專利名稱：用于自動沉積的堿性涂層組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本披露的實施方案涉及涂層組合物，此類涂層組合物有效于在一個基片上形成一 個涂層。更確切地說，本披露的實施方案涉及其類型是有效于在金屬上形成涂層的一種堿 性涂層組合物。
背景技術(shù)：
自動沉積(還稱為化學離子移動(chemiphoresis)、自泳、和/或自泳沉積)是一 種用于涂覆金屬的水性浸入方法，該方法是由涂層與金屬基片表面之間的反應(yīng)(當少量的 多價金屬離子稍微溶解并且從金屬表面釋放從而引起組合物在表面的不穩(wěn)定和沉積時) 來驅(qū)動的。用于涂覆金屬的水性組合物可以包含一種聚合物分散體。例如，可自動沉積的 涂層的一個特征可以在于分散的材料是通過聚合物上的官能團來穩(wěn)定的和/或通過表面 活性劑(表面活性劑對進入水相的多價離子是敏感的)來提供的。沉積作用可以通過多價 離子與官能團之間的反應(yīng)來發(fā)生，當足夠的多價離子濃度發(fā)生在金屬表面時，引起分散體 沉淀在表面上。通過與顆粒表面的羧基基團和/或與其他功能性表面基團以及與金屬基片 的反應(yīng)，這些多價離子還可以使分散體顆粒交聯(lián)。例如在歐洲專利申請0132828，Bashir M. Ahmed, U. S. Pat. No. 4，647，480，以及 Wilbur S. Hall,U. S. Pat. No. 5，691，048，以及4，657，788，以及其中所引用的專利中披露了 自動沉積組合物的例子。當提供一種樹脂材料時，此類組合物可以被設(shè)計成特別有效的，該 樹脂材料的提供形式為一種分散的聚合物，如一種磺酸鹽功能化的酚醛清漆，或從例如至 少兩種可聚合的烯鍵式不飽和單體的乳液聚合產(chǎn)物制成的膠乳。

發(fā)明內(nèi)容
本披露提供了用于使一個涂層在一個金屬基片表面上自動沉積的方法、在一個 非不銹鋼金屬基片表面上產(chǎn)生一個涂層的方法、以及一種堿性涂層組合物。該涂層組合 物包括一種膠乳以及一定量的堿，該堿的量足以將該涂層組合物的PH提升到一個堿性的 PH。該方法將該金屬基片表面的至少一部分浸入該涂層組合物中，其中，當來自金屬基片 表面的金屬離子與該堿性涂層組合物反應(yīng)并使之不穩(wěn)定時，該涂層自動沉積在該金屬基片 表面上。在一些實施方案中，該膠乳的沉積作用可以繼續(xù)直到該涂層具有至少約1/4英寸 (0.635厘米)的厚度為止。對于不同的實施方案，pH可以處于約7. 1至約12、優(yōu)選約9. 5至約11. 5的范圍。 在一些實施方案中，該自動沉積率可以取決于涂層組合物的PH。同樣地，用于提升涂層組合 物PH的堿可以選自下組，該組包括氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化銫、氫氧化 鈣、氫氧化鋰、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、一種胺、以及它們的任何混合物。在不同的實施方案中，本披露的膠乳可以包括未著色的膠乳、著色的乳膠漆，和 /或快速硬化的路標乳膠漆。此外，用于沉積的非不銹鋼金屬表面可以選自下組，其構(gòu)成為 銅、青銅、鋅、鐵、鋁、鍍鋅的鋼、熱浸鍍鋅鋼、以及它們的合金。
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在本披露的不同的實施方案中，該涂層組合物可以包括一種聚亞胺或一種聚胺。在一些實施方案中，該金屬表面浸入該涂層組合物的時間越長，在金屬表面上的 涂層在重量和/或厚度上會增加。在一些實施方案中，自動沉積在基片表面上的膠乳保留約所有的最初存在于膠乳 或水性組合物中的水。在這些實施方案中，離子可以移動通過水相以繼續(xù)膠乳在基片上的 自動沉積。在不同的實施方案中，該水性涂層組合物可以包括一種膠乳，該膠乳具有大于約 40攝氏度的Tg以在非不銹鋼金屬基片表面上產(chǎn)生一個類似陶瓷的涂層。在不同的實施 方案中，該水性涂層組合物可以包括一種膠乳，該膠乳具有在約-70攝氏度至約25攝氏度 的范圍內(nèi)的Tg。除其他之外，這些涂層可以被用于涂覆鋼筋、螺栓螺紋、線材、汽車車身和 汽車車身部件、以及工業(yè)金屬。除其他用途之外，該涂層組合可以被用于涂覆線材和/或 螺紋、提供工業(yè)金屬成品、使金屬絕緣、在金屬上提供一個聲阻尼涂層(sound dampening coating)、和/或在金屬上提供一個厚的、膨脹的涂層。本披露的以上概述并非旨在說明本披露的各個披露實施方案或每種實現(xiàn)方式。以 下的說明更具體地舉例說明了說明性實施方案。在貫穿本申請的若干之處，通過實例清單 提供了指導，這些實例可以用于不同組合。在各個例子中，除非明確地這樣陳述，所敘述的 清單僅作為一個代表性的組起作用并且不應(yīng)該被解釋為是唯一的清單。定義如在此所使用的，“一種/ 一個(a/an) ”、“該”、“至少一種”、以及“一種或多種”是 可互換使用的。術(shù)語“包含”、“包括”、以及它的變體在這些術(shù)語在說明書和摘要中所出現(xiàn)之 處不具有限制性含義。因此，例如包括“一種”膠乳以及“一種”堿的一種堿性涂層組合物 可以被解釋為是指該堿性涂層組合物包括“一種或多種”膠乳和/或“一種或多種”堿。如在此所使用的，術(shù)語“和/或”是指一種或所有的所列出的元素。如在此所使用的，術(shù)語“干的”是指實質(zhì)上不含水，并且術(shù)語“干基”是指一種干材 料的重量。如在此所使用的，術(shù)語“室溫”是指20-25 °C。為了本披露的目的，術(shù)語“共聚物”是指衍生自多于一種單體的一種聚合物。如在此所使用的，“Tg”是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的縮寫。如在此所使用的，“ml，，是毫升的縮寫。如在此所使用的，“mm”是毫米的縮寫。如在此所使用的，“密耳”是等于一英寸的1/1000的一個長度單位的縮寫。如在此所使用的，“。C ”是攝氏度的縮寫。如在此所使用的，“g”是克的縮寫。如在此所使用的，術(shù)語“金屬基片表面”是指涂層在其上自動沉積的表面。如在所 使用的，術(shù)語“金屬表面”、“金屬基片”、“基片”、以及“金屬基片表面”是指在其上涂層自動 沉積的金屬和/或金屬表面。同樣在此，由端點詳述的數(shù)字范圍包括所有的包含在該范圍之內(nèi)的數(shù)字(例如，1 至 5 包括 1,1. 5、2、2· 75,3,3. 80、4、5，等)。


圖1是展示對于不同涂層組合物在鍍鋅的鋼上的濕涂鍍(wet plating)和干涂鍍 (dry plating)量的圖示。圖2是展示對于不同涂層組合物在不銹鋼和非不銹鋼金屬上的干涂鍍量的圖示。圖3是展示一個短的持續(xù)浸入時間對于在鍍鋅鋼上涂鍍的影響的圖示。圖4是展示浸入時間對于在鍍鋅鋼上涂鍍的影響的圖示。圖5是展示浸入時間對于在青銅上涂鍍的影響的圖示。圖6是展示將一種涂層組合物涂鍍在不同金屬上的圖示。圖7是展示將一種涂層組合物涂鍍在鍍鋅的鋼上對比不銹鋼上的圖示。圖8-10是展示對于幾種不同的涂層組合物干涂鍍隨一種堿和一種聚胺或聚亞胺 而變化的圖示。
具體實施例方式本披露的實施方案包括涂層組合物，該涂層組合物包括一種膠乳以及一定量的 堿，該堿的量足以將該組合物的PH提升到一個堿性的pH。本披露的實施方案還包括用于施 涂該涂層組合物的方法以及用于在一個金屬基片表面上產(chǎn)生涂層的方法，包括將該金屬基 片表面的至少一部分浸入該涂層組合物中，其中，當來自金屬基片表面的金屬離子與該堿 性涂層組合物相接觸時，該涂層自動沉積在該金屬基片表面上。將一種涂層組合物施涂到一個金屬基片表面的方法提供了乳膠漆或涂層和/或 快速硬化的路標膠乳的厚的或薄的薄膜沉積，其中沉積在基片上的涂層的厚度取決于該基 片浸入該涂層組合物中的時間。例如，該分散的膠乳的沉積作用可以繼續(xù)直到該涂層具有 至少約1/4英寸(0. 635厘米)的厚度為止。然而，高達1/2英寸(1. 27厘米)或更厚的非 常厚的涂層是可能的。本披露的實施方案與乳膠粘合劑和乳膠漆的商業(yè)化的自動沉積的不同之處在于， 本披露的涂層組合物處于堿性的PH。在商業(yè)化的自動沉積中，乳膠粘合劑和乳膠漆是處于 低的PH，經(jīng)常加入氫氟酸(HF)和/或一種氧化劑，如過氧化氫(H2O2)15在涂覆過程中，通過 酸性組合物將被涂覆基片的金屬溶解。例如，當用一種包含HF以及H2O2的組合物涂覆一種 鐵的或鋼的物品時，鐵被從該基片溶解并且然后從亞鐵被氧化成三價鐵。三價鐵然后可以 與膠乳中的聚合物上的官能團相接觸，從而引起膠乳沉淀以形成一個涂層。然而，使用酸性聚合物膠乳的商業(yè)化的自動沉積可以包括不同的局限性。例如，一 個涂層可以在一個金屬表面上形成，不論該表面與該組合物接觸的時間，該涂層的厚度是 相同的。換言之，該涂覆過程停止，阻止了任何進一步的膜積累。在這類情況下，為了獲得 更厚的涂層，可以使金屬表面經(jīng)受多階段的涂覆操作，或者可以增加組合物的固體含量。另一方面，本披露的實施方案包括涂層組合物、以及使涂層在金屬表面上自動沉 積的方法，此類方法使用一種處于堿性PH的涂層組合物，而沒有加入特殊的添加劑(如氧 化劑)、和/或危險材料(如HF)。如在此所討論的，在這些實施方案中，涂層的厚度可以是 該金屬表面浸入該涂層組合物的時間的一個直接函數(shù)。換言之，本披露的涂層組合物提供 了一種使用自動沉積的涂覆過程，該涂覆過程在特定時間段后并不停止。在本披露的實施方案中，該涂層組合物包括一種膠乳以及一種堿。該堿可以將該
5涂層組合物的PH提升到一個堿性的pH。不希望被理論約束，包括在涂層組合物中的堿可以 將金屬離子從金屬基片表面溶解以與該膠乳或部分的膠乳反應(yīng)以引起涂層在金屬基片表 面上的自動沉積。由于該金屬基片表面的至少一部分被浸入該涂層組合物中，液體水平、連 同PH水平在自動沉積過程中保持相同。這些金屬離子可以繼續(xù)從該金屬基片表面通過該 涂層組合物中的水而擴散，從而產(chǎn)生了一個依賴于時間的自動沉積過程，因此如在此所討 論的引起高達至少1/4英寸的厚涂層。在一些實施方案中，在金屬基片表面上形成的涂層可以具有一種多孔的、蜂窩類 型的結(jié)構(gòu)。在這些實施方案中，在涂層組合物中的堿可以繼續(xù)到達該金屬基片表面以將金 屬離子釋放到該涂層組合物中，從而改進厚的涂層被施涂到該金屬基片表面上的可能性。在一些實施方案中，使該涂層組合物在一個金屬基片表面上自動沉積的方法可以 包括施涂一個超薄的薄膜。如在此所使用的，一個“超薄的薄膜”是指具有一個分子厚度的 一個涂層。在這些實施方案中，可以將該金屬基片表面浸入該涂層組合物中持續(xù)小于約5 秒鐘。在不同的實施方案中，當將該金屬基片表面浸入該涂層組合物中持續(xù)約1分鐘時，可 以在一個金屬基片表面上產(chǎn)生具有在約1微米至約10微米范圍內(nèi)厚度的一個薄的涂層。如在此所討論的，本披露的涂層組合物包括一種膠乳以及一種堿。如在此所使用 的，“膠乳”是指一種不溶于水的聚合物的一個分散體，該聚合物可以通過常規(guī)的聚合反應(yīng) 技術(shù)來制備，如例如乳液聚合法。如在此所使用的，“玻璃化轉(zhuǎn)變溫度”或“Tg”是指窄的溫 度范圍，經(jīng)過這個窄的溫度范圍無定形的聚合物從相對硬和脆的變成相對軟和粘性的(似 橡膠的)。包括在本披露的涂層組合物中的膠乳可以具有一個單模態(tài)的或多模態(tài)的(例如 雙峰的)粒度分布。此外，該膠乳可以是一種未著色的膠乳或一種著色的膠乳。該膠乳組 合物還可以具有其他組分存在，如顏料分散劑類、表面活性劑類、殺生物劑類，等等。另外， 該膠乳可以是一種快速硬化的路標乳膠漆。在快速干燥應(yīng)用中使用的膠乳是本領(lǐng)域的那些 普通技術(shù)人員所熟知的，并且多種此類膠乳是可商購的。還可以使用多種膠乳的混合物和 /或共混物。本披露的實施方案包括了包括均聚物和/或共聚物的膠乳。此外，該膠乳可以包 含一種單獨的共聚物或多種共聚物。形成一種聚合物和/或共聚物的示例性的單體可以包 括烯鍵式不飽和單體，這些單體包括苯乙烯；丁二烯；丙烯酸酯；烷基取代的丙烯酸酯類， 如甲基丙烯酸甲酯以及甲基丙烯酸乙酯；乙烯基鹵化物類，如氯乙烯；亞乙烯基鹵化物類， 如偏二氯乙烯以及亞乙烯基二氯化物；烯烴類，如乙烯；鹵化物取代的烯烴，如四氟乙烯； 丙烯腈類，如丙烯腈，以及乙烯基酯單體，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、以及新癸酸乙烯酯、 它們的組合，等等。如在此所討論的，在一些實施方案中，該膠乳可以是一種快速硬化的路標乳膠漆。 在一些實施方案中，快速硬化的路標膠乳聚合物可以是一種共聚物?？梢允褂靡粋€寬泛種 類的單體以制備該快速硬化的路標乳膠漆的共聚物。例如，主要包括(甲基)丙烯酸酯單 體的(甲基)丙烯酸酯共聚物是一種類型的共聚物。如在此所使用的，術(shù)語“(甲基)”表明，在由該術(shù)語修飾的化合物中包括甲基取代 的化合物。例如，術(shù)語(甲基)丙烯酸表示丙烯酸和甲基丙烯酸。適當?shù)?甲基)丙烯酸酯類的例子包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯以及丙烯酸異辛酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸異 癸酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸異丁 酯、甲基丙烯酸異丙酯、連同丙烯酸2-羥乙酯以及丙烯酰胺。優(yōu)選的(甲基)丙烯酸酯類 是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸異辛酯、 甲基丙烯酸甲酯、以及甲基丙烯酸丁酯。其他適當?shù)膯误w包括低級烷基的丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類，包括丙烯酸的 和甲基丙烯酸的酯單體丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸 2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯 酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙脂、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、 甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸叔丁基氨乙基酯、 甲基丙烯酸硬脂醇酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸二環(huán)戊烯酯、以及甲基丙烯酸苯 酯。在一些實施方案中，快速硬化的路標乳膠漆可以包括一種含胺的膠乳。如在此所 使用的，“含胺的”膠乳是指一種具有側(cè)胺官能團的膠乳。這些含胺的膠乳可以根據(jù)任何 多種方法來制備，這些方法包括但不局限于烯鍵式不飽和單體(含有胺官能度)的加成 聚合；通過水解容易產(chǎn)生胺類的單體的聚合反應(yīng)；氮丙啶類與含羧基的聚合物的反應(yīng)；包 含烯醇羰基的聚合物(例如甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM)、以及二胺類)的反應(yīng)； 胺類與含環(huán)氧的聚合物的反應(yīng)；以及胺類與乙烯基芐基氯的聚合物的反應(yīng)。這些聚合反 應(yīng)在本領(lǐng)域中是已知的，并且在以下公布中可以找到制備這些和其他適當?shù)暮返哪z乳的 例子:U. S. Pat. No. 3，847，857 (Chou et al.) ；U. S. Pat. No. 4，119，600 (BakuIe et al.)； U. S. Pat. No. 5, 364, 891 (Pears et al. ) ；U. S. Pat. No. 5, 494, 961 (Lavoie et al·);以及 U. S. Pat. No. 4，367，298?？梢园ㄔ诒九兜耐繉咏M合物中的示例性的快速硬化的路標膠乳包括Dow DT21U Dow DT 250、Dow DT 400，可從 The Dow Chemical Company 商購，以及 Fastrack 2706,可從 Rohm and Haas Company 商購。在涂層組合物中的膠乳的量可以取決于膠乳的類型和其他涂層成分而變化。例 如，在一些實施方案中，在涂層組合物中的膠乳濃度可以是高于總組合物的1重量百分比。 在不同的實施方案中，膠乳濃度是大于總組合物的10%。此外，在未著色的膠乳組合物中， 膠乳固體含量可以是高達60%或更大。在一些實施方案中，膠乳的聚合物可以基于涂層在金屬表面上的所希望的特性來 選擇。例如，為了在金屬基片表面上獲得一種硬的、或類似陶瓷的涂層，該膠乳聚合物可以 具有高于約40攝氏度的Tg。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解的，“硬度”是指一種材料對 由壓痕引起的塑性變形的抗性。一個表面的硬度可以通過在15至1，000克力(gf)載荷下 向材料的一個表面內(nèi)施加一個壓頭(如一個Vickers或Knoop壓頭)來測定。對于Knoop 壓頭，通過以下公式給出了硬度值
載荷(千克力(kgf))P
壓痕面積(平方毫米(mm2))CpL其中
L =壓痕沿它的長軸的長度Cp =關(guān)于壓頭形狀的修正因子P =載荷在本披露的實施方案中，術(shù)語“類似陶瓷的”是指具有在100至500范圍內(nèi)的HK的 涂層。換言之，術(shù)語“類似陶瓷的”是指一個涂層，該涂層不能被一個手指甲壓印，并且當將 輕打一個金屬表面時還呈現(xiàn)一種“叮當響的”聲音。具有高于約40攝氏度的Tg的一種膠乳 的一個例子是NeoCAR Acrylate 850，具有 50攝氏度的 Tg，可從The Dow Chemical Company 商購。在另一個實施方案中，使用具有高于約10攝氏度的Tg以及大于約50%的無機顏料 體積濃度的一種膠乳聚合物可以在金屬基片表面上獲得一個硬的、或類似陶瓷的涂層，如 可以典型地是一種無光澤漆涂層配制品。在一些實施方案中，膠乳中的無機顏料體積濃度 可以是大于80%。在另一方面，為了在金屬基片表面上獲得一種軟的和/或發(fā)粘的涂層，該膠乳聚 合物可以具有在約-70攝氏度至約10攝氏度范圍內(nèi)的Tg。除其他之外，示例性的膠乳包括 Dow 300，具有5攝氏度的Tg，以及Dow 123，具有-17攝氏度的Tg。包括在本披露涂層組合 物的膠乳中的聚合物的Tg是通過差示掃描熱量法(DSC)來測定的。適當?shù)哪z乳可以使用常規(guī)的乳液聚合技術(shù)來生產(chǎn)。因此，例如，有待在所涉及的 具體的膠乳中使用的單體是典型地分散的，在足以將混合物在一個水性介質(zhì)中乳化的攪拌 下，該水性介質(zhì)可以含有已知的乳化劑(如表面活性劑)，連同本領(lǐng)域中作為聚合反應(yīng)助劑 使用的其他成分，包括鏈轉(zhuǎn)移劑。然后可以將此類單體在一個源的輔助下經(jīng)受聚合反應(yīng)用 于產(chǎn)生自由基，包括自由基聚合催化劑，活化輻射、或其他方法。適合用于前述聚合反應(yīng)的自由基聚合反應(yīng)催化劑包括已知用來促進乳液聚合反 應(yīng)的那些。在此類催化劑中，有氧化劑類，如有機過氧化物，如叔丁基氫過氧化物以及異丙 苯氫過氧化物，無機氧化劑類，如過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨，以及在水相中 活化(例如通過一種溶于水的還原劑)的催化劑類，像氧化還原催化劑。此類催化劑是以足以引起聚合反應(yīng)的量(即以一個催化性的量)來使用。作為慣 例，基于有待聚合的總單體，范圍從約0. 01至約5重量百分比的量是足夠的?？商娲?，可 以使用其他的產(chǎn)生自由基的方法來活化聚合反應(yīng)，如暴露于活化輻射，而不是熱和/或催 化性化合物中?？梢允褂玫倪m當?shù)娜榛瘎┌ㄍǔＳ糜谌橐壕酆戏磻?yīng)的陰離子的和非離子的乳 化劑。通常，包括了至少一種陰離子的乳化劑，并且還可以存在一種或多種非離子的乳化 劑。代表性的陰離子乳化劑的類型是烷基芳基磺酸鹽類、堿、金屬烷基硫酸鹽類、磺酸鹽烷 基酯類、脂肪酸皂類，等。那些所熟知的乳化劑的具體例子包括十二烷基苯磺酸鈉、丁基萘 磺酸鈉、月桂基硫酸鈉、十二烷基二苯醚二磺酸二鈉、N-十八烷基磺基琥珀酸二鈉、以及二 辛基磺基琥珀酸鈉，以及優(yōu)選地對應(yīng)的銨鹽形式。此類乳化劑可以按不同的量來使用，只要 實現(xiàn)適當?shù)娜榛蕴峁┚哂兴Ｍ牧６群土６确植嫉姆稚⒌木酆衔镱w粒。然而，作為慣 例，基于有待聚合的總單體，有利的是使用范圍從約0. 01至約5重量百分比的量。在膠乳的生產(chǎn)中還可以使用常規(guī)的鏈轉(zhuǎn)移劑，并且的確，在聚合反應(yīng)階段使用了 一種脂肪族共軛二烯烴，優(yōu)選這樣做。例子包括長鏈硫醇，例如月桂基硫醇、十二烷基硫 醇、以及其他已知的鏈轉(zhuǎn)移劑。
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本領(lǐng)域中已知的對在乳液聚合反應(yīng)中的不同的特殊目的有用的其他成分也可以 被用于上述膠乳中，例如，當對于一種給定的膠乳的可聚合的組分包括一種單烯鍵式不飽 和羧酸單體時，優(yōu)選在酸性條件下的聚合反應(yīng)，即水性介質(zhì)具有從約2至7的pH值，尤其從 約2至約5。在此類例子中，該水性介質(zhì)可以包括酸類和/或鹽類以提供所希望的pH值以 及可能地一個緩沖體系。膠乳可以通過本領(lǐng)域中熟知的乳液聚合技術(shù)來制備。例如，在一些實施方案中，將 水和一種種子膠乳、和/或一種形成膠束的表面活性劑引入到一個配備了泵(以遞送單體 和水性原料)的反應(yīng)器中。將反應(yīng)器用氮氣吹掃、并且進行加熱。經(jīng)過幾個小時的時間，加 入單體流、連同包含水、水性表面活性劑、以及聚合引發(fā)劑的一個流。在加入單體流和水性 流以后，將反應(yīng)混合物維持在該反應(yīng)溫度另外的反應(yīng)時間，以確保在冷卻前徹底反應(yīng)。然后 可以將膠乳進行蒸汽蒸餾以減小未反應(yīng)的單體的濃度。在本發(fā)明的組合物中可以使用眾多的其他共聚物以及包含共聚物的膠乳，例如 披露于美國專利 6, 075, 079 ；5，201，948 ；5，213，901 ；5，198，492 ；5，185，396 ；5，182，327 ；
173，5345，212，2515，059，456 ；4，293，4764，666，7774，658，0034，742，108644，0324，623，6784，087，572 -1, 012，3555，236，9915，157，0845，045，576973，6704，972，0184，968，740 -1，962，1544，863，9794，857，6314，806，207
4，508，869 ；4，733，005 ；以及 4，707，221。如在此所討論的，本披露的涂層組合物包括一種膠乳以及一種堿，用來將組合物 的PH提升到一個堿性的pH，從而產(chǎn)生一種堿性涂層組合物。在一些實施方案中，該堿可 以選自下組，該組包括氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化銫、氫氧化鈣、氫氧化 鋰、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、一種胺、以及它們的任何混合物。此外，在一些實 施方案中，該含胺的堿可以選自下組，其構(gòu)成為二甲胺、二乙胺、氨基丙醇、2-氨基-2-甲 基-1-丙醇、甲胺、丙胺、2-丙基胺、以及它們的任何混合物。。在一些實施方案中，可以將該堿加入涂層組合物中以將該組合物的pH提升到在 約7. 1至約12范圍內(nèi)的pH。更優(yōu)選地，可以將該堿加入涂層組合物中以將該組合物的pH 提升到在約9. 5至約11. 5范圍內(nèi)的pH。在一些實施方案中，涂層組合物pH的提升增加了 涂層組合物在金屬基片表面上的自動沉積率。換言之，當涂層組合物具有更高的PH時，例 如當涂層組合物具有在約9. 5至約11. 5范圍內(nèi)的pH時，在更短的時間段內(nèi)可以施涂更厚 的涂層。在一些實施方案中，該涂層組合物可以包括一種聚亞胺或聚胺。聚胺是通過胺單 體的聚合反應(yīng)或通過使聚合物水解成胺官能度而生成的聚合物。類似地，聚亞胺是通過亞 胺單體的聚合反應(yīng)而生成的聚合物，亞胺單體不包含碳碳烯鍵式不飽和，但卻包含碳氮不 飽和度或作為雜環(huán)化合物存在。其結(jié)果是，聚亞胺在聚合物主鏈上具有氮原子。聚亞胺可 以是直鏈或支鏈的，并且可以包含伯、仲、和/或叔胺并且和/或沿聚合物主鏈。取決于體 系的PH，這些氮原子可以是質(zhì)子化了的。在一些實施方案中，可以按足以產(chǎn)生一種快速硬化的路標膠乳的量使用聚亞胺或 聚胺，如在此所討論的。如將理解到的，快速硬化的路標膠乳以及由其制成的路標涂料通常 分別被稱為“快速干燥的膠乳”以及“快速干燥的涂料”。雖然在施涂一個涂層后，快速硬化 的路標膠乳似乎非常迅速地干燥，該薄膜實際上繼續(xù)包含顯著的水含量，即使觸摸起來感覺表面是干的。在一個實施方案中，基于100重量份的膠乳固體，所使用的聚亞胺或聚胺的 量是從約0. 2至約5重量份，基于100重量份的膠乳固體，優(yōu)選從約0. 3至3份，并且更優(yōu) 選從約0.5至約2份。用于本披露涂層組合物中的適當?shù)木蹃啺坊蚓郯钒ɡ缇垡蚁﹣啺奉惡途郾?烯亞胺類，所希望的是具有至少約250克每摩爾(g/mol)的分子量，優(yōu)選具有至少約400g/ mol的分子量，更優(yōu)選具有至少約700g/mol的分子量。用于本披露的涂層組合物中的優(yōu)選 的聚亞胺或聚胺包括聚乙烯亞胺(PEI)，它具有約2，000g/mol的平均分子量。該材料可從 BASF 得到，為 LUPASOL G_35，CAS No. 9002-98-6。其他可商購的 ΡΕΓ s 包括LUPAS0L FG, 具有約800g/mol的平均分子量；以及LUPASOL G-20，具有約1，300g/mol的分子量。低分子 量的 PEI 還可以從 Nippon Shokubai 得到，為 CAS No. 106899-94-9，包括 EPOMIN SP-300, 具有約300g/mol的平均分子量；EPOMIN SP-012,具有約1，200g/mol的平均分子量；以 及EPOMIN SP-018,具有約1，800g/mol的平均分子量。此外，高分子量的PEI可從Nippon Shokubai 得到，為 CAS No. 9002-98-6，包括 EPOMIN SP-200，具有約 10，000g/mol 的平均分 子量；以及EPOMIN P-1000,具有約70，000g/mol的平均分子量。PEI ‘ s的分子量是通過 光散射技術(shù)來測定的。如果希望的話，可以將一種或多種添加劑摻入本披露的涂層組合物中，以便改進 其特性。這些添加劑的例子包括常規(guī)的增稠劑類、分散劑類、顏料類、染料類和/或著色劑 類、殺生物劑類、消泡劑類、光增亮劑類、濕增強劑類、潤滑劑類、水保留劑類、阻燃劑類、抗 氧化劑類、紫外線穩(wěn)定劑類、交聯(lián)劑類、表面活性劑類、緩沖劑類、等等。如在此所討論的，使涂層在金屬基片表面上自動沉積的方法包括將該金屬基片 表面的至少一部分浸入該涂層組合物中，其中，當來自金屬基片表面的金屬離子與該堿性 涂層組合物相接觸時，該涂層自動沉積在該金屬基片表面上。在一些實施方案中，該金屬基 片表面是一種非不銹鋼金屬。在不同的實施方案中，該非不銹鋼金屬可以選自下組，其構(gòu)成 為銅、青銅、鐵、鋅、鋁、鍍鋅的鋼、熱浸鍍鋅鋼、以及它們的合金。鋼由等級、類型、以及種類來命名。等級被用來表示化學構(gòu)成；類型被用來表明脫 氧操作；并且種類被用來描述一些其他屬性，如強度水平或表面平滑度。ASTM或ASME是在 美國針對鋼產(chǎn)品最廣泛使用的規(guī)格；然而，術(shù)語等級、類型、以及種類在某種程度上可互換 使用。不銹鋼因它出色的抗腐蝕性而已知并且主要是鐵、鉻與鎳的一種合金，具有非常低的 碳含量。18-8是一個屬類的命名，它被用來表示不銹鋼，如302、303、304、305、384，它具有 包含大概18%的鉻以及8%的鎳的構(gòu)成。316不銹鋼經(jīng)常是為水接觸而選擇的金屬，并且 其組成為按重量計67. 9%的鐵(Fe)、17%的鉻(Cr)、12%的鎳(Ni)、3.0%的鉬(Mo)、以 及0.10%的碳(C)。碳鋼比不銹鋼具有更低的抗腐蝕性，具有的碳含量在約0.3-1. 的 范圍內(nèi)。它們還包含小于1.65%的錳(Mn)、0. 60%的硅(Si)、以及0. 60%的銅(Cu)，而合 金鋼具有更高水平的這三種元素。與這些成對照的是鍛鐵(包含98.5%的Fe，有1.5%的 C)以及鑄鐵(具有97%的Fe，有3%的碳)。幾乎所有暴露于外部環(huán)境的碳鋼都是鍍鋅的 或是熱浸鍍鋅電鍍的(還有涂鋅)。一般等級的鍍鋅的碳鋼是鋼等級2 (低碳鋼)、鋼等級 5(中碳鋼)以及鋼等級8 (中碳合金鋼)。由于鍍鋅鋼具有比鍍鋅的鋼更厚的涂層，所以鍍 鋅鋼也是更抗腐蝕的。黃銅和青銅是銅的合金，但是他們還包含一些鋅。一種典型的黃色黃銅構(gòu)成是
1067%的Cu以及33%的鋅(Zn)，而船用黃銅是60%的Cu、39%的Zn、以及的錫(Sn)。青 銅經(jīng)常被用于船舶應(yīng)用，并且具有比黃銅更高的強度以及更高的抗腐蝕性。一種典型的鹽 水青銅的構(gòu)成是45%的Cu、33%的Ni、16%的Sn、以及5. 5%的Zn。在一些實施方案中，本披露的涂層組合物可以在金屬和/或非不銹鋼金屬物品上 施涂一個涂層，除其他之外，包括鋼筋、螺栓螺紋、線材、汽車車身和汽車車身部件、以及工 業(yè)金屬。使用本披露涂層組合物施涂的涂層可以被用于例如涂覆線材、提供工業(yè)金屬成 品、使金屬絕緣、在金屬上產(chǎn)生一個聲阻尼的涂層、和/或在金屬上產(chǎn)生一個厚的、膨脹的 涂層。對于該涂層的其他用途也是可能的。如在此所討論的，在一些實施方案中，該涂層組合物可以在金屬表面上形成一個 涂層，具有類似蜂窩狀的結(jié)構(gòu)。在一些工業(yè)應(yīng)用中，該涂層的類似蜂窩狀的結(jié)構(gòu)可以允許其 他材料進入涂層中以加固涂層與材料之間的結(jié)合。例如，該涂層組合物可以被用于涂覆鋼 筋，然后可以將鋼筋與混凝土一起使用，其中，在混凝土凝固成固相之前，混凝土可以進入 鋼筋上的涂層的類似蜂窩狀的結(jié)構(gòu)中，與未涂覆的鋼筋相比，在混凝土與鋼筋上的涂層之 間形成了一種更強的結(jié)合。雖然以上已經(jīng)展示并且詳細說明了本披露，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言清楚的 是，在沒有偏離本披露的精神和范圍下，可以做出改變和變更。這樣，在前述的說明和附圖 中所陳述的那些只是通過展示而并不是作為一種限制而提供的。本披露的實際范圍是旨在 由以下權(quán)利要求連同這些權(quán)利要求有權(quán)得到的等效物的全部范圍來限定。此外，經(jīng)過閱讀并且理解本披露，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解到，針對在此描述 的本披露的其他變體可以包括在本披露的范圍之內(nèi)。提供了以下實例用于說明性的目的，而并非旨在限制本披露的范圍，因為本披露 的范圍僅由所附的權(quán)利要求及其等效物來限定。除非另外指明，所有的份數(shù)和百分比都是 按重量計的。實施例給出了以下實例以展示本披露的實施方案，并且不應(yīng)該解釋為在范圍上的限制。 除非另外指明，所有的份數(shù)和百分比都是按重量計的。試驗方法pH使用帶有自動溫度補償?shù)囊粋€Cole Parmer pH 100 Series pH計在室溫下對膠 乳和涂料的PH進行測量。自動沉積作用商品化的螺栓或拉力螺釘被用于試驗金屬基片。由于它們每單位體積具有一個大 的表面積、大小和幾何形狀均一、容易獲得、成本低、不需要制備、具有一種帶螺紋的幾何形 狀、具有允許用于試驗的少量體積的樣品液體的幾何形狀和大小、并且以一個給定的幾何 形狀在多種金屬類型上是可獲得的，因此它們是一種優(yōu)選的測試金屬基片。常見的2英寸 (2")長并且1/4"直徑的帶螺紋的螺栓和拉力螺釘是標準的試驗幾何形狀。鍍鋅的鋼、熱 浸鍍鋅鋼、以及實心青銅構(gòu)造的全螺紋六角頭攻絲螺栓用于大部分金屬穩(wěn)定性試驗。由于 黃銅不經(jīng)常以六角頭構(gòu)形獲得，使用具有開槽盤頭或平頭的全螺紋實心黃銅機器螺釘。黃 銅機器螺釘?shù)妮S與相同直徑的六角頭螺栓是完全相同的。2"攻絲螺栓和機器螺釘具有標準的螺紋，對于1/4"直徑，20螺紋/英寸。對于此幾何形狀的常用標志是1/4 20X2。鋅 鋼和鍍鋅鋼構(gòu)造的六角頭拉力螺栓(通常稱為拉力螺釘)也被用于金屬試驗，并且這些對 于這些金屬是一種優(yōu)選的幾何形狀。直徑為1/4"的2"六角頭拉力螺釘具有比拉力螺栓 更寬的(10螺紋/英寸)并且更深的螺紋。與具有一個相對平的頭的螺栓不同，拉力螺釘 具有一個尖的末端并且被設(shè)計為用于錨定到木材基質(zhì)中。用于包含試驗金屬的試驗單元是帶有塑料蓋的玻璃的20毫升(ml) —次性閃爍小 瓶。使用這些單元是因為加蓋時它們大到足以包含2"試驗金屬、容易密封、透明、成本低、 惰性的、并且容易獲得。這些閃爍小瓶的尺寸是高度為60毫米(mm)，內(nèi)徑(ID)為24mm，具 有一個16mm的頸開口。雖然這些小瓶當充滿時容納20ml，對于各個試驗僅使用15ml的液體 樣品，使螺栓部分地浸入到32mm的深度。當15ml液體樣品在閃爍小瓶中時，一個1/4"(約 6mm)直徑的螺栓或螺釘?shù)慕肷疃仁?2mm。螺栓在液體表面的上方延伸約28mm，其中該螺 栓或螺釘頂端的頭正好留在小瓶頸內(nèi)用于定位并且緩和移動。以下是關(guān)于此方法的一個詳細程序。所有稱重都用一個精確到四位小數(shù)的分析天 平來進行。1.對一系列螺栓或拉力螺釘進行編號并且稱重(Wmi)。對于一個給定的試驗系列， 所有的試驗金屬都來自同一供應(yīng)商并且是同一批。2.將15. Oml膠乳或涂料通過注射器注入各個小瓶中，并且然后對小瓶加蓋。3.將包含15ml膠乳或乳膠漆的各個加蓋的小瓶進行稱重(Wvu)。4.將一個編號匹配的螺栓或拉力螺釘放在各個包含膠乳或涂料的小瓶中，螺栓或 拉力螺釘?shù)念^朝上并且?guī)菁y的末端朝下。重新蓋上小瓶。5.允許樣品安靜地放置指定的浸入時間。標準時段是24小時(hr)。6.在浸入時期的最后，用鑷子小心地移開各個螺栓或拉力螺釘，避免與小瓶的頸 或側(cè)面接觸。使任何游離的膠乳滴回小瓶中(通常只有1-3滴)，并且然后將各個螺栓的頭 放在一個鋸齒狀的金屬齒條中進行干燥。重新蓋上小瓶。7.將包含剩余的未涂覆的膠乳或涂料的各個加蓋的小瓶稱重(W.)以測定“濕涂 層，，(Cw)，其中(Cw) = Wvli-Wvl208.將涂覆的螺栓風干1小時后，將包含螺栓的金屬齒條放在一個120°C的空氣循 環(huán)烘箱中2小時。將金屬齒條從烘箱移開，并且允許樣品冷卻到室溫(約15分鐘)。9.將各個涂覆的螺栓稱重(Wm2)并且然后計算“干涂鍍層”(Cd)，其中Cd = Wm2-Wmio干涂層(Cd)除以濕涂層(Cw)，給出了平均“涂層固體”(Cs)，其中Cs= (Cd/ Cw) X 100。對于涂覆了涂料的樣品，在從小瓶移開后，將螺栓或螺釘立即用去離子水輕輕地 漂洗。在此程序中，用鑷子將螺栓從該單元移開并且然后浸入含有去離子水的一個容器中。 使螺栓在該容器中輕輕地渦旋3次并且然后移開并且放在一個干燥齒條中。該程序去除了 沒有真正涂覆上的任何游離的涂料。真正涂覆在金屬片上的膠乳或涂料變成不溶于水的并 且在漂洗過程中保留在螺紋上。如在此所使用的，金屬基片表面上的涂層被稱為“涂鍍層(plating)”。例如，涂覆 在一個金屬基片表面上的膠乳的量將具有一個“濕涂鍍”量和一個“干涂鍍”量，它們分別 是指當涂層是濕的以及當涂層是干的時，涂層在金屬基片表面上的重量。
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材料在實例中使用以下材料。膠乳UCAR 膠乳 DT211、DT250、DT400、DM 171,6109, DL 215、627、6045、DW 110、 367、379G、301、163S、2300、357、629、460、443、481、441、455、626、471、DT100、300、123、 9165、3427、657、435、DM166、以及 379G ；NE0CAR 丙烯酸膠乳 820 以及 850 ；NE0CAR 膠乳 2535、2302A、以及 2300 ；Dow 膠乳 31215 以及 41191 ；以及 EVOCAR 膠乳 DA280 (可從 The Dow Chemical Company, Midland MI，USA 獲得)單元帶蓋的20ml閃爍小瓶膠乳或乳膠漆每個小瓶中15. Oml金屬基片1/4英寸直徑的2英寸螺栓或螺釘涂料配方無甲醇的白色路標涂料，配制品建議V-2212，UCAR膠乳DT250產(chǎn)品公 報，形式 No. 309-00368-0903NA實施例1將一個2英寸鍍鋅的鋼拉力螺釘放在一個包含15ml UCAR膠乳DT250的小瓶中。 24小時后，將螺栓移開，并且在將螺栓放在一個干燥齒條中前，允許2到3滴未涂鍍的濕膠 乳滴回到小瓶中。在螺栓上的濕涂鍍層是2.5克(g)。在120°C下干燥2小時后的干涂鍍 層是1. 5g。實施例2將一個2英寸黃銅攻絲螺栓放在一個包含15ml UCAR膠乳DT250的小瓶中。24小 時后，如實例1中所提供的，將該螺栓移開。在螺栓上的濕涂鍍層是1. Sg。在120°C下干燥 2小時后的干涂鍍層是1. lg。實施例3將一個2英寸鍍鋅的鋼拉力螺釘放在一個包含28g白色路標涂料的小瓶中，該涂 料通過使用無甲醇的白色路標膠乳配制品V-2212而制備。24小時后，將該螺栓移開并且進 行漂洗。在螺栓上的濕涂鍍層是8. 2g。在120°C下干燥2小時后的干涂鍍層是6.4g。實施例4向多個單獨的小瓶中放入15ml三十種不同的商業(yè)膠乳中的每一種。然后將一個 2英寸鍍鋅的鋼拉力螺釘放入各個小瓶中。這些商業(yè)膠乳的品種包括UCAR 膠乳DM 171、 6109、DL 215、627、6045、Dff 110、367、379G、301、163S、2300、357、629、460、443、481、441、 455、626、471、DT100、DT211、DT250、DT400 ；NEOCAR 丙烯酸膠乳 820 以及 850 ；NEOCAR 膠乳 2535 以及 2302A ；以及 Dow 膠乳 31215 以及 41191，可從 The Dow Chemical Company 商購。 這些膠乳的PH范圍是從低于6至高于10。24小時后，如實例1中所提供的，將該螺栓移開。 圖1中顯示了濕涂鍍層以及在120°C下干燥2小時后的干涂鍍層。如在圖1中所示，膠乳DT211、DT250、以及DT400具有最高的涂鍍量。實施例5向多個單獨的小瓶中放入15ml多種商業(yè)膠乳中的每一種。然后將一個金屬基片 放入各個小瓶中。該金屬基片包括鍍鋅的鋼螺釘(Hillman，鍍鋅的鋼六角頭拉力螺釘， 1/4英寸X2英寸，批號167421，產(chǎn)品號230015)、鍍鋅鋼拉力螺釘(拱頂螺栓，熱浸鍍鋅鋼 六角頭拉力螺釘，批號=Box 3)、黃銅機器螺釘(螺栓庫(Bolt Depot)，黃銅平頭開槽機器
13螺釘，1/4英寸X2英寸，批=400枚一袋，產(chǎn)品號104712)、青銅攻絲螺栓、不銹鋼拉力螺 釘、以及不銹鋼攻絲螺栓。多種商業(yè)膠乳包括UCAR 膠乳DT211、DT250、以及DT400，可從 The Dow Chemical Company商購。24小時后，如實例1中所提供的，將這些螺栓移開。圖 2中顯示了在120°C下干燥2小時后的干涂鍍層。如在圖2中所示，所有膠乳都顯示出在鍍鋅的鋼基片上一些涂鍍。在不銹鋼上顯 示的少量膠乳是當將螺栓從試驗單元移開時保留在螺紋之間的膠乳。該膠乳似乎不是涂鍍 的，因為在干燥前，它可以容易地用水漂洗來洗掉。然而，在其他金屬基片上的涂鍍層在漂 洗過程中基本上保留。實施例6將一個熱浸鍍鋅鋼拉力螺釘放在一個包含15ml UCAR 膠乳DT250的小瓶中。經(jīng) 一段時間監(jiān)測涂鍍層和涂鍍固體的量并且在圖3中示出。如在圖3中所示，涂鍍似乎一經(jīng)浸入就開始了。圖4是對圖3在更長的時間框架 內(nèi)的一個延伸。如在圖4中所示，隨著時間的過去，膠乳涂層繼續(xù)生長，持續(xù)長達約60小時。實施例7將一個平頭實心黃銅機器螺釘放在一個包含15ml UCAR 膠乳DT250的小瓶中。 經(jīng)一段時間監(jiān)測涂鍍層和涂鍍固體的量，如在圖5中所示。如在圖5中所示，涂鍍似乎一經(jīng)浸入就開始了，并且隨著時間的過去，繼續(xù)生長， 持續(xù)長達約45小時。45小時后，膠乳涂層繼續(xù)生長，然而與從0小時到45小時的速率相比 以一個降低的速率生長。實施例8多種1/4英寸直徑的金屬基片包括2英寸鍍鋅的鋼拉力螺釘、2英寸熱浸鍍鋅鋼 拉力螺釘、2英寸黃銅機器螺釘、2英寸鋁螺釘、2英寸焊接鋼、以及黑管的一個切割2英寸 區(qū)段(Southland產(chǎn)品，3/8英寸直徑的黑管鋼管接頭，提供時在一端帶螺紋3/4英寸，用 鋼鋸GS四分的，用礦物油精和丙酮洗滌)，將這些1/4英寸直徑的金屬基片放在多個包含 15ml (28. Og)的路標涂料(包含UCAR 膠乳DT250)的小瓶中。24小時后，將該螺栓移開并 且進行漂洗。圖6中示出了在120°C下干燥2小時后的干涂鍍層。如在圖6中所示，涂鍍發(fā)生在所有金屬上，然而，最多的涂鍍發(fā)生在鍍鋅的鋼以及 熱浸鍍鋅鋼上。實施例9將一個2英寸鍍鋅的鋼拉力螺釘以及一個2英寸不銹鋼螺釘放在單獨的小瓶中， 這些小瓶中包含15ml (28.0)包含UCAR 膠乳DT250的路標涂料。24小時后，將該螺栓移 開并且進行漂洗。圖7中示出了在120°C下干燥2小時后的干涂鍍層。如在圖7中所示，涂料沉積在鍍鋅的鋼上與不銹鋼相比存在很大差異。實施例10在一個四乘三(4X3)種水平的實驗設(shè)計中將Dow膠乳41191的樣品用不同量的 氨和PEI處理。氨從1. 0至2. 0份活性NH3在膠乳固體上而變化，并且PEI從0. 5至2. 0份 活性PEI在膠乳固體上而變化。將15ml各個膠乳組合物以及一個2英寸的鍍鋅的拉力螺 釘放在各個小瓶中。24小時后，將拉力螺釘移開，并且測定在各個螺釘上的膠乳涂鍍量。
如在圖8中所示，在金屬基片上的涂鍍層隨著PEI量的增加而增加，并且隨著涂層 組合物PH的增加而增加。然而，如在圖8中所示，涂鍍量更大地取決于在涂層組合物中的 PEI的量。實施例11在一個三種水平的實驗設(shè)計中將Dow膠乳31215的樣品用不同量的氨和PEI處 理。氨從0. 7至1. 3份活性NH3在膠乳固體上而變化，并且PEI從0. 7至1. 3份活性PEI在 膠乳固體上而變化。將15ml各個膠乳組合物以及一個2英寸的鍍鋅的拉力螺釘放在各個 小瓶中。24小時后，將拉力螺釘移開，并且測定在各個螺釘上的膠乳涂鍍量。如在圖8中所示，在金屬基片表面上的涂鍍層隨著涂層組合物pH的增加而增加。 在本實例中，向涂層組合物中加入PEI似乎沒有增加在金屬基片表面上沉積的膠乳的量。實施例12在一個三種水平的實驗設(shè)計中將用Dow膠乳41191制造的涂料樣品用不同量的氨 和PEI處理。氨從0. 80至1. 6份活性NH3在膠乳固體上而變化，并且PEI從1. O至1. 5份 活性PEI在膠乳固體上而變化。將15ml各個涂料組合物以及一個2英寸的鍍鋅的拉力螺 釘放在各個小瓶中。24小時后，將拉力螺釘移開并漂洗，并且測定在各個螺釘上的涂料涂鍍量。如在圖10中所示，在金屬基片表面上的涂鍍隨著PEI和pH濃度的增加而增加。實施例13將Dow膠乳31215和41191的樣品用三種水平的28%的氨水(高達1. 5%的膠乳 固體絕對值(％ ABOLS))進行處理以給出從約8. 9至約10. 3的pH范圍。在一些樣品中，向 Dow膠乳31215和41191的樣品(已經(jīng)用氨中和至pH 10. 0)中加入的PEI。加入PEI 后產(chǎn)生的PH為約10. 2。將所有的膠乳用去離子水調(diào)節(jié)，以獲得恒定的50. 5%的固體。將 2英寸鍍鋅的鋼螺釘放在包含15ml的各個涂層組合物(包括一種膠乳以及不同量的氨) 的小瓶中。24小時后，如實例1中所提供的，將這些螺栓移開。表1呈現(xiàn)了加入Dow膠乳 31215和41191中的氨和PEI、以及對于各種組合物的平均膠乳沉積。表 權(quán)利要求
一種堿性涂層組合物，包括一種膠乳以及一種堿，其中該堿性涂層組合物自動沉積在一個金屬基片的表面上。
2.如以上權(quán)利要求中任一項所述的堿性涂層組合物，其中該組合物包括一種聚亞胺或一種聚胺。
3.一種用于使一個涂層在一個金屬基片表面上自動沉積的方法，包括將該金屬基片表面的至少一部分浸入一種涂層組合物中，該涂層組合物包括一種膠 乳以及一定量的堿，該堿的量足以將該組合物的PH提升到一個堿性的pH，其中，當來自金 屬基片表面的金屬離子與該堿性涂層組合物相接觸時，該涂層自動沉積在該金屬基片表面 上。
4.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該涂層具有的厚度為至少約1/4英寸 (0. 635 厘米)。
5.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該膠乳是選自下組，其構(gòu)成為未著色 的膠乳、著色的乳膠漆，以及快速硬化的路標乳膠漆。
6.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該金屬基片表面是一種選自下組的非不 銹鋼金屬，該組的構(gòu)成為銅、青銅、鐵、鋅、鋁、鍍鋅的鋼、熱浸鍍鋅鋼、以及它們的合金。
7.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該涂層組合物在小于約5秒內(nèi)在該金屬 基片表面的至少一部分上自動沉積成一個薄膜。
8.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該膠乳濃度是大于總組合物的1重量百 分比。
9.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該涂層組合物pH被提升到在約7.1至約 12范圍內(nèi)的pH。
10.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中該涂層組合物包括一種膠乳，具有高 于約40攝氏度的Tg以在該金屬基片表面上產(chǎn)生一個硬的、類似陶瓷的涂層；或一種膠乳，具有在約-70攝氏度至約25攝氏度的范圍內(nèi)的Tg以在該金屬基片表面上 產(chǎn)生一個軟的、發(fā)粘的涂層。
全文摘要
本發(fā)明的實施方案包括用于使涂層在金屬表面上自動沉積的方法、一種用于在非不銹鋼金屬基片表面上產(chǎn)生涂層的方法、以及一種堿性涂層組合物，其中用于使涂層在金屬基片表面上自動沉積的方法包括將該金屬基片表面的至少一部分浸入一種涂層組合物中，該涂層組合物包括一種膠乳以及一定量的堿，該堿的量足以將該組合物的pH提升到一個堿性的pH，其中，當來自金屬基片表面的金屬離子與該堿性涂層組合物相接觸時，該涂層自動沉積在該金屬基片表面上。
文檔編號B05D7/14GK101952376SQ200980105388
公開日2011年1月19日 申請日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日
發(fā)明者D·J·布倫南, G·D·莎伊, H·F·戴維斯 申請人:阿科瑪股份有限公司