全问题。

因此，需要环境友好，同时提供抗腐蚀优势和提高的油漆附着性的预处理涂层。

发明概述

根据一个实施方案，在上漆之前，预处理金属基底的方法包括施加第一涂料溶液到金属基底上，其中第一涂料溶液包括pH小于7的聚苯胺颗粒，在金属基底上得到第一涂层，漂洗该金属基底，除去未反应的聚苯胺颗粒，和在漂洗后，在pH小于7下，施加含至少一种酸和硅烷组合物的第二涂料溶液，在金属基底上得到第二涂层。

鉴于下述详细说明，将更加充分地理解通过本发明实施方案提供的这些和额外的目的与优点。

详细说明

在上漆之前，预处理金属基底的方法的实施方案包括提供至少一种金属基底，在pH小于7下施加含聚苯胺颗粒的第一涂料溶液，在金属基底上得到第一涂层，漂洗该金属基底，除去未反应的聚苯胺颗粒，和在pH小于7下，施加含至少一种酸和硅烷组合物的第二涂料溶液，在金属基底上得到第二涂层。

各种金属被考虑在本发明的金属基底中使用。在一个实施方案中，金属基底可包括钢，铝，或其组合。可在施加第一涂料溶液之前，清洁金属基底。各种清洁方法被考虑是合适的。例如，可用碱性洗涤剂，其中包括例如以名称Liquid MC 726和Liquid Ferro Terj通过Dubois Chemical可获得的那些，来清洁金属基底。

通常使用液体载体，施加第一涂料溶液。可通过使用开放的喷涂系统，柜橱喷雾洗涤器(cabinet spray washer)，带式洗涤器，滚动洗涤器，棒式系统(wand system)，园艺喷洒器，压力洗涤器，振动去毛刺洗涤器，或者通过在含该涂料组合物的罐内简单地浸渍金属部件，或者通过用该溶液，蒸汽处理金属部件，从而施加第一涂料溶液。在漂洗之前，第一涂料溶液在金属基底上的停留或施加时间可以变化，例如范围为约15秒-约5分钟。

第一涂料溶液可包括有机酸，无机酸或其混合物。最重要的是，为了实现最大的耐腐蚀性和油漆附着性，第一涂料包括固有地导电的聚合物(ICP)的分散体。本文中所使用的ICPs是具有π键合电子的聚合物，它允许电子自由地移动。ICPs可实现范围为约10^-7-约500西门子/厘米(S/cm)的导电率，或者在进一步的实施方案中，优选的范围是10^-1-10²S/cm。