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用无铬材料处理和/或涂覆基材的方法

  • 申请号:CN201080014308.1 申请公布号: CN102369246B
  • 申请日: 2010-01-27 申请公布日: 2014-07-30
  • 申请(专利权)人: 专利代理机构: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
  • 分类号:C09D5/00

专利介绍

本发明涉及一种涂覆基材的方法,其包括:(a)将苛性清洁剂施加到基材的至少一部分之上;(b)用水漂洗经过步骤(a)的至少一部分基材;(c)将酸清洁剂施加到已经过苛性清洁的至少一部分的基材;(d)用水漂洗经过步骤(c)的至少一部分基材;以及(e)将含有锆的转化涂料组合物沉积到酸清洁过的至少一部分基材上;并且其中在步骤(c)和(e)中使用过的至少一种材料基本上不含有铬。本发明还涉及一种使用上述方法涂覆的基材,诸如铝基材。
1.一种涂覆基材的方法,其包括:(a)将苛性清洁剂施加到基材的至少一部分之上;(b)用水漂洗经过步骤(a)的至少一部分基材;(c)将酸清洁剂施加到已经苛性清洁过的至少一部分的基材;(d)用水漂洗经过步骤(c)的至少一部分基材;以及(e)将含有锆的转化涂料组合物沉积到酸清洁过的至少一部分基材上;其中在步骤(c)和(e)中使用的至少一种材料基本上不含有铬;(f)用水漂洗经过步骤(e)的至少一部分基材;以及(g)将可电沉积的涂料组合物沉积到转化涂料的至少一部分之上,其中该可电沉积的涂料组合物包括腐蚀抑制剂,其中腐蚀抑制剂包括唑系化合物。
2.权利要求1的方法,其中可电沉积的涂料组合物基本上不含有铬。
3.权利要求1的方法,其中唑系化合物包括苯并三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、2-巯基苯并噻唑、2,5-二巯基-1,3,4噻二唑、1-甲基苯并三唑、或者它们的组合。
4.权利要求1的方法,其中可电沉积的涂料组合物包括未胶凝的磷酸盐化的环氧树脂,其中磷酸盐化的环氧树脂包括聚合环氧化合物与磷酸、有机膦酸、有机次磷酸、或者它们的组合的反应产物的混合物。
5.权利要求1的方法,其中酸清洁剂包含磷酸、磺酸、氢氟酸、硝酸、或者它们的组合。
6.权利要求1的方法,其中转化涂料组合物基本上不含有铬。
7.一种涂覆基材的方法,其包括:(a)将苛性清洁剂施加到基材的至少一部分之上;(b)用水漂洗经过步骤(a)的至少一部分基材;(c)将酸清洁剂施加到已经苛性清洁过的至少一部分的基材;(d)用水漂洗经过步骤(c)的至少一部分基材;(e)将含有锆的转化涂料组合物沉积到酸清洁过的至少一部分基材上;其中在步骤(c)和(e)中使用的材料基本上不含有铬;(f)用水漂洗经过步骤(e)的至少一部分基材;以及(g)将可电沉积的涂料组合物沉积到转化涂料的至少一部分之上,其中该可电沉积的涂料组合物包括腐蚀抑制剂,其中腐蚀抑制剂包括唑系化合物。
8.权利要求7的方法,其中唑系化合物包括苯并三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、2-巯基苯并噻唑、2,5-二巯基-1,3,4噻二唑、1-甲基苯并三唑、或者它们的组合。
9.权利要求7的方法,其中可电沉积的涂料组合物包括未胶凝的磷酸盐化的环氧树脂,其中磷酸盐化的环氧树脂包括聚合环氧化合物与磷酸、有机膦酸、有机次磷酸、或者它们的组合的反应产物的混合物。
10.一种涂覆基材的方法,其基本上由如下步骤组成:(a)将苛性清洁剂施加到基材的至少一部分之上;(b)用水漂洗经过步骤(a)的至少一部分基材;(c)将酸清洁剂施加到已经苛性清洁过的至少一部分的基材;(d)用水漂洗经过步骤(c)的至少一部分基材;(e)将含有锆的转化涂料组合物施加到酸清洁过的至少一部分基材上;(f)用水漂洗经过步骤(e)的至少一部分基材;以及(g)将可电沉积的涂料组合物施加到转化涂料组合物的至少一部分之上,其中该可电沉积的涂料组合物包括腐蚀抑制剂,其中腐蚀抑制剂包括唑系化合物;并且其中在步骤(c),(e)和(g)中使用的材料基本上不含有铬。
11.权利要求10的方法,其中唑系化合物包括苯并三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、2-巯基苯并噻唑、2,5-二巯基-1,3,4噻二唑、1-甲基苯并三唑、或者它们的组合。
12.权利要求10的方法,其中可电沉积的涂料组合物包括未胶凝的磷酸盐化的环氧树脂,其中磷酸盐化的环氧树脂包括聚合环氧化合物与磷酸、有机膦酸、有机次磷酸、或者它们的组合的反应产物的混合物。
13.根据权利要求1的方法涂覆的基材。
14.权利要求13的基材,其中基材是铝。关于联邦资助研究项目的声明本发明通过美国空军研究实验室给予的政府支持合同号FA8650-05-C-5010来作出。美国政府对本发明拥有某些权益。发明领域本发明一般地涉及用无铬材料处理和/或涂覆基材的方法。背景资料用于航空航天工业的普通预处理和底漆涂料组合物含有铬,诸如六价格,以便将耐腐蚀性赋予涂层要沉积其上的基材。然而,由于与六价铬有关的毒性,以及考虑到未来对在涂层中使用的六价铬用量的政府法规,人们需要降低和/或消除在航空航天工业使用的预处理和涂底剂中六价铬的使用。发明概述本发明涉及一种涂覆基材的方法,其包括:(a)将苛性清洁剂施加到基材的至少一部分之上;(b)用水漂洗经过步骤(a)的至少一部分基材;(c)将酸清洁剂施加到已经过苛性清洁的至少一部分的基材;(d)用水漂洗经过步骤(c)的至少一部分基材;以及(e)将含有锆的转化涂料施加到酸清洁过的至少一部分基材上;并且其中在步骤(c)和(e)中使用过的至少一种材料基本上不含有铬。本发明还涉及基材,诸如铝基材,其已通过上述方法进行涂覆。本发明还涉及一种涂覆基材的方法,其包括:(a)将苛性清洁剂施加到基材的至少一部分之上;(b)用水漂洗经过步骤(a)的至少一部分基材;(c)将酸清洁剂施加到已经过苛性清洁的至少一部分的基材;(d)用水漂洗经过步骤(c)的至少一部分基材;以及(e)将含有锆的转化涂料施加到酸清洁过的至少一部分基材上;并且其中在步骤(c)和(e)中使用的材料基本上不含有铬。本发明还涉及一种涂覆基材的方法,其基本上由如下步骤组成:(a)将苛性清洁剂施加到基材的至少一部分之上;(b)用水漂洗经过步骤(a)的至少一部分基材;(c)将酸清洁剂施加到已经过苛性清洁的至少一部分的基材;(d)用水漂洗经过步骤(c)的至少一部分基材;(e)将含有锆的转化涂料施加到酸清洁过的至少一部分基材上;(f)用水漂洗经过步骤(e)的至少一部分基材;以及(g)将可电沉积的涂料组合物施加到转化涂料的至少一部分之上,其中该可电沉积的涂料组合物包括腐蚀抑制剂;并且其中在步骤(c),(e)和(g)中使用的材料基本上不含有铬。发明详述除非另有规定,在此使用的所有数值,诸如那些表示大小、范围、数量或者百分比的,均应被认为具有前缀″约″,甚至该前缀没有特意出现。复数包括单数,反之亦然。例如,虽然在此列出了″一种″苛性清洁剂,″一种″酸清洁剂,″一种″转化涂料,″一种″可电沉积的涂层,″一种″腐蚀抑制剂,然而也可使用苛性清洁剂和酸清洁剂的组合(也就是,多个)。在此使用的,″多个″指的是两种或更多种。在此使用的,″包括″和类似用语指的是″包括,但不限于″。当指的是任何数值范围时,所述范围应该被理解为包括了任一个数值和/或所述最小和最大值之间的任一个子范围。在此使用的,术语″固化″指的是一涂层,其中组合物的任何可交联组分至少部分地进行交联。在某些实施方案中,可交联组分的交联密度(也就是,交联度)范围为完全交联的5%到100%,诸如35%到85%,或,有时候,50%到85%。本领域技术人员明了交联度(也就是,交联密度)的存在可以根据各种方法来进行测定,诸如动态机械热分析(DMTA),其使用Polymerxa0Laboratoriesxa0MKxa0IIIxa0DMTA分析器在氮气下进行。在此使用的,分子量指的是数均分子量(Mw),其通过凝胶渗透色谱法测定。在此引用的任何单体(们)一般指的是那些能够与另一可聚合化合物诸如另一单体或聚合物进行聚合的单体。除非另有说明,应该被明了的是,一旦单体组分彼此反应以形成化合物,该化合物将包括单体组分的残基。涂敷工艺如上所述,本发明涉及用无铬涂层体系涂覆基材,诸如铝基材的方法。不像涂覆铝基材的其他方法,在此公开的方法不需要使用任何含有铬的材料(例如,清洁剂,水,转化涂料,可电沉积的涂料组合物)。因此,在某些实施方案中,在如下所述的一个或者多个步骤中使用的材料基本上不含有铬。在此使用的,″基本上不含有铬″指的是使用者没有将铬有意地加到材料中。例如,在一些实施方案中,在下述步骤中使用的全部材料基本上不含有铬。在其它实施方案中,在下述步骤中使用的一个或多个材料(例如,转化涂料和/或可电沉积的涂料组合物)基本上不含铬,同时其他步骤中使用的其他材料(例如,酸清洁剂)可以含有铬。基于本发明的目的,在步骤(a)至(g)中使用的材料可使用本领域已知的技术施加到基材上,诸如喷涂和/或浸渍技术。该方法首先从步骤(a)施加苛性清洁剂到至少一部分基材上而开始。苛性清洁剂用来除去油和/或其它污染物(例如,污物或粉尘),其能够在成型和/或模印过程中,在将另一涂料组合物施加到基材上之前,沉积到基材表面。可用于本发明的苛性清洁剂可以是本领域已知的任何硅酸盐和/或非-硅酸盐的苛性清洁剂。合适的硅酸盐和/或非-硅酸盐苛性清洁剂包括metaLASTxa0CLEANERxa01000(从metaLASTxa0International,Inc.公司购得),RIDOLENExa0298(从HENKEL公司购得),CHEMKLEENxa0275(从PPGxa0Industries,Inc公司购得),或者它们的组合。在步骤(a)以后,将已经经过步骤(a)的至少一部分基材进行步骤(b)漂洗阶段的处理,以及用水,诸如去离子水进行漂洗,以便从基材表面洗去至少一部分苛性清洁剂。在步骤(b)以后,(c)将酸清洁剂施加到已经碱性清洁过的至少一部分基材上。该酸清洁剂施加到表面,以便蚀刻基材表面。在某些实施方案中,该酸清洁剂用于对基材表面进行除氧(例如,除去基材表面形成的氧化物层),以便促进转化涂料的均匀沉积,如下所述,同时促进转化涂料对基材的粘附。可用于在此公开的本方法的合适酸清洁剂包括,但不限于,磷酸,硫酸,硝酸,氢氟酸,LNCxa0DEOXIDIZER(从Oakite购得),TURCOxa0DEOXIDIZERxa06(从Henkel购得),或者它们的组合。在步骤(c)以后,将已经经过步骤(c)的至少一部分基材进行步骤(d)漂洗阶段的处理,以及用水,诸如去离子水进行漂洗,以便从基材表面洗去至少一部分酸清洁剂。在步骤(d)以后,然后(e)将含有锆的转化涂料组合物(预处理涂料组合物)沉积到已经酸清洗过的至少一部分基材上。在一些实施方案中,该转化涂料包括预处理浴液,其包含10百万分之一(ppm)到10,000ppm的锆,基于预处理浴液的总重量。在某些实施方案中,该转化涂料组合物可进一步包括铬。传统的含铬(不含有锆)转化涂料,是本领域已知的,其也可同时用于本发明。此类传统的含铬转化涂料的实例包括ALODINE1200S(从Henkel购得)和/或METLASTxa0TCP-HF(购自metalastxa0Internationalxa0Inc)。另外地,在一些实施方案中,为了代替前一段描述的转化涂料的应用,基材表面可使用本领域已知的技术来进行阳极氧化处理。在步骤(e)以后,将已经经过步骤(e)的至少一部分基材进行步骤(f)漂洗阶段的处理,以及用水,诸如去离子水进行漂洗,以便从基材表面洗去至少一部分过量的转化涂料组合物。在步骤(f)以后,(g)将可电沉积的涂料组合物,其包括腐蚀抑制剂,沉积到至少一部分基材上,所述至少一部分基材已经使用本领域已知的技术,诸如阳极电沉积或者阴极电沉积技术,来在其上沉积转化涂料。在一些实施方案中,该可电沉积的涂料组合物是阴离子可电沉积的涂料组合物。在某些实施方案中,可用于该可电沉积的涂料组合物的合适的腐蚀抑制剂包括含氮杂环化合物。适合于用在本发明中的此类化合物的实例,是唑系(azoxa0les),噁唑,噻唑,噻唑啉,咪唑,二唑,吡啶,吲嗪,和三嗪,四唑,甲苯三唑(tolutriazole),或它们的混合物。合适的三唑包括,例如,1,2,3-三唑,1,2,4-三唑,苯并三唑,和它们的衍生物,或者它们的组合。适合于使用在本发明中的1,2,3-三唑衍生物,包括1-甲基-1,2,3-三唑,1-苯基-1,2,3-三唑,4-甲基-2-苯基-1,2,3-三唑,1-苄基-1,2,3-三唑,4-羟基-1,2,3-三唑,1-氨基-1,2,3-三唑,1-苯甲酰氨基-4-甲基-1,2,3-三唑,1-氨基-4,5-二苯基-1,2,3-三唑,1,2,3-三唑醛,2-甲基-1,2,3-三唑-4-羧酸,和4-氰基-1,2,3-三唑,或者它们的组合。适用于本发明的1,2,4-三唑衍生物,包括1-甲基-1,2,4-三唑,1,3-二苯基-1,2,4-三唑,5-氨基-3-甲基-1,2,4-三唑,3-巯基-1,2,4-三唑,1,2,4-三唑-3-羧酸,1-苯基-1,2,4-三唑-5-酮,1-苯基尿唑,或者它们的组合。二唑和噻唑的合适实例包括2-巯基苯并噻唑,2,5-二巯基-1,3,4噻二唑及其衍生物,或者它们的组合。适用于本发明的苯并三唑的衍生物,包括1-甲基苯并三唑,5,6-二甲基苯并三唑,2-苯基苯并三唑,1-羟基苯并三唑,1-苯并三唑羧酸甲基酯,2-(3′,5′-联丁基2′-羟苯基)苯并三唑,或者它们的组合。在某些实施方案中,在可电沉积的涂料组合物中的唑系化合物用量是≥0.5wt%,基于可电沉积的涂料组合物的树脂固体总量。在某些实施方案中,在可电沉积的涂料组合物中的唑系化合物用量是≤5wt%,基于可电沉积的涂料组合物的树脂固体总量。在某些实施方案中,可电沉积的涂料组合物中的唑系化合物用量范围为前述句子中所述数值的任意组合,包括所述数值本身在内。例如,在一些实施方案中,唑系化合物用量是2wt%到4wt%,基于可电沉积的涂料组合物的树脂固体总量。另外地,在一些实施方案中,为了代替前一段落所述的可电沉积的涂料组合物的应用,颜色赋予涂料组合物(在下文详细描述)可使用本领域已知的技术施加到基材上。在一些实施方案中,该方法基本上由步骤(a)至(g)组成,其中在步骤(c),(e),和(g)中使用的材料基本上不含有铬。带有涂层体系的基材上述方法可用在各种基材上。可与本发明一起使用的合适基材包括金属基材,金属合金基材,和已经喷涂金属的基材,诸如镀镍的塑料。在一些实施方案中,该金属或金属合金可以是钢和/或铝。例如,该钢基材可以是冷轧钢,电镀锌钢,和/或热浸渍镀锌钢。2XXX,5XXX,6XXX,或7XXX系列的铝合金,以及镀铝合金也可用作基材。用于本发明的基材也可以包括钛和/或钛合金。在一些实施方案中,该基材可包括车辆的一部分,诸如车辆车身(例如,不受限制地,车门,车身面板,箱形甲板盖,顶板,护罩,顶部和/或夹层,铆钉,起落装置组件,和/或用于飞行器的外皮)和/或车辆的框架。在此使用的,″车辆″或其变体包括,但不限于,民用,商用和军用飞行器,和/或陆地车辆,诸如轿车,摩托车,和卡车。在此描述的各种涂料组合物可以作为可以沉积到基材上的涂层体系的一部分进行施加。该涂层体系典型地包括许多涂层。在沉积到基材上的涂料组合物(例如,底漆-面漆,颜色赋予,和/或基本上地透明的涂料组合物;如下所述)通过本领域已知的方法(例如,通过热加热)基本上被固化或者干燥的时候,通常形成了涂层。取决于工业(例如,航空航天或汽车),各种涂层,诸如底漆-面漆层或颜色赋予涂层,可以施加到至少一部分可电沉积的涂层之上。例如,在航空航天工业,颜色赋予涂层,诸如DESOPHANE(从PPGxa0Industries,Inc购得),被沉积到至少一部分可电沉积的涂层之上。在某些实施方案中,底漆层,诸如DESOPRIME(从PPGxa0Industries,Inc购得),被配置到可电沉积的涂层和颜色赋予涂层之间。在用于汽车工业的普通涂层体系中,底漆-面漆层,诸如DPX-1791,DPX-1804,DSPX-1537,GPXH-5379,OPP-2645,PCV-70118,和1177-225A(从PPGxa0Industries,Inc购得)典型地被沉积到至少一部分可电沉积的涂层之上。该底漆-面漆涂层用于增强后施加涂层的抗碎落性(例如,颜色赋予涂料组合物和/或基本上透明涂料组合物),以及有益于后施加涂层的外观。在此使用的,″底漆-面漆″指的是,在后施加的涂料组合物下的底漆组合物,并且包括了如热塑性塑料和/或交联(例如,热固性)成膜性树脂的材料,其在有机涂层组合物领域一般是已知的。人们注意到在一些实施方案中,该底漆-面漆涂层在涂层体系中不使用。因此,颜色赋予涂层可以沉积到至少一部分可电沉积的涂层之上。在一些实施方案中,颜色赋予涂料组合物(以下称为,″基底层(basecoat)″)被沉积到至少一部分底漆面漆涂层(如果存在的话)之上。现有技术中已知的任何基底层涂料组合物均可用于本发明中。人们注意到这一涂料组合物典型地包括着色剂。在某些实施方案中,基本上透明的涂料组合物(以下称为,″透明层(clearcoat)″)被沉积到至少一部分基底层涂层之上。在此使用的″基本上透明″涂层是基本上透明的,并且不是不透明的。在某些实施方案中,基本上透明的涂料组合物可包括着色剂,然而其用量不会使得其在固化后导致透明涂层组合物不透明(不是基本上透明)。现有技术中已知的任何透明层涂料组合物均可用于本发明中。例如,在美国专利No.5,989,642,6,245,855,6,387,519,和7,005,472描述的透明层涂料组合物,均可用于该涂层体系。在某些实施方案中,基本上透明的涂料组合物还可以包括颗粒,诸如硅石颗粒,其分散在该透明层涂料组合物中(诸如在固化后,处于透明层涂料组合物的表面)。在一些实施方案中,包括在此描述的聚合物的涂料组合物,可用作透明层涂料组合物。在此描述的一种或多种涂料组合物可包括着色剂和/或其它任选的材料,其在配方表面涂层领域是已知的。在此使用的,术语″着色剂″指的是任何能够赋予颜色和/或其它不透明度和/或其它视觉效应给组合物的物质。该着色剂可以任何合适形式加入到涂料中,诸如离散微粒,分散体,溶液和/或薄片(例如,铝薄片)。单一着色剂或两种或更多种着色剂的混合物均可用于在此描述的涂料组合物中。着色剂的实例包括颜料,染料和染剂(tints),诸如在油漆工业中使用的那些和/或在Colorxa0Manufacturersxa0Association(DCMA)中列出的那些,以及特殊效果组合物。着色剂可包括,例如,细分散的固体粉末,其是不溶的但是在使用条件下是可润湿的。着色剂可以是有机的或无机的,并且可以是聚集的或非-聚集的。着色剂可通过使用研磨媒介物来加入到涂料中,诸如丙烯酸类研磨媒介物,对其的使用为本领域技术人员所熟知。颜料和/或颜料组合物的实例包括,但不限于,咔唑二噁嗪粗颜料,偶氮,单偶氮,二偶氮,萘酚AS,盐类(色淀),苯并咪唑酮,缩合物(condensation),金属络合物,异二氢吲哚酮,异二氢吲哚和多环酞菁,喹吖啶酮,苝,芘酮(perinone),二酮基吡咯并吡咯,硫靛蓝,蒽醌,靛蒽酮,蒽嘧啶,黄烷士酮,皮蒽酮染料,蒽嵌蒽醌,二噁嗪,三芳基正碳离子,醌并酞酮(quinophthalone)颜料,二酮基吡咯并吡咯红(″DPPBO红″),二氧化钛,碳黑和它们的混合物。术语″颜料″和″着色填料″可以互换使用。染料的实例包括,但不限于,那些是溶剂和/或水基的,诸如酞菁绿或酞菁蓝,氧化铁,铋钒酸盐,蒽醌,苝,铝和喹吖啶酮。染剂的实例包括,但不限于,分散在水基或水溶性载体中的颜料,诸如购自Degussa,Inc.的AQUA-CHEMxa0896,购自Eastmanxa0Chemical,Inc的Accuratexa0Dispersions部门的CHARISMAxa0COLORANTS和MAXITONERxa0INDUSTRIALxa0COLORANTS。如上所述,着色剂可以是分散体形式,其包括但不限于,纳米粒子分散体。纳米粒子分散体可以包括一种或多种高度分散的纳米粒子着色剂和/或着色剂颗粒,其产生了想要的可见颜色和/或不透明度和/或视觉效应。纳米粒子分散体可以包括着色剂,诸如颜料或染料,其粒度低于150nm,诸如低于70nm,或者低于30nm。纳米粒子可通过用具有低于0.5mm粒度的研磨介质来磨碎粗料有机颜料或者无机颜料来进行生产。在美国专利No.6,875,800中对纳米粒子分散体及其制备方法的实例进行了定义。纳米粒子分散体还可以通过结晶,沉淀,气相缩合,和化学磨碎(也就是,部分溶解)的方式进行生产。为了使最小化涂层内的纳米粒子再聚结,可使用树脂涂覆的纳米粒子分散体。在此使用的,″树脂涂覆的纳米粒子分散体″指的是,一连续相,其中分散着离散的″复合微颗粒″,所述″复合微颗粒″包含纳米粒子和涂覆在纳米粒子上的树脂。树脂涂覆的纳米粒子及其制造方法的实例,在2004年6月24日提交的美国专利申请公开2005-0287348,2003年6月24日提交的美国临时申请No.60/482,167,和2006年1月20日提交的美国专利申请系列号No.11/337,062中有记载。可以使用的特殊效果组合物的实例包括产生了一种或多种外观效果的颜料和/或组合物,所述外观效果诸如反射、珍珠光泽、金属光泽、磷光、荧光、光致变色、光敏、热致变色现象、随角变色(goniochromism)和/或颜色-改变。另外的特殊效果组合物可提供其它可感觉到的性能,诸如不透明度或织构。在非限制性的实施方案中,特殊效果组合物可以产生色移(colorxa0shift),使得在涂层用不同角度查看时,涂层颜色发生改变。颜色效应组合物的实例在美国专利No.6,894,086有所描述。另外的颜色效果组合物可包括透明涂覆的云母和/或合成云母,涂覆的硅石,涂覆的氧化铝,透明液晶颜料,液晶涂料,和其中由于材料内的折射指数差异产生的干涉,而不是因为材料表面和空气之间的折射指数差异产生的干涉的任何组合物。在某些非限制性的实施方案中,光敏组合物和/或光致变色组合物,其暴露在一个或者多个光源下时会可逆地改变其颜色,也可用于在此描述的涂料组合物。光致变色的和/或光敏组合物可通过暴露在规定波长的辐射下来进行激活。当组合物被激发时,其分子结构发生改变,改变的结构显示出新的不同于组合物最初颜色的颜色。当除去辐射时,光致变色的和/或光敏组合物可回到抑制状态,在该状态下恢复到最初颜色。在一非限制性实施方案中,光致变色的和/或光敏组合物可以在非激发状态是无色的,在激发状态显示颜色。在毫秒到数分钟内,可以发生完全颜色改变,诸如从20秒到60秒钟。光致变色的和/或光敏组合物的实例包括光致变色染料。在非限制性实施方案中,光敏组合物和/或光致变色组合物可与聚合物和/或可聚合组分的聚合物材料相联系和/或至少部分地结合,诸如通过共价键。与光敏的组合物可以从涂层中迁移并结晶到基材中的一些涂料不同,根据本发明的一非限制性实施方案,与聚合物和/或可聚合组分有关和/或至少部分结合的光敏组合物和/或光致变色组合物,具有最小的从涂层中的迁移。光敏组合物和/或光致变色组合物及其制造方法的实例在2004年7月16日提交的美国申请系列号No.10/892,919中有所描述。一般地,着色剂可以任何量存在,其用量足以赋予想望的视觉和/或颜色效果。着色剂可占组合物的1到65wt%,诸如3到40wt%或5到35wt%,基于组合物总重量。涂料组合物可以包括表面涂料配制领域熟知的其他任选材料,诸如增塑剂,抗氧化剂,受阻胺光稳定剂,UV光吸收剂和稳定剂,表面活性剂,流动调节剂,触变剂诸如膨润土,颜料,填料,有机助溶剂,催化剂,包括膦酸和其它常规助剂。应进一步明了的是,形成在此描述的各种涂层的一种或者多种涂料组合物,可以是″单组分″(″1K″),″双组分″(″2K″),或者多组分的组合物。1K组合物将被理解为在制造后,储存期间等等,所有的涂料组分均保持在同一容器的组合物。2K组合物或多组分组合物将被理解为其中各种组分一直在应用之前都独立保存的组合物。1K或2K涂料组合物均可通过任何常规方法,诸如加热、增压空气等等,来施加到基材上,并固化。形成在此描述的各种涂层的涂料组合物可以使用本领域已知的任何技术来沉积或者施加到基材上。例如,涂料组合物可以通过各种方法的任一种来施加到基材上,在各种方法中包括,但不限于,喷涂,刷涂,浸渍,和辊涂。当将多个涂料组合物施加到基材之上时,应注意到,一个涂料组合物可以施加到下方涂料组合物的至少一部分之上,或者在下方涂料组分已经固化之后,或者在下方涂料组合物正在固化之前。如果涂料组合物被施加到还未固化的下方涂料组合物之上时,一个或多个未固化的涂料组合物可以同时固化。涂料组合物可使用任何本领域已知的技术来进行固化,诸如,但不限于,热能,红外,离子化或光化辐射,或者它们的任何组合。在某些实施方案中,固化操作在温度≥10℃下进行。在其它实施方案中,该固化在温度≤246℃下进行。在某些实施方案中,固化可以在前述句子中所述数值的任意组合的温度范围内进行,包括所述数值本身在内。例如,该固化能够在温度120℃-150℃下进行。应注意的是,然而,较低的或较高的温度可作为必需的来激活固化机理。在某些实施方案中,在此描述的涂料组合物是低温的,可水分固化的涂料组合物。在此使用的,术语″低温,可水分固化的″指的是,在施加到基材之后,涂料组合物能够在环境空气的存在下进行固化,空气的相对湿度为10%到100%,诸如25%到80%,温度为-10℃到120℃,诸如5℃到80℃,在一些情况10℃到60℃,并且,在其它情况下,15℃到40℃。在此描述的涂层的干燥膜厚度范围是0.1微米到500微米。在其它实施方案中,干燥膜厚度可以是≤125微米,诸如≤80微米。例如,干燥膜厚度范围为15微米到60微米。在本发明详细描述的某些实施方案中,本领域技术人员应明了的是,对详述方案的各种改性和变换均可根据本发明的整体教导的精神进行开发。因此,在此公开的某些方案仅仅是说明性的,而不是限制性的,本发明的保护范围由权利要求及其所有等价形式的整体范围来给出。实施例实施例I2024-T3裸露铝面板用CHEMKLEENxa0275溶液在130°F进行喷洗2分钟来清洁,所述CHEMKLEENxa0275为得自PPGxa0Industries的碱性清洁剂。在碱洗之后,面板用去离子水进行彻底漂洗。面板然后在120°F浸渍到酸性溶液两分钟。酸性溶液通过采用去离子水稀释198.1克的85%磷酸,8.5克的70%硝酸,16.5克的TRITONxa0X-100(购自Dowxa0Chemicalxa0Company)和11.1克的TRITONxa0CF-10(购自Dowxa0Chemicalxa0Company)到五加仑体积,然后用CHEMFILxa0Buffer(购自PPGxa0Industries)来中和到pHxa03.0来获得。在酸溶液中处理后,面板用去离子水进行彻底漂洗,用热空气排风来进行吹气干燥。面板然后在电沉积浴液(如下所述)中进行电涂覆,在浴液中之后受到50%的超滤作用。电沉积在100到170伏特进行90秒钟,浴液温度为24-27℃。在电沉积以后,面板在煤气加热烤炉中在93℃(200°F)下全部烘烤30分钟。电涂覆面板然后受到ASTMxa0B117的5%中性盐雾化处理3000小时。实施例I中使用的浴液组合物树脂1:磷酸盐化的环氧树脂分散体的制备819.2份双酚A二缩水甘油醚(EEWxa0188),263.5份双酚A,和209.4份2-正丁氧基-1-乙醇的混合物被加热至115℃。在该时候,添加0.8份的乙基三苯基磷鎓碘化物。将混合物在至少165℃加热,并保持一小时。混合物允许冷却到88℃,将51.3份EKTASOLVExa0EEH溶剂和23.2份2-正丁氧基-1-乙醇加入。在88℃,加入由32.1份85%邻磷酸,18.9份苯基膦酸,和6.9份EKTASOLVExa0EEH组成的淤浆。随后反应混合物维持在至少120℃达30分钟。在此时,混合物冷却到100℃,逐渐加入71.5份的去离子水。一旦加入水,保持约100℃达2小时。然后反应混合物冷却到90℃,加入90.0份二异丙醇胺,随后加入413.0份CYMELxa01130和3.0份去离子水。在30分钟的混合之后,1800.0份的混合物被反转稀释入1506.0份的搅拌过的去离子水中。将另外的348.0份的去离子水加入,来生成均一的分散体,其在110℃,1小时后具有39.5%的固体含量。该电沉积浴液如下制备:xa0xa0成分
xa0xa0重量份
xa0xa0磷酸盐化的环氧树脂分散体
xa0xa01522
xa0xa0颜料糊剂1
xa0xa0331
xa0xa0去离子水
xa0xa01947
1灰色颜料糊剂,ACPP-1120,购自PPGxa0Industries,Inc.,50%固含量。上述成分彻底共混,来生产具有19%固体含量,颜料/粘结剂比率0.2的树脂共混物。实施例II2024-T3裸露铝面板用CHEMKLEENxa0275溶液在130°F进行喷洗2分钟来清洁,所述CHEMKLEENxa0275为得自PPGxa0Industries的碱性清洁剂。在碱洗之后,面板用去离子水进行彻底漂洗。面板然后在120°F浸渍到酸性溶液两分钟。酸性溶液通过采用去离子水稀释198.1克的85%磷酸,8.5克的70%硝酸,16.5克的TRITONxa0X-100(购自Dowxa0Chemicalxa0Company)和11.1克的TRITONxa0CF-10(购自Dowxa0Chemicalxa0Company)到五加仑体积,然后用CHEMFILxa0Buffer(购自PPGxa0Industries)来中和到pHxa03.0来获得。在酸洗之后,面板用去离子水进行彻底漂洗。然后将面板浸入氟化锆酸中,在100°F达两分钟。通过采用去离子水稀释16.6克的45%氟化锆酸到五加仑体积,并用CHEMFILxa0Buffer(购自PPGxa0Industries)中和到pH4.5,来获得酸浴液。在酸性溶液中处理后,面板用去离子水进行彻底漂洗,用热空气排风来进行吹气干燥。面板然后在电沉积浴(如下所述)中进行电涂覆,在浴液中之后受到50%的超滤作用。电沉积在100到170伏特进行90秒钟,浴液温度为24-27℃。在电沉积以后,面板在煤气加热烤炉中在93℃(200°F)下全部烘烤30分钟。电涂覆面板然后受到ASTMxa0B117的5%中性盐雾化3000小时。实施例II中使用的浴液组合物树脂II:磷酸盐化的环氧树脂分散体制备819.2份双酚A二缩水甘油醚(EEWxa0188),263.5份双酚A,和209.4份2-正丁氧基-1-乙醇的混合物被加热至115℃。在该时候,添加0.8份的乙基三苯基磷鎓碘化物。将混合物在至少165℃加热,并保持一小时。混合物允许冷却到88℃,将51.3份EKTASOLVExa0EEH溶剂和23.2份2-正丁氧基-1-乙醇加入。在88℃,加入由32.1份85%邻磷酸,18.9份苯基膦酸,和6.9份EKTASOLVExa0EEH组成的淤浆。随后反应混合物维持在至少120℃达30分钟。在此时,混合物冷却到100℃,逐渐加入71.5份的去离子水。一旦加入水,保持约100℃达2小时。然后反应混合物冷却到90℃,加入90.0份二异丙醇胺,随后加入413.0份CYMELxa01130和3.0份去离子水。在30分钟的混合之后,1800.0份的混合物被反转稀释入1506.0份的搅拌过的去离子水中。将另外的348.0份的去离子水加入,来生成均一的分散体,其在110℃,1小时后具有39.5%的固体含量。上述磷酸盐化的环氧树脂的树脂共混物,如下制备:xa0xa0成分
xa0xa0重量份
xa0xa0实施例1的磷酸盐化的环氧树脂分散体+腐蚀抑制剂
xa0xa01522
xa0xa0颜料糊剂1
xa0xa0331
xa0xa0去离子水
xa0xa01947
1灰色颜料糊剂,ACPP-1120,购自PPGxa0Industries,Inc.,50%固含量。上述成分彻底共混,来生产具有19%固体含量,颜料/粘结剂比率0.2的树脂共混物。测试结果总结测试结果表明,当与实施例I的面板相比时,实施例Ixa0I的面板显示了改进的腐蚀性能(即,较少起泡;面层和划痕),在划痕处更少的腐蚀,和更少的凹痕。