[**]

Композиции антикоррозионных покрытий содержат связывающий полимер и пигмент, ингибирующий коррозию, на основе аморфного фосфата алюминия. Композиция содержит примерно от 1 до 25 мас.% аморфного фосфата алюминия. Аморфный фосфат алюминия имеет адсорбционный потенциал для воды примерно до 25 мас.% воды. Композиция обеспечивает контролируемую доставку фосфата примерно от 50 до 500 ч/млн, а предпочтительно, примерно от 100 до 200 ч/млн. Композиция имеет растворимых веществ в целом меньше примерно чем 1500 ч/млн. Предпочтительно, аморфный фосфат алюминия, по существу, не содержит щелочных металлов. Аморфный фосфат алюминия получают посредством объединения гидроксида алюминия с фосфорной кислотой и алюминатом натрия. Аморфный фосфат алюминия обрабатывают для понижения уровня нежелательных растворимых веществ и обработанный аморфный фосфат алюминия сушат при температуре меньше примерно чем 300°С. Композицию используют в качестве грунтовочного покрытия, промежуточного покрытия и/или отделочного слоя покрытия.

(57) Реферат / Формула:

Композиции антикоррозионных покрытий содержат связывающий полимер и пигмент, ингибирующий коррозию, на основе аморфного фосфата алюминия. Композиция содержит примерно от 1 до 25 мас.% аморфного фосфата алюминия. Аморфный фосфат алюминия имеет адсорбционный потенциал для воды примерно до 25 мас.% воды. Композиция обеспечивает контролируемую доставку фосфата примерно от 50 до 500 ч/млн, а предпочтительно, примерно от 100 до 200 ч/млн. Композиция имеет растворимых веществ в целом меньше примерно чем 1500 ч/млн. Предпочтительно, аморфный фосфат алюминия, по существу, не содержит щелочных металлов. Аморфный фосфат алюминия получают посредством объединения гидроксида алюминия с фосфорной кислотой и алюминатом натрия. Аморфный фосфат алюминия обрабатывают для понижения уровня нежелательных растворимых веществ и обработанный аморфный фосфат алюминия сушат при температуре меньше примерно чем 300°С. Композицию используют в качестве грунтовочного покрытия, промежуточного покрытия и/или отделочного слоя покрытия.

---

Евразийское (21) 201390555 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2013.09.30
(22) Дата подачи заявки 2011.10.14
(51) Int. Cl. C09D 5/00 (2006.01)
(54) КОМПОЗИЦИИ ПОКРЫТИЙ С АНТИКОРРОЗИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ
(31) 12/905,999
(32) 2010.10.15
(33) US
(86) PCT/US2011/056429
(87) WO 2012/051573 2012.04.19
(71) Заявитель:
БУНГЕ ЭЙМОРФИК СОЛЮШНЗ ЭлЭлСи; УНИВЕРСИДАДИ ЭСТАДУАЛ ДИ КАМПИНАС (BR)
(72) Изобретатель:
Фосканти Реймонд Э. (US), Галембек Фернанду, Брага Мелисса (BR)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Композиции антикоррозионных покрытий содержат связывающий полимер и пигмент, инги-бирующий коррозию, на основе аморфного фосфата алюминия. Композиция содержит примерно от 1 до 25 мас.% аморфного фосфата алюминия. Аморфный фосфат алюминия имеет адсорбционный потенциал для воды примерно до 25 мас.% воды. Композиция обеспечивает контролируемую доставку фосфата примерно от 50 до 500 ч/млн, а предпочтительно, примерно от 100 до 200 ч/ млн. Композиция имеет растворимых веществ в целом меньше примерно чем 1500 ч/млн. Предпочтительно, аморфный фосфат алюминия, по существу, не содержит щелочных металлов. Аморфный фосфат алюминия получают посредством объединения гидроксида алюминия с фосфорной кислотой и алюминатом натрия. Аморфный фосфат алюминия обрабатывают для понижения уровня неже- I лательных растворимых веществ и обработанный аморфный фосфат алюминия сушат при температуре меньше примерно чем 300°С. Композицию используют в качестве грунтовочного покрытия, промежуточного покрытия и/или отделочного слоя покрытия.
2420-196106ЕА/085 КОМПОЗИЦИИ ПОКРЫТИЙ С АНТИКОРРОЗИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ Настоящее изобретение относится к композициям покрытий, имеющим антикоррозионные свойства, а более конкретно, к композициям покрытий, специально приготавливаемым так, чтобы они содержали пигмент, ингибирующий коррозию, на основе аморфного фосфата алюминия, и к способу их получения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Композиции покрытий, приготавливаемые с содержанием одного или нескольких материалов для получения антикоррозионных свойств, используемые для формирования пленочного слоя на поверхности металлических подложек, известны в данной области. Такие композиции покрытий используют материалы, которые, как известно, обеспечивают некоторую степень защиты против коррозии по одному из трех различных механизмов.
Первый механизм контроля коррозии в композиции покрытий
представляет собой механизм, обеспечиваемый с помощью
препарата, где композиция связующего, которая придает
получаемой отвержденной пленке высокую степень стойкости к
диффузии влажности и воды, объединяется с пигментом или твердым
компонентом, который усиливает барьерные свойства композиции
пленки, тем самым обеспечивая физический барьер для любой воды,
проходящей в отвержденную пленку покрытия, для защиты лежащей
под ней поверхности металлической подложки с покрытием от
коррозии. Материалы пигментов или твердые компоненты, пригодные
для использования в этом отношении, включают алюминий, оксид
железа, слюду, тальк, силикат кальция и сульфат бария в форме
частиц и/или хлопьев. Второй механизм контроля коррозии в
композициях покрытий представляет собой механизм,
обеспечиваемый размещением желаемого материала рядом с поверхностью металлической подложки, который выбирают для коррозии с расходуемым катодом при контакте с любой водой и кислородом, проходящими в отвержденную пленку покрытия, тем самым осуществляя коррозию с расходуемым катодом для осуществления катодной защиты и предотвращения коррозии лежащей
под ним металлической подложки. Металлический цинк представляет собой иллюстративный материал, пригодный для использования в этом отношении, и может размещаться на поверхности подложки в качестве составляющего в композиции покрытия или может размещаться отдельно от нее.
Третий механизм контроля коррозии представляет собой механизм, где композиция покрытия использует материал, который ингибирует коррозию, например, пигмент, ингибирующий коррозию, при этом такой материал, при вступлении в контакт с водой и кислородом, высвобождает материал, который диффундирует к поверхности подложки и либо адсорбируется на подложке с образованием непроницаемого слоя, либо образует продукт реакции с поверхностью металлической подложки, тем самым предотвращая ее взаимодействие с водой, кислородом и другими коррозивными материалами. Это работает при пассивировании поверхности подложки и тем самым, при защите ее от коррозии. Материалы, о которых известно, что они являются пригодными для использования в этом отношении, включают кальций цинк фосфомолибдат, алюминий трифосфат, фосфат цинка, цинк-железо фосфат, стронций-цинк фосфосиликат, кальций фосфосиликат, фосфат цинка-алюминия, свинец-содержащие материалы и хромат-содержащие материалы.
Хотя композиции антикоррозионного покрытия, известные в данной области, обеспечивают некоторую степень защиты против нежелательной коррозии, такие известные композиции покрытий могут основываться на использовании материалов, которые представляют опасность/источник опасности для окружающей среды и/или источник опасности для здоровья или безопасности людей, и по этим причинам использование таких композиций покрытий должно быть ограничено или даже запрещено, или оно уже ограничено или запрещено. В дополнение к этому, такие известные композиции покрытий, хотя и обеспечивают некоторую степень защиты от коррозии, неспособны обеспечить желаемый или необходимый уровень контроля коррозии, который является достаточным, чтобы удовлетворить требования определенных конечных приложений.
По этой причине является желательным, чтобы композиция антикоррозионного покрытия приготавливалась таким способом,
который обеспечивает желаемую степень контроля
коррозии/коррозионной стойкости без использования материалов,
использование которых ограничено или о которых иным образом
известно, что они представляют собой источник
опасности/опасность для окружающей среды и/или проблемы для здоровья или безопасности людей. Является желательным, чтобы такие композиции антикоррозионного покрытия приготавливалась таким способом, который обеспечивает желаемую улучшенную степень коррозионной стойкости по сравнению с известными композициями покрытий, тем самым удовлетворяя потребности определенных конечных приложений. Кроме того, является желательным, чтобы такие композиции антикоррозионных покрытий приготавливались из легкодоступных материалов и/или изготавливались в соответствии со способом, который делает возможным изготовление композиции покрытия таким способом, который не требует использования экзотического оборудования, который не является слишком трудоемким и который является экономически выгодным.
Документы US2008/085965A1, GB 22216384 А и DE 3233092 С1 раскрывают покрывные композиции для защиты от коррозии.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Композиции антикоррозионных покрытий, полученные в
соответствии с принципами настоящего изобретения, содержат
связывающий полимер и фосфат алюминия, диспергированный в
связывающем полимере. Связывающий полимер может быть выбран из
группы, включающей полиуретаны, сложные полиэфиры,
органорастворимые эпоксиды, эпоксиды без растворителя, водорастворимые эпоксиды, эпокси-сополимеры, акриловые соединения, акриловые сополимеры, силиконы, силиконовые сополимеры, полисилоксаны, полисилоксановые сополимеры, алкиды и их сочетания. Фосфат алюминия содержит аморфный фосфат алюминия. В предпочтительном варианте осуществления, фосфат алюминия представляет собой аморфный ортофосфат алюминия в то время, когда композицию покрытия наносят на поверхность металлической подложки. Композиция покрытия содержит в пределах примерно от 1 до 2 5 процентов массовых фосфата алюминия.
В иллюстративном варианте осуществления, аморфный фосфат алюминия представляет собой аморфный гидроксифосфат алюминия, содержащий гидроксильные функциональные группы, присоединенные к атому алюминия и/или к фосфатному атому. В дополнение к этому, композиция покрытия имеет химическую систему, где гидроксильные функциональные группы аморфного гидроксифосфата алюминия связаны с функциональными группами в связывающем полимере. В иллюстративном варианте осуществления, аморфный фосфат алюминия имеет химическую структуру, содержащую полимерную основную цепь, где аморфный фосфат алюминия содержит фосфатный анион, как в полимерной основной цепи, так и вне ее. Кроме того, аморфный фосфат алюминия имеет адсорбционный потенциал для воды примерно до 2 5 процентов массовых воды.
В иллюстративном варианте осуществления, композиция покрытия обеспечивает контролируемую доставку фосфата, например, фосфатных анионов, в пределах примерно от 50 до 50 0 ч/млн, а предпочтительно, в пределах примерно от 100 до 2 00 ч/млн. В иллюстративном варианте осуществления, композиция покрытия имеет общее содержание растворимых веществ меньше примерно, чем 1500 ч/млн, меньше, чем 800 ч/млн, предпочтительно, меньше примерно, чем 4 00 ч/млн, а более предпочтительно, примерно от 100 до 250 ч/млн. Аморфный фосфат алюминия предпочтительно по существу не содержит щелочных металлов.
Композиции антикоррозионных покрытий формируют посредством объединения исходных материалов, содержащих источник алюминия, с источником фосфора и щелочного раствора и взаимодействия объединенных исходных материалов с образованием раствора, содержащего осадок аморфного фосфата алюминия. Источник алюминия может быть выбран из группы, включающей алюминат натрия, гидроксид алюминия, сульфат алюминия и их сочетания, и источник фосфора может представлять собой фосфорную кислоту или фосфатную соль. Стадия объединения может включать сначала смешивание гидроксида алюминия с фосфорной кислотой с образованием кислого фосфата алюминия, а затем объединение кислого фосфата алюминия с алюминатом натрия с образованием
аморфного фосфата алюминия. Перед стадией объединения с алюминатом натрия, кислый фосфат алюминия имеет молярное отношение Р:А1, которое больше, чем после добавления к нему алюмината натрия.
В иллюстративном варианте осуществления, аморфный фосфат алюминия обрабатывают для понижения содержания нежелательных растворимых веществ до уровня, отмеченного выше. Стадия обработки может включать приведение в контакт осадок аморфного фосфата алюминия со щелочноземельным металлом, выбираемым для замены целевого иона в аморфном фосфате алюминия. В иллюстративном варианте осуществления, целевой ион представляет собой щелочной металл, например, натрий, и щелочноземельный металл содержит соединение кальция, например, гидроксид кальция, Са(ОН)2. После стадии обработки, осадок по существу не содержит щелочных металлов.
Обработанный аморфный фосфат алюминия сушат при температуре меньше примерно, чем 3 0 0°С, при этом высушенный осадок содержит аморфный ортофосфат алюминия. Аморфный ортофосфат алюминия смешивают со связывающим полимером с образованием композиции антикоррозионного покрытия.
Такие композиции антикоррозионных покрытий можно использовать в качестве грунтовочного покрытия, промежуточного покрытия и/или отделочного слоя покрытия в зависимости от конкретного препарата и/или конечного применения. Композиция антикоррозионного покрытия может наноситься на металлическую подложку и получать возможность для сушки с образованием полностью отвержденной пленки. В случае, когда связывающий полимер является органорастворимым, аморфный фосфат алюминия в отвержденной пленке контролирует коррозию лежащей под ним подложки посредством как адсорбции, так и (или) поглощения воды, поступающей в пленку, и обеспечения пассивирующих фосфатных анионов.
Композиции антикоррозионных покрытий, как описано в настоящем документе, получают таким способом, который обеспечивает желаемую степень контроля коррозии/коррозионной
стойкости без использования материалов, применение которых ограничивается или которые другим образом известны, как представляющие источник опасности/опасность для окружающей среды и/или доставляющие проблемы, связанные со здоровьем или безопасностью людей. Кроме того, такие композиции антикоррозионных покрытий приготавливают таким способом, который обеспечивает желаемую улучшенную степень коррозионной стойкости, по сравнению с известными композициями покрытий, тем самым удовлетворяя потребности определенных конечных приложений. Такие композиции антикоррозионных покрытий приготавливают из легкодоступных материалов и получают с помощью способов, которые делают возможным получение таким способом, который не требует использования экзотического оборудования, который не является слишком трудоемким и который является экономически выгодным.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В настоящем документе описываются композиции
антикоррозионных покрытий и способы их получения. Такие композиции антикоррозионных покрытий приготавливают, чтобы они содержали желаемое количество пигмента, ингибирующего коррозию, на основе аморфного фосфата алюминия, который специально разработан для обеспечения объединенных желаемых свойств контролируемого высвобождения/доставки оптимального количества пассивирующих анионов, например, фосфатных анионов, для ингибирования коррозии и контролируемого количества растворимых веществ в целом. Вместе, такие свойства дают возможность композиции антикоррозионного покрытия для обеспечения улучшенной степени коррозионной стойкости для лежащей под ним поверхности металлической подложки без ослабления целостности и стабильности пленки и композита, тем самым давая такую улучшенную коррозионную стойкость для продолжения срока службы, по сравнению с обычными композициями антикоррозионных покрытий. Аморфные фосфаты алюминия, используемые в этих композициях антикоррозионных покрытий, также специально разрабатываются для получения высокого уровня совместимости с разнообразными различными связывающими полимерами или системами связывающих
полимеров, пригодными для формирования такой композиции покрытия, тем самым обеспечивая высокую степень гибкости и выбора при приготовлении композиции антикоррозионного покрытия, чтобы удовлетворить потребностям и условиям разнообразных конечных применений в ряде различных промышленных конечных использований.
Композиции антикоррозионных покрытий содержат желаемый связывающий полимер, который может быть выбран в зависимости от различных конечных применений, а также других факторов. Примеры связывающих полимеров включают полимеры, используемые в настоящее время для получения известных композиций антикоррозионных покрытий, и могут быть выбраны из общих групп водорастворимых полимеров, органорастворимых полимеров и их сочетаний. Иллюстративные водорастворимые полимеры, пригодные для получения композиций антикоррозионных покрытий, включают акриловые полимеры и акриловые сополимеры, алкидные, эпокси, полиуретановые и силиконовые и полисилоксановые полимеры. Иллюстративные органорастворимые и/или водонерастворимые полимеры, пригодные для получения композиций антикоррозионных покрытий, включают акриловые полимеры и акриловые сополимеры, эпоксид, полиуретан, силикон, полисилоксан, сложный полиэфир и алкид. Предпочтительные связывающие полимеры включают латекс акрилового сополимера, алкидные, полиуретановые и эпокси полимеры.
В иллюстративном варианте осуществления, композиции антикоррозионных покрытий содержат в пределах примерно от 15 до 75 процентов массовых, предпочтительно, в пределах примерно от 20 до 60 процентов массовых, а более предпочтительно, в пределах примерно от 2 0 до 35 процентов массовых связывающего полимера по отношению к общей массе композиции покрытия. Композиция антикоррозионного покрытия, содержащая меньше примерно, чем 15 процентов массовых связывающего полимера, может содержать большее количество пигмента, ингибирующего коррозию, чем это необходимо для обеспечения желаемой степени коррозионной стойкости. Композиция антикоррозионного покрытия, содержащая больше примерно, чем 7 5 процентов массовых
связывающего полимера, может содержать количество пигмента, ингибирующего коррозию, которое недостаточно для обеспечения желаемой степени коррозионной стойкости. Хотя предусматриваются определенные количества связывающего полимера, понятно, что конкретное количество связывающего полимера, который используют для приготовления композиций антикоррозионных покрытий, будет изменяться в зависимости от таких факторов как тип используемого связывающего полимера, тип и/или количество ингибирующего пигмента, который используют, и/или конкретное конечное применение, например, подложка, которая должна покрываться, и коррозивная окружающая среда, предполагаемая для подложки.
Пигменты, ингибирующие коррозию, пригодные для получения композиций антикоррозионных покрытий, включают фосфат-содержащие соединения. Предпочтительные фосфат-содержащие соединения представляют собой фосфаты алюминия. Фосфаты алюминия, пригодные для использования в этом отношении, включают аморфные фосфаты алюминия, кристаллический фосфат алюминия и их сочетания. Предпочтительные фосфаты алюминия представляют собой аморфные фосфаты алюминия, а наиболее предпочтительные фосфаты алюминия представляют собой аморфные ортофосфаты алюминия. Использование аморфных фосфатов алюминия является предпочтительным, поскольку аморфные фосфаты алюминия, как показано, высвобождают некоторое количество фосфатных анионов, достаточное для пассивирования металлической подложки, когда диффундирующая вода вступает в контакт с пигментом в покрытии. Кроме того, обнаружено, что могут быть получены композиции аморфного фосфата алюминия, имеющие достаточно низкое содержание растворимого материала, так что растворимые вещества не могут вызывать осмотического блистеринга отвержденной пленки, когда такая пленка вступает в контакт с водой. Соответственно, аморфные фосфаты алюминия, как используется в этих композициях антикоррозионных покрытий, специально разработаны, чтобы как обеспечить контролируемое высвобождение или доставку пассивирующих анионов, например, фосфатных анионов, для ингибирования коррозии, так и для того,
чтобы они имели низкое содержание растворимых веществ в целом для предотвращения осмотического блистеринга.
В иллюстративном варианте осуществления, аморфные
ортофосфаты алюминия представляют собой аморфные
гидроксифосфаты алюминия. Аморфные гидроксифосфаты алюминия являются предпочтительными, поскольку они обеспечивают свойства однородного диспергирования в композиции, и дисперсия остается стабильной в течение всего времени хранения препарата в упаковке. Содержание гидроксила аморфного гидроксифосфата алюминия представляет собой уникальную функциональную группу, которая обеспечивает стабильность матрицы посредством создания водородных связей, с помощью соответствующих групп связывающего полимера препарата, таких, например, как карбоксильные группы, аминогруппы, гидроксильные группы, кислотные группы, и тому подобное. Эта особенность является уникальным для аморфного гидроксифосфата алюминия и отсутствует у кристаллических или других типов аморфных фосфатов. Регулируя отношение А1-0Н к А1-ОР в комплексе, можно регулировать высвобождение вторичных компонентов, включенных в материал в процессе совместной преципитации. Такие вторичные компоненты могут включать соли фосфата натрия, которые возникают в результате реакции синтеза.
Композиции антикоррозионных покрытий приготавливают, чтобы
они содержали конкретное количество ингибирующего пигмента,
вычисляемое для получения достаточного количества пассивирующих
анионов, когда их размещают при конечном использовании для
ингибирования коррозии. В иллюстративном варианте
осуществления, композиция антикоррозионного покрытия содержит в пределах примерно от 3 до 25 процентов массовых, предпочтительно, в пределах примерно от 5 до 15 процентов массовых, а более предпочтительно, в пределах примерно от 8 до 12 процентов массовых аморфного фосфата алюминия по отношению к общей массе сухой пленки композиции покрытия. Композиция антикоррозионного покрытия, содержащая меньше примерно, чем 3 процентов массовых аморфного фосфата алюминия, может содержать количество, которое недостаточно для обеспечения желаемой степени коррозионной стойкости. Композиция антикоррозионного
покрытия, содержащая больше примерно, чем 2 5 процентов массовых
аморфного фосфата алюминия, может содержать количество большее,
чем необходимо для обеспечения желаемой степени коррозионной
стойкости, и такое дополнительное количество может действовать,
ослабляя долговременную стабильность и/или целостность
отвержденной пленки покрытия. Хотя предусматриваются
определенные количества аморфного фосфата алюминия, должно быть
понятно, что конкретное количество аморфного фосфата алюминия,
которое используют для приготовления композиций
антикоррозионных покрытий, будет изменяться в зависимости от таких факторов как тип и/или количество используемого связывающего полимера и/или конкретное конечное применение, например, подложка, которая должна покрываться, и коррозионная окружающая среда, предполагаемая для подложки.
Как вкратце отмечено выше, аморфный фосфат алюминия специально разработан для обеспечения контролируемого высвобождения или доставки одного или нескольких пассивирующих анионов при вступлении в контакт с водой и кислородом, когда композицию покрытия наносят на поверхность металлической подложки, формируют в виде отвержденной пленки и помещают в коррозионную окружающую среду. Со временем, вода/влажность мигрирует или диффундирует в нанесенную пленку покрытия, эта вода вступает в контакт с фосфатным компонентом, который доступен в пленке. Такой контакт с водой ускоряет высвобождение/доставку фосфатных анионов из аморфного фосфата алюминия контролируемым образом. Эти фосфатные анионы взаимодействуют с частицами железа на поверхности лежащей под ним металлической подложки или в оксидном слое с образованием пассивирующей пленки на ней и в слое, которая работает с образованием барьера, защищающего лежащую под ним металлической поверхности от коррозии. Свойства аморфных фосфатов алюминия, используемых для получения этих композиций антикоррозионных покрытий, заключаются в том, что их разрабатывают для высвобождения/доставки контролируемого количества фосфатных анионов. Конкретно, для высвобождения/доставки количества фосфатных анионов, вычисленного для обеспечения оптимального
уровня защиты от коррозии, без ухудшения других рабочих характеристик отвержденной пленки покрытия, которые могут иным образом уменьшить эффективный срок службы пленки.
В иллюстративном варианте осуществления, аморфный фосфат алюминия разрабатывают для высвобождения в пределах примерно от 50 до 500 ч/млн, а предпочтительно, от 100 до 200 ч/млн пассивирующих фосфатных анионов, когда они присутствует в отвержденной пленке, размещенной для конечного применения. Количество пассивирующих анионов, которое должно доставляться, зависит от ряда различных факторов, таких как нагрузка или количество аморфного фосфата алюминия, используемого для получения антикоррозионной композиции, тип связывающего полимера, который используют, тип металлической подложки, которую защищают, и тип коррозионной окружающей среды, присутствующей при конечном применении. В предпочтительном варианте осуществления, где защищаемая металлическая подложка содержит железо, и коррозионная окружающая среда содержит воду, кислород и другие коррозионные соли, аморфный фосфат алюминия разрабатывают для высвобождения приблизительно 160 ч/млн пассивирующих фосфатных анионов.
Аморфный фосфат алюминия, имеющий контролируемое высвобождение меньше примерно, чем 50 ч/млн пассивирующих анионов может не обеспечивать достаточного количества пассивирующих анионов для ингибирования коррозии. Аморфный фосфат алюминия, имеющий контролируемое высвобождение большее примерно, чем 50 0 ч/млн пассивирующих анионов, хотя и обеспечивает уровень, достаточный для ингибирования коррозии, может давать слишком много пассивирующих анионов, которые могут вызывать блистеринг или другие нежелательные воздействия в отвержденной пленке, которые могут ухудшать ее долговременную целостность и стабильность, тем самым, возможно, понижая эффективный срок службы покрытия.
Композиции антикоррозионных покрытий разрабатывают так, чтобы они имели контролируемый или сведенный к минимуму уровень растворимых веществ. Как используется в настоящем документе, термины "растворимые вещества" и "непассивирующие растворимые
вещества" используют взаимозаменяемо для упоминания материалов, обычно получаемых в качестве побочного продукта при получении аморфного фосфата алюминия, и они могут включать щелочные металлы, такие как натрий, калий и литий, и такие анионы, как сульфаты, хлориды и нитраты, и понятно, что они не включают пассивирующие анионы, присутствующие в аморфном фосфате алюминия. В предпочтительном варианте осуществления, количество непассивирующих растворимых веществ равно нулю. Максимальное содержание непассивирующих растворимых веществ составляет 250 ч/млн.
Обнаружено, что присутствие таких растворимых веществ, если оно остается неконтролируемым, может работать, ослабляя стабильность и/или целостность композиции антикоррозионного покрытия и/или отвержденной пленки, сформированной из нее, тем самым отрицательно влияя на ее предполагаемый срок службы. Например, присутствие таких растворимых веществ, как обнаружено, приводит к нежелательному блистерингу, деламинированию от подложки, коррозии под пленкой и к другим типам нежелательных отказов пленки, когда она экспонируется для определенных коррозивных окружающих сред, эти отказы пленки работают, экспонируя лежащую под ней поверхность металлической подложки, оставляя ее незащищенной.
В иллюстративном варианте осуществления, является
желательным, чтобы композиция антикоррозионного покрытия
содержала меньше примерно, чем один процент (или меньше, чем
10000 частей на миллион (ч/млн)) растворимых веществ в целом,
то есть, растворимых веществ, включая фосфатные пассивирующие
анионы, предпочтительно, меньше примерно, чем 1500 ч/млн
растворимых веществ в целом, а более предпочтительно, меньше
примерно, чем 400 ч/млн растворимых веществ в целом. В
иллюстративном варианте осуществления, композиция
антикоррозионного покрытия содержит в пределах примерно от 50 до 800 ч/млн растворимых веществ в целом, а предпочтительно, в пределах примерно от 100 до 250 ч/млн растворимых веществ в целом. Композиции антикоррозионных покрытий, содержащие меньше примерно, чем 1500 ч/млн растворимых веществ в целом, дают
отвержденные пленки, которые подвергаются воздействию коррозивных окружающих сред при конечном использовании, не демонстрируют блистеринга или других нежелательных происшествий с пленкой, при этом работая для улучшения эффективности срока службы. Соответственно, свойством композиций антикоррозионных покрытий является то, что в дополнение к обеспечению контролируемого высвобождения пассивирующих анионов, их специально разрабатывают, чтобы они имели пониженное количество растворимых веществ в целом для обеспечения предполагаемого срока службы.
СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ Как правило, аморфный фосфат алюминия представляет собой фосфатный комплекс, в котором нуклеирующий катион представляет собой алюминий сам по себе или алюминий в сочетании с другими многовалентными катионами, такими как кальций, магний, барий, и тому подобное. Фосфатный комплекс получают посредством растворения соответствующей соли, такой как гидроксид алюминия, гидроксид магния, гидроксид кальция, сульфат алюминия, и тому подобное, в фосфорной кислоте в молярных количествах, необходимых для достижения полного растворения соли. Фосфатный комплекс преципитирует из кислотного раствора посредством нейтрализации с помощью раствора щелочи или основания, такого как гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид аммония, алюминат натрия, алюминат калия, и тому подобное. Композиция получаемого преципитирующего твердого продукта зависит от отношения металла к фосфатному аниону. Свойства преципитирующего комплекса, то есть, аморфного фосфата алюминия, зависит от параметров обработки, используемых во время растворения соли в кислоте, и от условий преципитации/нейтрализации, включая выбор нейтрализующего агента, температуру, порядок добавления реагентов, скорость добавления реагентов, и степень и продолжительность перемешивания.
Таким образом, аморфные фосфаты алюминия включаемые в композиции антикоррозионных покрытий получают как продукт преципитации, посредством объединения выбранных исходных
материалов, включая источник алюминия и источник фосфора, при конкретных условиях контролируемой доставки материала, температуры, перемешивания и рН. Тщательный выбор исходных материалов и условий способа дает аморфные фосфаты алюминия, имеющие содержание материала и химическую структуру, намеренно создаваемую с целью получения отмеченных выше объединенных разрабатываемых свойств желаемого содержания пассивирующих анионов, контролируемой доставки/высвобождения пассивирующих анионов и желаемого уменьшенного содержания растворимых веществ в целом.
Источники алюминия, пригодные для получения аморфного фосфата алюминия посредством преципитации, включают соли алюминия, такие как хлорид алюминия, нитрат алюминия, сульфат алюминия, и тому подобное. Источники алюминия, пригодные для формирования аморфного фосфата алюминия посредством преципитации, также включают алюминатные соединения, такие как алюминат натрия, и тому подобное, гидроксид алюминия или алюминий в металлической форме. Источники фосфора, пригодные для формирования аморфного фосфата алюминия посредством преципитации, включают фосфорную кислоту и соли фосфора, такие как ортофосфаты или полифосфаты. Щелочной раствор используют для контроля рН или нейтрализации реакции главных ингредиентов. В иллюстративном варианте осуществления, щелочной раствор может включать гидроксид аммония, гидроксид натрия, карбонат натрия и их сочетания. В иллюстративном варианте осуществления, в качестве щелочного раствора используют гидроксид натрия. Пригодные для использования источники алюминия, источники фосфата и источники щелочи включают источники, описанные в опубликованных заявках на патент США 2006/0045831 и 2008/0038556, каждая из которых включается в настоящий документ в качестве ссылки во всей их полноте.
Аморфный фосфат алюминия может быть получен посредством селективного объединения материалов, отмеченных выше. Следующие далее выбранные способы получения приведены ниже как примеры, и необходимо понять, что можно использовать и другие способы получения, кроме тех, которые конкретно описаны.
Способ получения с использованием сульфата алюминия В иллюстративном варианте осуществления, аморфный фосфат алюминия, имеющий отмеченные выше заданные свойства, получают посредством объединения сульфата алюминия, фосфорной кислоты и гидроксида натрия, как описано в опубликованной заявке на патент США 2006/0045831. Стадии способа, используемые в этом иллюстративном способе, как правило, включают: приготовление главных реагентов, таких как разбавленный раствор фосфорной кислоты, разбавленный раствор сульфата алюминия и разбавленный раствор гидроксида натрия или гидроксида аммония; одновременное и контролируемое добавление реагентов в реактор, снабженный системой турбулизации для поддержания гомогенности смеси в течение способа; и контроль, в течение добавления реагентов в реактор, температуры и рН (кислотности) смеси и времени реакции.
Главные реагенты в этом иллюстративном способе могут быть получены следующим образом. Источник фосфора представляет собой фосфорную кислоту сорта, используемого для удобрений, из любого источника, которую осветляют и обесцвечивают. Например, коммерческую фосфорную кислоту, содержащую приблизительно 54% Р2О5, можно химически обрабатывать и/или разбавлять обработанной водой, с получением концентрации приблизительно 2 0% Р2О5. Другой реагент, пригодный для использования для этого иллюстративного способа, представляет собой коммерческий сульфат алюминия, который может быть получен с помощью взаимодействия между оксидом алюминия (оксид гидрат алюминия) и концентрированной серной кислотой (98% H2SO4) , которую осветляют и хранят, при концентрации AI2O3 приблизительно 2 8%. Для получения более благоприятной кинетики реакции, сульфат алюминия разбавляют водой, обработанной приблизительно 5,0% AI2O3.
Нейтрализацию реакции осуществляют с помощью раствора гидроксида натрия, который можно купить коммерчески, при различных концентрациях. NaOH, при концентрации приблизительно 50%, можно купить и разбавить. Например, в первой фазе реакции, когда смешиваются исходные реагенты, гидроксид натрия можно использовать при концентрации приблизительно 2 0% NaOH. Во
второй фазе реакции, для тонкой настройки кислотности продукта, можно использовать раствор гидроксида натрия при концентрации приблизительно 5,0% NaOH. В качестве альтернативного нейтрализатора можно использовать гидроксид аммония или карбонат натрия (кальцинированную соду).
В этом иллюстративном способе, химическая реакция приводит
к образованию аморфного ортофосфата алюминия или ортофосфатов
алюминия (А1г(НР04)з или А1(НгР04)з. Реакцию осуществляют
посредством смешивания трех реагентов, то есть, раствора
фосфорной кислоты, раствора сульфата алюминия и раствора
гидроксида натрия. Реагенты дозируют в реактор, как правило,
содержащий систему турбулизации, в течение периода примерно 3 0
минут. Во время добавления реагентов в реактор, рН смеси
контролируют в диапазоне от 4,0 до 4,5, а температуру реакции,
в пределах между 35°С и 4 0°С. Реакцию завершают в течение
примерно 15 минут при перемешивании реагентов. После этого
периода, рН смеси можно довести до 5,0, с помощью добавления
более разбавленного гидроксида натрия. В этом иллюстративном
способе, температуру предпочтительно поддерживают
приблизительно ниже 4 0°С. В конце реакции, образовавшаяся суспензия должна иметь молярное отношение Р:А1 в пределах примерно между 0,8:1 и 1,2:1.
Как отмечено выше, одно из свойств аморфного фосфата алюминия, используемого в настоящем документе, в композиции антикоррозионного покрытия заключается в том, что его разрабатывают так, чтобы он имел уменьшенное содержание растворимых веществ в целом. Желаемое низкое содержание растворимых веществ в целом может быть достигнуто в течение одной или нескольких различных стадий переработки или обработки. В иллюстративном варианте осуществления, стадия переработки на основе ионного обмена используется для уменьшения содержания нежелательных растворимых веществ в целом в аморфном фосфате алюминия. Способ ионного обмена может либо осуществляться как стадия, отдельная от образования осадка и следующая за ним, либо она может осуществляться в течение
стадии взаимодействия главных реагентов in situ во время образования осадка.
В одном иллюстративном варианте осуществления, способ ионного обмена осуществляют в течение образования in situ аморфного фосфата алюминия посредством доставки желаемого ионообменного материала в реактор во время объединения и/или перемешивания главных реагентов. В иллюстративном варианте осуществления, ионообменный материал содержит соединение, содержащее щелочноземельный металл, который предназначен для замены нежелательного целевого иона в аморфном фосфате алюминия или для обмена с ним. В иллюстративном варианте осуществления, аморфный фосфат алюминия, обработанный таким образом, по существу не содержит щелочных металлов.
Обнаружено, что тип выбранного ионообменного материала в дополнение к понижению нежелательного присутствия растворимых веществ, может влиять на химическую структуру аморфного фосфата алюминия, эта структура может придавать заданные свойства контролируемой доставки пассивирующих анионов. В иллюстративном варианте осуществления, где нежелательный ион в аморфном фосфате алюминия представляет собой натрий, является желательным, чтобы ионообменный материал содержал Са(ОН)2. Особенности использования Са(ОН)2 в качестве ионообменного материала заключаются в том, что ионы кальция работают, заменяя ионы натрия в аморфном фосфате алюминия, так что оказывает влияние, как уменьшая количество нежелательных растворимых веществ, так и вызывая изменения в химической структуре аморфного фосфата алюминия. Конкретно, присутствие двухвалентных ионов кальция работает для облегчения и ускорения продолжения цепи в аморфном фосфате алюминия, это продолжение цепи является желательным, поскольку оно помогает получать более консистентный размер частиц посредством агрегирования меньших частиц в течение процесса нуклеации, тем самым приводя к уменьшению содержания мелкодисперсных частиц в получаемом твердом продукте.
Альтернативно, процесс ионного обмена осуществляют после образования осадка. Это можно осуществить, когда осадок
существует как суспензия в реакционном растворе внутри реактора или вне его, или это можно осуществить после того как осадок отделяют от раствора, например, с помощью процесса фильтрования или чего-либо подобного, или это можно осуществить после промывки отфильтрованного осадка. Как отмечено выше, в предпочтительном варианте осуществления, Са(ОН)г используют в качестве ионообменного материала, и осадок аморфного фосфата алюминия приводят в контакт с ионообменным материалом в течение стадии обработки с помощью ионного обмена для удаления из него нежелательных растворимых веществ.
После образования аморфного ортофосфата алюминия, суспензию, содержащую примерно б, 0%-10,0% твердых продуктов, с максимальной приблизительной температурой примерно 4 5°С, и плотностью примерно 1,15-1,25 г/см3, подготавливают для разделения. В иллюстративном варианте осуществления, суспензию закачивают в обычный фильтр-пресс. В фильтре-прессе, жидкую фазу (иногда упоминаемую как "жидкость") отделяют от твердой фазы (иногда упоминаемую как "лепешка"). Влажная лепешка, содержащая приблизительно 35%-45% твердых продуктов, удерживается в фильтре в течение цикла промывки. Отфильтрованный концентрат, который в основном представляет собой концентрированный раствор сульфата натрия, извлекают из фильтра и хранят для будущего использования. Хотя в качестве технологии разделения описывается использование фильтр-пресса, необходимо понять, что можно использовать и другие типы технологий разделения.
В иллюстративном варианте осуществления, промывку влажной лепешки осуществляют в самом фильтре на множестве стадий способа. При первой промывке ("вытеснительная промывка") удаляется самая большая часть отфильтрованного вещества, загрязняющего лепешку. Стадию промывки осуществляют с использованием обработанной воды, протекающей над лепешкой, при заданной скорости потока. Вторую стадию промывки, также с помощью обработанной воды, можно осуществлять для дополнительного уменьшения, если не устранения, примесей.
Третью стадию промывки с использованием слегка щелочного
раствора можно использовать для нейтрализации лепешки и
поддержания ее рН в диапазоне около 7,0. Лепешку можно
продувать сжатым воздухом в течение некоторого периода времени.
Предпочтительно, содержание твердых продуктов для влажного
продукта находится в пределах примерно между 35% и 45%. Хотя
описывается использование конкретной технологии и
последовательности промывки, необходимо понять, что можно использовать и другие типы технологии промывки.
Дисперсию лепешки можно обрабатывать таким путем, что лепешка на фильтре, влажная и промытая, и содержащая приблизительно 35% твердых продуктов, извлекается из пресс-фильтра с помощью конвейерной ленты и переносится в реактор/диспергатор. Диспергирование лепешки облегчается с помощью добавления разбавленного раствора тетрапирофосфата натрия.
После стадии диспегирования, продукт затем сушат, когда "отстой" фосфата алюминия с процентным содержанием твердых продуктов в пределах примерно между 3 0% и 50% прокачивают в узел сушки. В иллюстративном варианте осуществления, удаление воды из материала можно осуществлять с помощью сушильного оборудования, например, типа "турбосушилки" посредством инжекции потока горячего воздуха, при температуре меньше примерно, чем 300°С, предпочтительно, при температурах примерно от 40 до 140°С, а более предпочтительно, при температурах меньше примерно, чем 130°С, через образец. Конечное содержание воды у получаемого высушенного продукта аморфного фосфата алюминия находится в пределах примерно между 10% и 2 0% массовых воды. Хотя описывается использование конкретной технологи сушки, необходимо понять, что можно использовать и другие типы технологий сушки.
В другом иллюстративном способе, аморфный фосфат алюминия получают посредством использования алюмината натрия в качестве источника алюминия, как описано в опубликованной заявке на патент США 2008/0038556. В одном таком варианте осуществления,
Способ получения с использованием алюмината натрия
аморфный фосфат алюминия получают посредством взаимодействия между фосфорной кислотой и гидроксидом алюминия. Способ может дополнительно включать стадию нейтрализации, которую можно осуществлять с использованием алюмината натрия. В определенных вариантах осуществления, способ получения аморфного фосфата алюминия содержит взаимодействие фосфорной кислоты, гидроксида алюминия и алюмината натрия. В одном из вариантов осуществления, способ получения аморфного фосфата натрия алюминия содержит взаимодействие фосфата алюминия и алюмината натрия.
В одном из вариантов осуществления, реакция включает две стадии. На первой стадия, фосфорная кислота взаимодействует с гидроксидом алюминия с получением фосфата алюминия при кислотном рН. В одном из вариантов осуществления, аморфный фосфат алюминия получают как водный раствор фосфата алюминия. В определенных вариантах осуществления, рН водного раствора аморфного фосфата алюминия меньше примерно, чем 3,5. В определенных вариантах осуществления, рН составляет примерно 3, 2,5, 2, 1,5 или 1. В определенных вариантах осуществления, аморфный фосфат алюминия получают в виде дисперсии мелкодисперсных твердых продуктов в жидкости при более высоком рН. В одном из вариантов осуществления, рН составляет примерно 3, 4, 5 или б.
На второй стадии, водный раствор или дисперсия кислого фосфата алюминия из первой стадии химической реакции взаимодействует с алюминатом натрия. В определенных вариантах осуществления, алюминат натрия используют как водный раствор при рН больших примерно, чем 10. В одном из вариантов осуществления, рН водного раствора алюмината натрия составляет примерно 11, 12 или 13. В одном из вариантов осуществления, рН водного раствора алюмината натрия больше примерно, чем 12. Аморфный алюминий натрий фосфат получают как твердый осадок. В одном из вариантов осуществления, твердый алюминий натрий фосфат имеет молярное отношение Р:А1 примерно 0,8 5 и молярное отношение Na:Al примерно 0,50. В одном из вариантов осуществления, твердый аморфный алюминий натрий фосфат имеет
молярное отношение Р:А1 примерно 1 и молярное отношение Na:Al примерно 0,76. В определенных вариантах осуществления, молекулы с другими отношениями в препарате могут быть получены с помощью такой же процедуры.
В одном из вариантов осуществления, твердый гидратированный гидроксид алюминия добавляют к фосфорной кислоте на первой стадии химической реакции. В другом варианте осуществления, твердый гидратированный гидроксид алюминия добавляют к очищенному жидкому раствору алюмината натрия с образованием коллоидного раствора. В другом варианте осуществления, твердый гидратированный гидроксид алюминия добавляют непосредственно как твердый продукт или суспензию твердого продукта в жидкости в воду на второй стадии реакции. В определенных вариантах осуществления, реакцию осуществляют на одной стадии.
Алюминаты натрия, пригодные для этого иллюстративного способа, включают те соединения, которые могут быть получены с помощью способов, известных специалистам в данной области. Например, алюминат натрия может быть получен в форме раствора как стандартный химический продукт, получаемый от первой стадии в способе Байера при извлечении оксида алюминия (А120з) из бокситной руды, часто называемый "очищенный насыщенный раствор натрия". Этот жидкий водный раствор алюмината натрия является насыщенным при температуре окружающей среды и стабилизируется с помощью гидроксида натрия, NaOH. Его типичная композиция представляют собой: алюминат натрия, от 58 до 65% масс (25-28% масс AI2O3) , и гидроксид натрия, от 3,5 до 5,5% масс (2,5-4% масс свободного Na20) . В определенных вариантах осуществления, он имеет молярное отношение Na:Al примерно от 1,10 до 2,20 и низкое содержание примесей (в зависимости от происхождения боксита: Fe=4 0 ч/млн, тяжелые металлы=2 0 ч/млн, и малое количество анионов С1~ и S042~) . В определенных вариантах осуществления, водный раствор алюмината натрия имеет молярное отношение Na:Al примерно 1,1 0, 1,15, 1,20, 1,25, 1,30, 1,35, 1, 40, 1, 45, 1, 50, 1, 55, 1, 60, 1, 65, 1, 70, 1, 75, 1, 80, 1, 85, 1, 90, 1, 95, 2, 0, 2, 05, 2, 10, 2, 15 или 2,2. Цвет раствора, в
определенных вариантах осуществления, является янтарным. В определенных вариантах осуществления, вязкость раствора составляет приблизительно 100 сантипуаз. В определенных аспектах, раствор алюмината натрия очищают с помощью дополнительного фильтрования. В определенных вариантах осуществления, раствор алюмината натрия регенерируют из твердого гидроксида алюминия и гидроксида натрия.
Твердый гидратированный гидроксид алюминия может быть получен с помощью способов, известных специалистам в данной области. В одном и вариантов осуществления, гидроксид алюминия представляет собой промышленный химикалий, полученный с помощью способа Байера. Твердый гидратированный гидроксид алюминия может быть получен из "очищенного насыщенного раствора алюмината натрия" посредством преципитации, которую осуществляют посредством охлаждения раствора. В одном из вариантов осуществления, алюминат натрия, полученный таким образом, имеет низкий уровень примесей и переменное количество влажности (катионы - примерно 7 0 ч/млн, хлораты - примерно 0,85% масс и сульфаты - примерно 0,60% масс (эти примеси определяются уровнем очистки "очищенного насыщенного раствора алюмината натрия) и общее содержание воды, гидратирования и влажности примерно 22,0-23,5% масс. В одном из аспектов, оба исходных материала представляют собой стандартные первичные промышленные продукты, а именно продукты первой и второй стадии переработки бокситов, (массовые продукты), получаемые в больших количествах переработчиками бокситов.
В одном из вариантов осуществления, химическая реакция приводит к образованию алюминия натрия фосфата (А1 (ОН) 7Na7 (РО4) ' 1, 7НгО) . После образования алюминия натрия фосфата, суспензию, содержащую примерно б,0%-10,0% твердых продуктов, при максимальной приблизительной температуре 45°С, и при плотности в диапазоне от 1,15 до 1,25 г/см3 , закачивают в обычный фильтр-пресс.
Подобно иллюстративному способу, описанному ранее, этот иллюстративный способ также включает одну или несколько стадий
обработки, пригодных для получения желаемого низкого содержания растворимых веществ в целом. В иллюстративном варианте осуществления, такая стадия способа включает процесс ионного обмена, как описано выше. Такая стадия ионного обмена может иметь место in situ во время образования осадка аморфного фосфата алюминия или после него, таким же способом, как отмечено выше, для иллюстративного способа, с использованием сульфата алюминия. В иллюстративном варианте осуществления, гидроксид кальция, Са(ОН)г, используют в качестве предпочтительного ионообменного материала на основе щелочноземельного металла для уменьшения содержания нежелательных растворимых веществ у обработанного аморфного фосфата алюминия и для облегчения образования предпочтительной химической структуры.
Раствор, содержащий осадок аморфного фосфата алюминия,
полученный в результате реакции главных реагентов, может
дополнительно обрабатываться, например, разделяться,
промываться, и тому подобное, как описано выше для иллюстративного способа с использованием сульфата алюминия.
В предпочтительном варианте осуществления, аморфный фосфат алюминия получают с помощью способа с использованием алюмината натрия. Обнаружено, что способ с использованием алюмината натрия обеспечивает улучшенную степень контроля главных характеристик аморфного фосфата алюминия, которые в ином случае не получаются в способе с использованием сульфата алюминия.
В предпочтительном варианте осуществления, аморфный гидроксифосфат алюминия получают посредством взаимодействия водного раствора кислого фосфата алюминия, Р:А1 3-1, с водным раствором алюмината натрия (NaOH/Al(ОН)з) , где кислый фосфат алюминия получают посредством растворения гидроксида алюминия в водном растворе фосфорной кислоты. Полученный аморфный гидроксифосфат алюминия имеет отношение Р:А1 примерно от 0,5:1 до 1,5:1 и отношение Na:Al примерно от 0,25:1 до 1:1. Является желательным, чтобы аморфный гидроксифосфат алюминия имел отношение Р:А1 в этом диапазоне, поскольку это обеспечивает соответствующий диапазон морфологии и свойств частиц, которые
совместимы с целевыми химическими механизмами препарата покрытия. Также, дозы высвобождения фосфата для таких твердых продуктов, находящиеся в этом диапазоне, обеспечивают желаемый уровень пассивирования для предотвращения коррозии. Является желательным, чтобы аморфный гидроксифосфат алюминия имел отношение Na:Al в этом диапазоне, поскольку при этом растворимость и доза высвобождения балансируются для обеспечения свойств совместимости и пассивирования матрицы пленки.
Алюминат натрия добавляют к раствору кислого фосфата алюминия для достижения следующих двух целей. Во-первых, это добавляет дополнительные ионы алюминия для достижения отмеченного выше целевого отношения Р:А1. Во-вторых, добавление ионов алюминия, в конечном счете, вызывает флоккуляцию частиц аморфного гидроксифосфата алюминия. Гидроксид натрия, который добавляют к гидроксиду алюминия, ускоряет растворение последнего, ускоряет взаимодействие с кислым фосфатом алюминия при более низких температурах и облегчает преципитацию фосфата алюминия посредством нейтрализации реакционной среды. В зависимости от условий реакции, натрий может включаться в структуру гидроксифосфата алюминия посредством присоединения блокирующих групп к кислородным группам, присоединенным к атому фосфора фосфатных групп и посредством объединения с фосфатным анионом в растворе с образованием одного из ряда возможных растворимых соединений фосфата натрия. Как отмечено выше, это присоединение блокирующих групп, которое облегчается присутствием ионом натрия, может контролироваться и преобразовываться в продолжение цепи посредством замещения иона натрия двухвалентным ионом кальция, который поставляется в течение процесса ионного обмена.
Эта преципитация включает следующие конкурирующие реакции: (1) ион алюминия из алюмината натрия взаимодействует с фосфатным анионом в растворе кислого фосфата алюминия, с получением твердого флоккулированного нерастворимого аморфного гидроксифосфата алюминия и (2) ион натрия из алюмината натрия взаимодействует с фосфатным анионом в растворе кислого фосфата
алюминия с образованием растворимых солей фосфата натрия.
Преобладание любой из этих реакций зависит от конкретных условий реакции, а именно, от температуры и концентрации алюминия, доступного для преобразования кислого фосфата алюминия в твердый гидроксифосфат алюминия. Сначала катион алюминия образует комплекс с фосфатным анионом, и, в конечном счете, кластеры с образованием частиц, которые флоккулируют и образуют нерастворимые частицы. Любые соли фосфата натрия, которые образуются, являются растворимыми и остаются в растворе. По этой причине, медленное добавление алюмината натрия, длительное перемешивание и высокая температура будут благоприятствовать образованию гидроксифосфата алюминия за счет растворимых солей натрия. Таким образом, контроль способа таким путем уменьшает уровень нежелательных растворимых солей, присутствующих в конечном продукте. Альтернативно, быстрое добавление алюмината натрия к кислому фосфату алюминия вызовет образование неупорядоченной смеси продуктов. Натрий из алюмината натрия должен куда-то уходить, так что он блокирует кислородные группы гидроксифосфата алюминия, он остается связанным как гидроксид натрия, он взаимодействует с доступным фосфатом с образованием солей натрия и/или он становится противоионом на поверхности частиц гидроксифосфата алюминия. Контроль способа таким путем дает высокий уровень нежелательных растворимых продуктов.
После образования осадка из аморфного гидроксифосфата алюминия, осадок фильтруют, отмывают, измельчают во влажном состоянии и сушат распылением с получением белого порошка, имеющего распределение размеров частиц D50 примерно от 0,5 до 8 микрон. В иллюстративном варианте осуществления, является желательным, чтобы аморфный гидроксифосфат алюминия имел отношение Р:А1 примерно от 0,9 до 1 и имел распределение размеров частиц D50 примерно 1 микрон и D90 меньше примерно, чем 4 микрона. Для использования в композиции антикоррозионного покрытия является желательным, чтобы аморфный фосфат алюминия имел размер частиц меньше примерно, чем 2 0 микрон, а предпочтительно, в пределах примерно от 0,5 до 10 микрон, а
более предпочтительно, в пределах примерно от 1,0 до 8,0 микрон. Размеры частиц меньшие примерно, чем 0,5 микрон могут отрицательно повлиять на обработку препаратов для покрытия и отрицательно повлиять на свойства пленки посредством увеличения поглощения связывающей смолы.
Улучшенный контроль основных характеристик аморфного фосфата алюминия достигается посредством манипуляций с концентрацией алюмината, которые работают для регулировки и тонкой настройки отношения Р:А1 полученного аморфного фосфата алюминия при желаемом количестве, отмеченном выше, ускоряя тем самым образование аморфного фосфата алюминия, способного обеспечить желаемую контролируемую доставку пассивирующих анионов. В дополнение к этому, способ получения алюмината натрия обеспечивает способ контроля содержания растворимых веществ, в целом, недоступный ранее, например, содержание растворимых веществ в целом может контролироваться с помощью количества основания, включаемого в раствор алюмината, тем самым ускоряя образование композиции покрытия, имеющей желаемую стабильность и целостность пленки.
В дополнение к этому, способ получения алюмината натрия
делает возможной манипуляцию другими переменными способа,
такими как порядок добавления, скорость перемешивания, время
пребывания в реакторе и контроль температуры, которые вместе
или по отдельности работают, чтобы сделать возможным
определение желаемых свойств рабочих характеристик аморфного
фосфата алюминия для использования в определенных конечных
антикоррозионных применениях. Свойства, которые зависят от этих
переменных, включают количество нежелательных растворимых
веществ, доза высвобождения пассивирующих анионов,
распределение размеров частиц аморфного фосфата алюминия и количество пассивирующих анионов. Например, скорость добавления алюмината с помощью аморфного фосфата алюминия и время пребывания продукта реакции внутри реактора, могут работать, контролируя степень неупорядоченности, поскольку они относятся к возможным взаимодействующим частицам и к возможным продуктам реакции, как описано выше.
Аморфные фосфаты алюминия, полученные, как отмечено выше, предпочтительно не подвергают высокотемпературной сушке или другой термической обработке для цели сохранения аморфной структуры и предотвращения преобразования в кристаллическую структуру. Обнаружено, что аморфные фосфаты алюминия, образовавшиеся таким образом, сохраняют желаемую аморфную структуру даже после низкотемпературной сушки, и эта структура обеспечивает отличающееся преимущество/особенность для использования в качестве пигмента, ингибирующего коррозию. Такие аморфные фосфаты алюминия демонстрируют заметно повышенный адсорбционный потенциал для воды или степень повторной гидратации по сравнению с кристаллическими фосфатами алюминия, что делает возможной повторную гидратацию таких аморфных фосфатов алюминия после дегидратации под действием сушки, чтобы они содержали примерно до 2 5 процентов массовых воды. Эта особенность является особенно полезной, когда аморфный фосфат алюминия используют вместе с композициями антикоррозионных покрытий, содержащих водонерастворимый связывающий полимер. В таких композициях покрытий аморфные фосфаты алюминия действуют, в дополнение к тому, что они являются пигментом, ингибирующим коррозию, как поглотитель влажности, чтобы таким образом как замедлить поступление воды в отвержденную пленку, так и ограничить диффузию воды через отвержденную пленку. Таким образом, это свойство адсорбции воды работает для обеспечения другого механизма контроля коррозии с барьером для влажности. Этот эффект продемонстрирован посредством изучения эффекта с использованием спектроскопии электрического импеданса (EIS).
Аморфные фосфаты алюминия, полученные с применением способа с использованием алюмината, описанного выше, имеют уникальную химическую структуру, которая делает возможной включение вторичных ингредиентов (допантов) и которая обеспечивает контролируемое высвобождение этих ингредиентов в условиях конечного использования. Конкретно, аморфный фосфат алюминия, полученный в соответствии со способом с использованием алюмината имеет химическую структуру, содержащую
пассивирующий анион, присутствующий как в структуре основной цепи аморфного фосфата алюминия, так и вне ее.
Как отмечено выше, способ с использованием алюмината делает возможным точное манипулирование реагентами, которое приводит к получению композиции с контролируемым высвобождением, где аморфный фосфат алюминия представляет собой по действию носитель для конкретных пассивирующих анионов, например, фосфатных солей. Эта особенность дает возможность подбора свойств дозы высвобождения пассивирующих фосфатных анионов посредством объединения свойств высвобождения основного аморфного фосфата алюминия с инкапсулированными растворимыми фосфатами. Таким образом, полученный аморфный фосфат алюминия не представляет собой простую смесь двух твердых продуктов, но скорее представляет собой результат способа получения, при котором растворимые соли получают непосредственно и одновременно со структурой основной цепи аморфного фосфата алюминия. Способ с использованием алюмината делает возможным селективное создание алюминиевых мостиков между ионными кластерами, которые, в свою очередь, определяют особенности морфологии продукта, в зависимости от отношения Р:А1.
Аморфный фосфат алюминия, полученный в соответствии с описанными способами, имеет удельную площадь поверхности (как измерено с помощью метода БЭТ) больше, чем 20 м2/г, но меньше примерно, чем 80 м2/г. В иллюстративном варианте осуществления, удельная площадь поверхности находится в пределах примерно между 20 и 60 м2/г, а более предпочтительно, в пределах примерно между 20 и 30 м2/г.
Композиции антикоррозионных покрытий получают посредством объединения выбранного связывающего полимера с аморфным фосфатом алюминия в количествах, описанных выше. Аморфный фосфат алюминия может быть поставлен для препарата композиции в форме высушенного порошка, или он может быть поставлен в форме суспензии или жидкой суспензии, в зависимости от условий или предпочтений приготовления.
Таблица 1 представляет иллюстративный препарат композиции антикоррозионного покрытия в форме композиции эпоксидно
эпоксида
полиамидной грунтовки, полученной способом, описанным в настоящем документе для целей ссылки.
В этом примере, первая эпоксидная смола представляет собой жидкую эпоксидную смолу на основе простого диглицидилового эфира или бис-фенола А, такую как EPON 828 (Hexion Chemical), добавка представляет собой полимер, который облегчает растекание при образовании пленки (Cytec), диспергирующий агент для пигмента представляет собой добавку, такую как Anti-terra U
(BykChemie), растворитель 1 представляет собой ароматический растворитель, такой как толуол или ксилол, растворитель 2 представляет собой простой эфир гликоля, добавка против оседания представляет собой тиксатропное вещество, такое как Bentone SD, пигмент для окрашивания грунтовки представляет собой красный оксид железа, антикоррозионный пигмент представляет собой аморфный фосфат алюминия, полученный с помощью способа получения с использованием алюмината натрия, и он поставляется в форме высушенного порошка, наполнительный пигмент 1 представляет собой сульфат бария, наполнительный пигмент 2 представляет собой силикат магния, наполнительный пигмент 3 представляет собой слюду, вторая эпоксидная смола является такой же, как и первое добавление, третий растворитель представляет собой ксилол и отверждающий агент представляет собой полиамидную смолу, такую как EPIKURE 3175 (Hexion). Нагрузка аморфного фосфата алюминия составляет приблизительно 10 процентов массовых по отношению к общей массе композиции. В дополнение к этому, приготавливают варианты этого иллюстративного препарата при уровнях нагрузки аморфного фосфата алюминия 5 и 15 процентов массовых.
Эти иллюстративные композиции на основе эпоксидов наносят на стальные подложки и дают возможность для формирования полностью отвержденных пленок. Образцы пленок подвергают исследованиям с экспонированием в соответствии с ASTM D 58 9405, исследованиям Prohesion и экспонированию для солевого тумана согласно ASTM В 117. Оценку образцов осуществляют в соответствии с ASTM D 610, D 714 и D 1454. В каждом из этих исследований, образцы на основе эпоксида работают, по меньшей мере, так же как или лучше чем обычные композиции антикоррозионных покрытий, например, композиции, содержащие обычные ингибирующие пигменты, такие как хромат цинка, молибдат цинка и фосфат цинка.
В дополнение к визуальным исследованиям, описанным выше, иллюстративные образцы на основе эпоксидов исследуют также с использованием спектроскопии электрического импеданса (EIS). Во время исследований EIS, после 2000 часов экспонирования для 5
процентного раствора хлорида натрия, обычные образцы, содержащие фосфат цинка и молибдат цинка, показывают значительное уменьшение импеданса, указывающее на то, что барьерные свойства пленки ухудшаются и что пленка насыщается электролитом по сравнению с контролем, и начинается процесс коррозии. Это является неожиданным и тревожным наблюдением, поскольку это означает, что процесс начала коррозии осуществляется в присутствии этих хорошо известных пигментов, ингибирующих коррозию. Следующий шаг в механизме отказа представляет собой ухудшение адгезивных связей пленки и подложки, при этом освобождаются дополнительные центры для осуществления активной коррозии.
Неожиданный результат исследований с помощью EIS представляет собой наблюдение, что как 5, так и 15 процентов массовых аморфного фосфата алюминия, загруженного в образец на основе эпокси, демонстрируют увеличение импеданса эпоксидной пленки на порядок величины по сравнению с контролем. Этот результат показывает, что аморфный фосфат алюминия в этих образцах усиливает барьерные свойства эпоксида, действуя в качестве поглотителя воды, удаляя диффундирующую воду из матрицы и ингибируя реакцию коррозии.
Когда вода проникает в пленку, она притягивается к частицам аморфного фосфата алюминия, присутствующего в пленке, и накапливается в них. Вода предпочтительно адсорбируется аморфным фосфатом алюминия, и происходит только локальное насыщение водой, если какая-либо вода окажется рядом с этим положением в пленке. Когда это происходит, следующий слой аморфного фосфата алюминия будет адсорбировать воду. Это значительно замедляет диффузию воды через пленку и тем самым увеличивает срок службы пленки. Кроме того, присутствие воды вокруг повторно гидратированных насыщенных частиц аморфного фосфата алюминия приводит к высвобождению фосфатных анионов в мигрирующую воду. Следовательно, даже если срок службы является достаточно продолжительным для того, чтобы дать возможность для диффузии воды через пленку к подложке, водный раствор, достигающий подложки, будет содержать пассивирующие фосфатные
анионы, предотвращая тем самым коррозию стальной подложки.
Кроме того, способность аморфного фосфата алюминия высвобождать ингибирующие количества фосфатных анионов обеспечивает ингибирование коррозии на центрах физических дефектов или повреждений в пленке. Это открытие делает возможным практическое включение аморфного фосфата алюминия в качестве усилителя барьерных свойств в промежуточных покрытиях и отделочных покрытиях, а не просто в грунтовках. Обычные ингибирующие пигменты имеют ценность только в грунтовках, поскольку они обеспечивают только пассивирующий механизм контроля коррозии. Аморфный фосфат алюминия и композиции покрытий, содержащие его, в соответствии с настоящим изобретением защищают от коррозии с помощью двойного механизма: усиления барьерных свойств с помощью адсорбции воды и высвобождения пассивирующих анионов.
Таблица 2 приводит иллюстративный препарат композиции антикоррозионного покрытия в форме композиции грунтовки на основе акрилового латекса, полученного способом, описанным в настоящем документе, для целей ссылки.
Таблица 2
Иллюстративная композиция антикоррозионного покрытия на основе
акрилового латекса Композиция грунтовки на водной основе
Вода
111 фунтов (50,0 кг)
Диспергирующий агент для пигмента Surfynol СТ-131
2 3,4 фунта (10,5 кг;
Окрашивающий пигмент ТЮг
104,4 фунта(47,0 кг;
Гидроксид аммония 2 5i
1,6 фунта (0,72 кг;
Пигмент, ингибирующий коррозию
50 фунтов (22,5 кг;
Наполнительный пигмент - карбонат кальция
183,7 фунта (82,7 кг;
Диспергируют при высоком сдвиге в течение 3 0 минут
Затем подмешивают в следующее далее
Противовспенивающий агент - Drewplus L-475
1,1 фунта (0,5 кг)
Агент для коалесценции -1 Eastman ЕВ
49,2 фунта (22,14 кг)
Латексная смола - Aquamac 74 0
506 фунтов (227,7 кг)
Агент для коалесценции II -сложноэфирный спирт Texanol
9 фунтов (4,05 кг)
Агент для коалесценции III - Dowanol DPnB
14 фунтов (6,3 кг)
Диспергирующий агент/ поверхностно-активное вещество -Surfynol DF 210
2,4 фунта (1,1 кг)
Добавка
12,3 фунта (5,5 кг)
Пластификатор - Santicizer 160
12,3 фунта (5,5 кг)
Ингибитор мгновенной коррозии -бензоат аммония
3 фунта (1,35 кг)
Загуститель HASE - Acrysol ТТ 615
4,06 фунта (2,03 кг)
Противовспенивающий агент
1,4 фунта (0,63 кг)
В этом примере, диспергирующий агент для пигмента
представляет собой Surfynol СТ-131, пигмент, ингибирующий
коррозию, представляет собой аморфный фосфат алюминия,
полученный с помощью способа получения с использованием
алюмината натрия и поставляемый в форме порошка,
противовспенивающий агент представляет собой Drewplus L-475,
агент для коалесценции 1 представляет собой Eastman ЕВ, агент
для коалесценции 2 представляет собой Dowanol DPnB, агент для
коалесценции 3 представляет собой сложноэфирный спирт Texanol,
диспергирующий агент/поверхностно-активное вещество
представляет собой Surfynol DF 210, пластификатор представляет собой Santicizer 160, ингибитор мгновенной коррозии представляет собой соль бензоата аммония, загуститель HASE представляет собой Acrysol ТТ 615. Нагрузка аморфного фосфата алюминия в этом препарате составляет приблизительно 4,6 процентов массовых по отношению к общей массе композиции.
Композиция антикоррозионного покрытия на основе акрилового
латекса, отмеченная выше, наносится на стальную подложку (как
на холоднокатанную сталь, очищенную с помощью растворителя, так
и на сталь после струйной обработки абразивом), как отмечено
выше для композиции на основе эпоксида, и ей дают возможность
для отверждения с формированием защитной пленки. Полученный
образец подвергают исследованию с использованием солевого
тумана и исследованию Prohesion в соответствии с ASTM D 5894-
05. Исследование демонстрирует, что композиция
антикоррозионного покрытия на основе акрилового латекса
превосходит обычные композиции антикоррозионных покрытий с
использованием ингибитора мгновенной коррозии или без него,
приблизительно на 2 3 процента. Эти превосходные рабочие
характеристики без ингибитора мгновенной коррозии являются
неожиданными и ошеломляющими, и приписываются контролируемому
высвобождению фосфатных анионов на всех стадиях срока службы
покрытия, включая период нанесения.
Как демонстрируется выше, варианты осуществления настоящего изобретения предлагают новую композицию антикоррозионного покрытия, содержащую аморфный фосфат алюминия. Хотя изобретение описывается по отношению к ограниченному количеству вариантов осуществления, конкретные особенности варианта осуществления не должны приписываться другим вариантам осуществления настоящего изобретения. Ни один из вариантов осуществления не является репрезентативным для всех аспектов настоящего изобретения. В некоторых вариантах осуществления, композиции или способы могут включать многочисленные соединения или стадии, не рассмотренные в настоящем документе. В других вариантах осуществления, композиции или способы не включают или по существу не включают никаких соединений или стадий, не перечисленных в настоящем документе.
Например, по желанию, могут быть получены композиции антикоррозионных покрытий, содержащие один или несколько элементов, о которых известно, что они имеют антикоррозионную ценность, в дополнение к аморфному фосфату алюминия, например, катионы, такие как цинк, кальций, стронций, хромат, борат,
барий, магний, молибден, и их сочетания. Добавление таких других элементов может работать для увеличения или дополнения антикоррозионного воздействия композиции покрытия.
В дополнение к этому, хотя композиции антикоррозионных
покрытий, как описано в настоящем документе, разработаны с
включением фосфата алюминия в аморфной форме, необходимо
понять, что антикоррозионные композиции, как описано в
настоящем документе, могут содержать фосфат алюминия в его
известных кристаллических формах. Например, такой
кристаллический фосфат алюминия может присутствовать в количествах, которые иным способом не влияют отрицательно на заданные или антикоррозионные механизмы и/или свойства композиции покрытия или не ухудшают их.
Существуют варианты и модификации описанных вариантов осуществления. Способ получения композиции покрытий и/или аморфного фосфата алюминия описан как включающий ряд актов или стадий. Эти стадии или акты могут осуществляться в любой последовательности или порядке, если не указано иного. Наконец, любое число, описанное в настоящем документе, должно рассматриваться как примерное значение, независимо от того, используется ли при описании числа слово "примерно" или "приблизительно". Прилагаемая формула изобретения, как предполагается, перекрывает все такие модификации и варианты, как попадающие в рамки настоящего изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Композиция антикоррозионного покрытия, содержащая:
связывающий полимер;
фосфат алюминия, диспергированный в связывающем полимере, где фосфат алюминия состоит в основном из аморфного фосфата алюминия, когда композицию покрытия наносят на металлическую подложку;
где композиция покрытия содержит примерно от 1 до 2 5 процентов массовых фосфат алюминия, и где композиция покрытия обеспечивает контролируемую доставку фосфата в пределах примерно от 50 до 500 ч/млн, когда наносится на металлическую подложку и когда вступает в контакт с водой и кислородом.
2. Композиция покрытия по п.1, где композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 1500 ч/млн.
3. Композиция покрытия по п.1, где композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 400 ч/млн.
4. Композиция покрытия по п.1, где композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом примерно от 100 до 250 ч/млн.
5. Композиция покрытия по п.1, где связывающий полимер выбирают из группы, состоящей из водорастворимых и органорастворимых полимеров и не содержащих растворителей полимеров.
6. Композиция покрытия по п.1, где связывающий полимер выбирают из группы, состоящей из полиуретанов, сложных полиэфиров, органорастворимых эпоксидов, эпоксидов без растворителя, водорастворимых эпоксидов, эпокси-сополимеров, акриловых полимеров, акриловых сополимеров, силиконов, силиконовых сополимеров, полисилоксанов, полисилоксановых сополимеров, алкидов и их сочетаний.
7. Композиция покрытия по п.1, где контролируемая доставка фосфата находится в пределах примерно между 100 и 2 00 ч/млн.
8. Композиция покрытия по п.1, дополнительно содержащая элемент, выбранный из группы, состоящей из цинка, кальция,
2.
стронция, хромата, бората, бария, магния и молибдена.
9. Композиция покрытия по п.1, где аморфный фосфат алюминия по существу не содержит щелочных металлов.
10. Композиция покрытия по п.1, где фосфат алюминия имеет адсорбционный потенциал для воды примерно до 2 5 процентов массовых воды.
11. Композиция покрытия по п.1, где аморфный фосфат алюминия представляет собой аморфный гидроксифосфат алюминия, содержащий гидроксильные функциональные группы, присоединенные к атому алюминия.
12. Композиция покрытия по п.11, содержащая химическую систему, при этом гидроксильные функциональные группы аморфного гидроксифосфата алюминия связаны с функциональными группами в связывающем полимере.
13. Композиция покрытия по п.11, где гидроксильные функциональные группы содержат Р-ОН.
14. Композиция покрытия по п.1, где аморфный фосфат алюминия содержит фосфатный анион и где контролируемая доставка фосфата включает доставку фосфатных анионов.
15. Композиция покрытия по п.1, где аморфный фосфат алюминия имеет химическую структуру, включающую полимерную основную цепь, и где аморфный фосфат алюминия содержит фосфатный анион, как в полимерной основной цепи, так и вне ее.
16. Грунтовочное покрытие, сформированное из композиции покрытия по п.1, где грунтовочное покрытие размещается на металлической подложке.
17. Промежуточное покрытие или отделочное покрытие системы покрытий, сформированных из композиции покрытия по п.1, где промежуточное покрытие или отделочное покрытие находится в контакте с металлической подложкой или грунтовочным слоем, расположенным на ней.
18. Система обеспечения антикоррозионной защиты,
включающая композицию покрытия, нанесенную на металлическую
подложку и получившую возможность для отверждения с
образованием пленки, отвержденная композиция покрытия содержит
связывающий полимер, имеющий диспергированный в ней пигмент,
ингибирующий коррозию, на основе аморфного фосфата алюминия, где аморфный фосфат алюминия содержит аморфный гидроксифосфат алюминия, композиция покрытия содержит в пределах примерно от 1 до 2 5 процентов массовых аморфного фосфата алюминия по отношению к общей массе композиции покрытия, композиция покрытия имеет контролируемую доставку фосфатных анионов меньше примерно, чем 50 0 ч/млн.
19. Система по п.18, в которой пигмент, ингибирующий коррозию, состоит из аморфного фосфата алюминия.
20. Система по п.18, содержащая пассивирующую пленку, расположенную между композицией покрытия и поверхностью металлической подложки, где пассивирующая пленка представляет собой продукт реакции, образованный из солей фосфата натрия, присутствующих в аморфном фосфате алюминия и металлической подложки.
21. Система по п.18, в которой связывающий полимер содержит эпоксид, и аморфный фосфат алюминия поглощает и/или адсорбирует примерно до 2 5 процентов массовых воды, которая поступает в отвержденную пленку.
22. Система по п.18, в которой композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 1500 ч/млн.
23. Система по п.18, в которой композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 8 00 ч/млн.
24. Система по п.18, в которой композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом примерно от 100 до 250 ч/млн.
25. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия содержит химическую структуру, содержащую натрий, включенный в нее.
26. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия содержит химическую структуру, содержащую кальций, включенный в нее.
27. Система по п.18, в которой гидроксильные группы из
аморфного гидроксифосфата алюминия связываются с
19.
соответствующими группами связывающего полимера для обеспечения стабильности матрицы и улучшения барьерных свойств для влажности у композиции покрытия.
28. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия имеет химическую структуру, содержащую полимерную основную цепь, и где аморфный фосфат алюминия содержит фосфатный анион, как в полимерной основной цепи, так и вне ее.
29. Система по п.18, в которой связывающий полимер выбирают из группы, состоящей из полиуретанов, сложных полиэфиров, органорастворимых эпоксидов, эпоксидов без растворителя, водорастворимых эпоксидов, эпокси-сополимеров, акриловых полимеров, акриловых сополимеров, силиконов, силиконовых сополимеров, полисилоксанов, полисилоксановых сополимеров, алкидов и их сочетаний.
30. Система по п.18, в которой композиция покрытия содержит 5-15 процентов массовых аморфного фосфата алюминия по отношению к общей массе композиции покрытия и имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 4 00 ч/млн.
31. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия представляет собой ортофосфат.
32. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия по существу не содержит щелочных металлов.
33. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия имеет адсорбционный потенциал для воды примерно до 2 5 процентов массовых вод.
34. Система по п.18, в которой композиция покрытия представляет собой грунтовочное покрытие, расположенное на металлической подложке.
35. Система по п.18, в которой композиция покрытия представляет собой промежуточное покрытие или отделочное покрытие, которое располагается на металлической подложке или на грунтовочном слое, расположенном на металлической подложке.
36. Система по п.18, в которой композиция покрытия имеет контролируемую доставку фосфатных анионов в пределах между 100 и 200 ч/млн.
37. Способ получения композиции антикоррозионного покрытия
включающий стадии:
приготовления пигмента, ингибирующего коррозию, на основе аморфного фосфата алюминия посредством объединения исходных материалов, содержащих источник алюминия, с источником фосфора и щелочным раствором и взаимодействия объединенных исходных материалов с образованием раствора, содержащего осадок аморфного фосфата алюминия;
обработки осадка аморфного фосфата алюминия для уменьшения растворимых веществ в целом до менее, примерно, чем 1500 ч/млн;
сушки осадка при температуре меньше примерно, чем 300°С, где высушенный осадок содержит аморфный ортофосфат алюминия; и
смешивания аморфного ортофосфата алюминия со связывающим полимером с образованием композиции покрытия, где композиция покрытия составляет меньше примерно, чем 2 5 процентов массовых от общей массы композиции покрытия.
38. Способ по п.37, в котором стадия обработки включает приведение в контакт осадка аморфного фосфата алюминия со щелочноземельным металлом, выбранным для замены целевого иона в аморфном фосфате алюминия.
39. Способ по п.38, в котором целевой ион представляет собой щелочной металл.
40. Способ по п.39, в котором целевой ион представляет собой натрий, и щелочноземельный металл включает соединение кальция.
41. Способ по п.40, в котором соединение кальция представляет собой гидроксид кальция, Са(ОН)2.
42. Способ по п.37, в котором после стадии обработки, осадок по существу не содержит щелочных металлов.
43. Способ по п.37, в котором источник алюминия выбирают из группы, состоящей из алюмината натрия, гидроксида алюминия, сульфата алюминия и их сочетаний.
44. Способ по п.37, в котором источник фосфора
представляет собой фосфорную кислоту.
45. Способ по п.37, в котором стадия объединения включает
сначала смешивание гидроксида алюминия с фосфорной кислотой с
образованием кислого фосфата алюминия, а затем объединение
кислого фосфата алюминия с алюминатом натрия с образованием аморфного фосфата алюминия.
46. Способ по п.45, в котором перед стадией объединения алюмината натрия, кислый фосфат алюминия имеет молярное отношение Р:А1, которое больше, чем после того, как к нему добавляют алюминат натрия.
47. Способ по п.37, в котором после стадии обработки, осадок аморфного фосфата алюминия имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 4 00 ч/млн.
48. Способ по п.47, в котором композиция покрытия имеет контролируемую доставку фосфатных анионов в пределах между 50 и 500 ч/млн.
49. Способ по п.37, в котором аморфный ортофосфат алюминия представляет собой аморфный гидроксиортофосфат алюминия и где аморфный гидроксиортофосфат алюминия имеет химическую структуру, включающую полимерную основную цепь, и где аморфный гидроксиортофосфат алюминия содержит пассивирующие фосфатные анионы, как в полимерной основной цепи, так и вне ее.
50. Способ по п.37, в котором после стадии сушки, аморфный ортофосфат алюминия имеет адсорбционный потенциал для воды примерно до 2 5 процентов массовых воды.
51. Способ по п.37, дополнительно включающий стадию
нанесения композиции антикоррозионного покрытия на
металлическую подложку и предоставление возможности нанесенной
композиции покрытия для образования полностью отвержденной
пленки, где связывающий полимер является органорастворимым и
где аморфный ортофосфат алюминия в отвержденной пленке
контролирует коррозию лежащей под ним подложки посредством, как
адсорбции, так и/или поглощения воды, поступающей в пленку, и
обеспечения пассивирующих фосфатных анионов.
52. Способ по п.51, в котором связывающий полимер содержит эпоксид.
53. Грунтовочное покрытие, сформированное из композиции антикоррозионного покрытия, полученного в соответствии со способом по п.37, где грунтовка размещается на металлической подложке.
52.
54. Промежуточное покрытие или отделочное покрытие,
сформированное из композиции антикоррозионного покрытия,
полученной в соответствии со способом по п.37, где
промежуточное покрытие или отделочное покрытие размещается на
металлической подложке или на грунтовочном слое, который
размещается на металлической подложке.
55. Способ получения композиции антикоррозионного покрытия включающий стадии:
получения пигмента, ингибирующего коррозию, на основе аморфного ортофосфата алюминия посредством объединения исходных материалов, включающих алюминат натрия, фосфорную кислоту и гидроксид натрия, с образованием раствора, содержащего осадок ортофосфата алюминия;
обработки осадка для понижения уровня растворимых веществ в целом до меньшего, чем 1500 ч/млн;
сушки осадка при температуре меньше примерно, чем 300°С, где высушенный осадок содержит аморфный ортофосфат алюминия;
классификацию высушенного аморфного ортофосфата алюминия с получением размера частиц примерно от 0,01 до 25 микрон; и
смешивания аморфного ортофосфата алюминия со связывающим полимером с образованием композиции покрытия, где композиция покрытия составляет меньше примерно, чем 2 5 процентов массовых от общей массы композиции покрытия.
56. Способ по п.55, в котором связывающий полимер содержит органорастворимый полимер, и композицию покрытия наносят на металлическую подложку и дают ей возможность для сушки с образованием полностью отвержденной пленки, где аморфный ортофосфат алюминия контролирует коррозию посредством как поглощения и/или адсорбции воды, которая поступает в пленку, так и образования пассивирующих анионов.
57. Способ по п.55, в котором связывающий полимер содержит эпоксидный полимер.
58. Способ по п.55, в котором стадия обработки включает осуществление способа ионного обмена с использованием щелочноземельного металла.
59. Способ по п.55, в котором щелочноземельный металл
представляет собой соединение кальция.
60. Способ по п.55, в котором после стадии обработки, осадок по существу не содержит щелочных металлов.
61. Способ по п.55, в котором в течение стадии объединения, осуществляют уменьшение отношения Р:А1 посредством дополнительного добавления гидроксида алюминия к исходным материалам.
62. Способ по п.61, в котором в течение стадии объединения, осуществляют уменьшение количества полученных растворимых веществ в целом, посредством добавления дополнительного гидроксида натрия.
63. Способ по п.55, в котором в течение стадии объединения, осадок фосфата алюминия представляет собой аморфный гидроксиортофосфат алюминия.
64. Способ по п.55, в котором в течение стадии смешивания, аморфный фосфат алюминия представляет собой ортофосфат.
65. Способ по п.55, в котором аморфный ортофосфат алюминия содержит один или несколько щелочных металлов, включенных в его химическую структуру.
66. Способ по п.55, в котором в течение стадии объединения, алюминат натрия медленно добавляют в течение периода времени примерно от 60 секунд до одного часа.
67. Способ по п.55, в котором в течение стадии объединения, исходные материалы смешивают вместе в течение периода времени примерно от 15 до 60 минут.
68. Способ по п.55, в котором в течение стадии объединения, исходные материалы подвергают воздействию температуры примерно от 2 5 до 2 0 0°С.
69. Способ по п.55, в котором в течение стадии объединения, алюминат натрия медленно добавляют в течение периода времени примерно от 10 секунд до 3 0 минут и смешивают вместе в течение периода времени примерно от одной до 3 0 минут, подвергают воздействию температуры примерно от 2 5 до 2 0 0°С.
70. Способ по п.55, в котором в течение стадии смешивания, гидроксильные группы аморфного ортофосфата алюминия объединяют
60.
с соответствующими функциональными группами связывающего полимера с образованием стабильной матрицы, содержащей аморфный ортофосфат алюминия, однородно диспергированный в связывающем полимере.
71. Способ по п.55, в котором в течение стадии смешивания,
связывающий полимер выбирают из группы, состоящей из
полиуретанов, сложных полиэфиров, органорастворимых эпоксидов,
эпоксидов без растворителя, водорастворимых эпоксидов, эпокси-
сополимеров, акриловых полимеров, акриловых сополимеров,
силиконов, силиконовых сополимеров, полисилоксанов,
полисилоксановых сополимеров, алкидов и их сочетаний.
72. Способ по п.55, в котором стадия объединения включает сначала образование кислого ортофосфата алюминия, а затем добавление алюмината натрия к кислому ортофосфату алюминия для уменьшения молярного отношения Р:А1.
73. Способ по п.55, в котором аморфный фосфат алюминия представляет собой аморфный гидроксиортофосфат алюминия и где аморфный гидроксифосфат алюминия имеет химическую структуру, содержащую полимерную основную цепь, и где аморфный гидроксиортофосфат алюминия содержит пассивирующие фосфатные анионы, как в полимерной основной цепи, так и вне ее.
74. Способ получения композиции антикоррозионного
покрытия, включающий стадии:
получения пигмента, ингибирующего коррозию, на основе аморфного ортофосфата алюминия посредством объединения алюмината натрия, фосфорной кислоты и гидроксида натрия и взаимодействия объединенных исходных материалов при обработке продукта реакции с образованием раствора, содержащего осадок ортофосфата алюминия;
сушки осадка при температуре меньше примерно, чем 3 0 0°С, где высушенный осадок содержит аморфный ортофосфат алюминия;
классификации высушенного аморфного ортофосфата алюминия с получением размеров частиц в пределах примерно от 0,01 до 2 5 микрон; и
смешивания аморфного ортофосфата алюминия со связывающим
полимером с образованием композиции покрытия, где композиция покрытия составляет меньше примерно, чем 2 5 процентов массовых от общей массы композиции покрытия.
75. Способ по п.72, в котором стадия обработки включает удаление растворимых веществ в целом из осадка.
76. Способ по п.75, в котором стадия обработки включает осуществление способа ионного обмена с использованием щелочноземельного металла для удаления целевого иона в осадке.
77. Способ по п.7 6, где щелочноземельный металл представляет собой соединение кальция, и целевой ион содержит щелочной металл.
78. Способ по п.74, в котором в течение стадии объединения, осадок ортофосфата алюминия представляет собой аморфный гидроксиортофосфат алюминия.
79. Способ по п.74, в котором после стадии обработки, осадок по существу не содержит щелочных металлов.
80. Способ по п.74, в котором в течение стадии получения сначала получают кислый ортофосфат алюминия, а затем к нему добавляют алюминат натрия для уменьшения молярного отношения Р:А1.
81. Способ по п.74, в котором в течение стадии объединения медленно добавляют алюминат натрия в течение периода времени примерно от 60 секунд до 30 минут.
82. Способ по п.74, в котором в течение стадии объединения, исходные материалы смешивают вместе в течение периода времени примерно от 15 до 3 0 минут.
83. Способ по п.74, в котором в течение стадии объединения, исходные материалы подвергают воздействию температуры примерно от 2 5 до 2 0 0°С.
84. Способ по п.74, в котором в течение стадии объединения, алюминат натрия медленно добавляют в течение периода времени примерно от 10 секунд до 3 0 минут, и материалы смешивают вместе в течение периода времени примерно от одной до 30 минут, подвергают воздействию температуры примерно от 25 до
200°С.
85. Способ по п.74, в котором в течение стадии смешивания, гидроксильные группы аморфного ортофосфата алюминия объединяют с соответствующими функциональными группами связывающего полимера с образованием стабильной матрицы, содержащей аморфный ортофосфат алюминия, однородно диспергированный в связывающем полимере.
86. Способ по п.74, в котором в течение стадии смешивания,
связывающий полимер выбирают из группы, состоящей из
полиуретанов, сложных полиэфиров, органорастворимых эпоксидов,
эпоксидов без растворителя, водорастворимых эпоксидов, эпокси-
сополимеров, акриловых полимеров, акриловых сополимеров,
силиконов, силиконовых сополимеров, полисилоксанов,
полисилоксановых сополимеров, алкидов и их сочетаний.
87. Способ по п.74, в котором аморфный ортофосфат алюминия имеет химическую структуру, содержащую полимерную основную цепь, и где аморфный фосфат алюминия содержит пассивирующие фосфатные анионы, как в полимерной основной цепи, так и вне ее.
По доверенности
ИЗМЕНЕННАЯ ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПРЕДЛОЖЕННАЯ ЗАЯВИТЕЛЕМ ДЛЯ РАССМОТРЕНИЯ (СТАТЬЯ 34 РСТ)
1. Композиция антикоррозионного покрытия, содержащая:
связывающий полимер,
пигмент, ингибирующий коррозию, содержащий фосфат алюминия, диспергированный в связывающем полимере, где фосфат алюминия содержит аморфный фосфат алюминия;
где композиция покрытия содержит примерно от 1 до 2 5 процентов массовых фосфата алюминия,
и где композиция покрытия обеспечивает контролируемое высвобождение фосфата в пределах примерно от 60 до 600 ч/млн, когда наносится на металлическую подложку и когда вступает в контакт с водой и кислородом.
2. Композиция покрытия по п.1, где композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 1500 ч/млн.
3. Композиция покрытия по п.1, где композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 400 ч/млн.
4. Композиция покрытия по п.1, где композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом примерно от 100 до 250 ч/млн.
5. Композиция покрытия по п.1, где связывающий полимер выбирают из группы, состоящей из водорастворимых и органорастворимых полимеры, и полимеров без растворителей.
6. Композиция покрытия по п.1, где связывающий полимер выбирают из группы, состоящей из полиуретанов, сложных полиэфиров, органорастворимых эпоксидов, эпоксидов без растворителя, водорастворимых эпоксидов, эпокси-сополимеров, акриловых полимеров, акриловых сополимеров, силиконов, силиконовых сополимеров, полисилоксанов, полисилоксановых сополимеров, алкидов и их сочетаний.
7. Композиция покрытия по п.1, где контролируемая доставка фосфата находится в пределах примерно между 100 и 2 00 ч/млн.
8. Композиция покрытия по п.1, дополнительно содержащая элемент, выбранный из группы, состоящей из цинка, кальция,
2.
стронция, хромата, бората, бария, магния и молибдена.
9. Композиция покрытия по п.1, где аморфный фосфат алюминия по существу не содержит щелочных металлов.
10. Композиция покрытия по п.1, где фосфат алюминия имеет адсорбционный потенциал для воды примерно до 2 5 процентов массовых воды.
11. Композиция покрытия по п.1, где аморфный фосфат алюминия представляет собой аморфный гидроксифосфат алюминия, содержащий гидроксильные функциональные группы, присоединенные к атому алюминия.
12. Композиция покрытия по п.11, содержащая химическую систему, при этом гидроксильные функциональные группы аморфного гидроксифосфата алюминия связаны с функциональными группами в связывающем полимере.
13. Композиция покрытия по п.11, где гидроксильные функциональные группы содержат Р-ОН.
14. Композиция покрытия по п.1, где аморфный фосфат алюминия содержит фосфатный анион и где контролируемая доставка фосфата включает доставку фосфатных анионов.
15. Композиция покрытия по п.1, где аморфный фосфат алюминия имеет химическую структуру, включающую полимерную основную цепь, и где аморфный фосфат алюминия содержит фосфатный анион, как в полимерной основной цепи, так и вне ее.
16. Грунтовочное покрытие, сформированное из композиции покрытия по п.1, где грунтовочное покрытие размещается на металлической подложке.
17. Промежуточное покрытие или отделочное покрытие системы покрытий, сформированных из композиции покрытия по п.1, где промежуточное покрытие или отделочное покрытие находится в контакте с металлической подложкой или грунтовочным слоем, расположенным на ней.
18. Система обеспечения антикоррозионной защиты,
включающая композицию покрытия по п.1, нанесенную на
металлическую подложку и получившую возможность для отверждения
с образованием пленки.
19. Система по п.18, в которой пигмент, ингибирующий
коррозию, включает аморфный гидроксифосфат алюминия.
20. Система по п.18, в которой пигмент, ингибирующий коррозию, состоит из аморфного фосфата алюминия.
21. Система по п.18, содержащая пассивирующую пленку, расположенную между композицией покрытия и поверхностью металлической подложки, где пассивирующая пленка представляет собой продукт реакции, образованный из солей фосфата натрия, присутствующих в аморфном фосфате алюминия и металлической подложки.
22. Система по п.18, в которой связывающий полимер содержит эпоксид, и аморфный фосфат алюминия поглощает и/или адсорбирует примерно до 2 5 процентов массовых воды, которая поступает в отвержденную пленку.
23. Система по п.18, в которой композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 1500 ч/млн.
24. Система по п.18, в которой композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 8 00 ч/млн.
25. Система по п.18, в которой композиция покрытия имеет содержание растворимых веществ в целом примерно от 100 до 250 ч/млн.
26. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия содержит химическую структуру, содержащую натрий, включенный в нее.
27. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия содержит химическую структуру, содержащую кальций, включенный в нее.
28. Система по п.18, в которой гидроксильные группы из
аморфного гидроксифосфата алюминия связываются с
соответствующими группами связывающего полимера для обеспечения
стабильности матрицы и улучшения барьерных свойств для
влажности у композиции покрытия.
29. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия имеет химическую структуру, содержащую полимерную основную цепь, и где аморфный фосфат алюминия содержит фосфатный анион,
20.
как в полимерной основной цепи, так и вне ее.
30. Система по п.18, в которой связывающий полимер выбирают из группы, состоящей из полиуретанов, сложных полиэфиров, органорастворимых эпоксидов, эпоксидов без растворителя, водорастворимых эпоксидов, эпокси-сополимеров, акриловых полимеров, акриловых сополимеров, силиконов, силиконовых сополимеров, полисилоксанов, полисилоксановых сополимеров, алкидов и их сочетаний.
31. Система по п.18, в которой композиция покрытия содержит 5 - 15 процентов массовых аморфного фосфата алюминия по отношению к общей массе композиции покрытия и имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 4 00 ч/млн.
32. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия представляет собой ортофосфат.
33. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия по существу не содержит щелочных металлов.
34. Система по п.18, в которой аморфный фосфат алюминия имеет адсорбционный потенциал для воды примерно до 2 5 процентов массовых вод.
35. Система по п.18, в которой композиция покрытия представляет собой грунтовочное покрытие, расположенное на металлической подложке.
36. Система по п.18, в которой композиция покрытия представляет собой промежуточное покрытие или отделочное покрытие, которое располагается на металлической подложке или на грунтовочном слое, расположенном на металлической подложке.
37. Система по п.18, в которой композиция покрытия имеет контролируемую доставку фосфатных анионов в пределах между 100 и 200 ч/млн.
38. Способ получения композиции антикоррозионного покрытия включающий стадии:
приготовления пигмента, ингибирующего коррозию, на основе аморфного фосфата алюминия посредством объединения исходных материалов, содержащих источник алюминия, с источником фосфора и щелочным раствором и взаимодействия объединенных исходных
материалов с образованием раствора, содержащего осадок аморфного фосфата алюминия;
обработки осадка аморфного фосфата алюминия для уменьшения растворимых веществ в целом до менее, примерно, чем 10000 ч/млн;
сушки осадка при температуре меньше примерно, чем 3 00°С, где высушенный осадок содержит аморфный ортофосфат алюминия; и
смешивания аморфного ортофосфата алюминия со связывающим полимером с образованием композиции покрытия, где композиция покрытия составляет меньше примерно, чем 2 5 процентов массовых от общей массы композиции покрытия.
39. Способ по п.38, в котором стадия обработки включает приведение в контакт осадка аморфного фосфата алюминия со щелочноземельным металлом, выбранным для замены целевого иона в аморфном фосфате алюминия.
40. Способ по п.39, в котором целевой ион представляет собой щелочной металл.
41. Способ по п.40, в котором целевой ион представляет собой натрий, и щелочноземельный металл включает соединение кальция.
42. Способ по п.41, в котором соединение кальция представляет собой гидроксид кальция, Са(ОН)2.
43. Способ по п.38, в котором после стадии обработки, осадок по существу не содержит щелочных металлов.
44. Способ по п.38, в котором источник алюминия выбирают из группы, состоящей из алюмината натрия, гидроксида алюминия, сульфата алюминия и их сочетаний.
45. Способ по п.38, в котором источник фосфора
представляет собой фосфорную кислоту.
46. Способ по п.38, в котором стадия объединения включает сначала смешивание гидроксида алюминия с фосфорной кислотой с образованием кислого фосфата алюминия, а затем объединение кислого фосфата алюминия с алюминатом натрия с образованием аморфного фосфата алюминия.
47. Способ по п.46, в котором перед стадией объединения алюмината натрия, кислый фосфат алюминия имеет молярное
46.
отношение Р:А1, которое больше, чем после того, как к нему добавляют алюминат натрия.
48. Способ по п.38, в котором после стадии обработки, осадок аморфного фосфата алюминия имеет содержание растворимых веществ в целом меньше примерно, чем 4 00 ч/млн.
49. Способ по п.48, в котором композиция покрытия имеет контролируемую доставку фосфатных анионов в пределах между 50 и 500 ч/млн.
50. Способ по п.38, в котором аморфный ортофосфат алюминия представляет собой аморфный гидроксиортофосфат алюминия и где аморфный гидроксиортофосфат алюминия имеет химическую структуру, включающую полимерную основную цепь, и где аморфный гидроксиортофосфат алюминия содержит пассивирующие фосфатные анионы, как в полимерной основной цепи, так и вне ее.
51. Способ по п.38, в котором после стадии сушки, аморфный ортофосфат алюминия имеет адсорбционный потенциал для воды примерно до 2 5 процентов массовых воды.
52. Способ по п.38, дополнительно включающий стадию
нанесения композиции антикоррозионного покрытия на
металлическую подложку и предоставление возможности нанесенной
композиции покрытия для образования полностью отвержденной
пленки, где связывающий полимер является органорастворимым и
где аморфный ортофосфат алюминия в отвержденной пленке
контролирует коррозию лежащей под ним подложки посредством, как
адсорбции, так и/или поглощения воды, поступающей в пленку, и
обеспечения пассивирующих фосфатных анионов.
53. Способ по п.52, в котором связывающий полимер содержит эпоксид.
54. Грунтовочное покрытие, сформированное из композиции антикоррозионного покрытия, полученного в соответствии со способом по п.38, где грунтовка размещается на металлической подложке.
55. Промежуточное покрытие или отделочное покрытие,
сформированное из композиции антикоррозионного покрытия,
полученной в соответствии со способом по п.38, где
промежуточное покрытие или отделочное покрытие размещается на
металлической подложке или на грунтовочном слое, который размещается на металлической подложке.
56. Способ получения композиции антикоррозионного покрытия по п.38, включающий стадии:
получения пигмента, ингибирующего коррозию, на основе аморфного ортофосфата алюминия посредством объединения исходных материалов, включающих алюминат натрия, фосфорную кислоту и гидроксид натрия, с образованием раствора, содержащего осадок ортофосфата алюминия;
обработки осадка для понижения уровня растворимых веществ в целом до меньшего, чем 1500 ч/млн;
сушки осадка при температуре меньше примерно, чем 300°С, где высушенный осадок содержит аморфный ортофосфат алюминия;
классификации высушенного аморфного ортофосфата алюминия с получением размера частиц примерно от 0,01 до 25 микрон; и
смешивания аморфного ортофосфата алюминия со связывающим полимером с образованием композиции покрытия, где композиция покрытия составляет меньше примерно, чем 2 5 процентов массовых от общей массы композиции покрытия.
57. Способ по п.56, в котором связывающий полимер содержит органорастворимый полимер, и композицию покрытия наносят на металлическую подложку и дают ей возможность для сушки с образованием полностью отвержденной пленки, где аморфный ортофосфат алюминия контролирует коррозию посредством как поглощения и/или адсорбции воды, которая поступает в пленку, так и образования пассивирующих анионов.
58. Способ по п.5 6, в котором связывающий полимер содержит эпоксидный полимер.
59. Способ по п.56, в котором стадия обработки включает осуществление способа ионного обмена с использованием щелочноземельного металла.
60. Способ по п.56, в котором щелочноземельный металл представляет собой соединение кальция.
61. Способ по п.56, в котором после стадии обработки, осадок по существу не содержит щелочных металлов.
62. Способ по п.56, в котором в течение стадии
объединения, осуществляют уменьшение отношения Р:А1 посредством дополнительного добавления гидроксида алюминия к исходным материалам.
63. Способ по п.62, в котором в течение стадии объединения, осуществляют уменьшение количества полученных растворимых веществ в целом, посредством добавления дополнительного гидроксида натрия.
64. Способ по п.63, в котором в течение стадии объединения, осадок фосфата алюминия представляет собой аморфный гидроксиортофосфат алюминия.
65. Способ по п.56, в котором в течение стадии смешивания, аморфный фосфат алюминия представляет собой ортофосфат.
66. Способ по п.56, в котором аморфный ортофосфат алюминия содержит один или несколько щелочных металлов, включенных в его химическую структуру.
67. Способ по п.56, в котором в течение стадии объединения, алюминат натрия медленно добавляют в течение периода времени примерно от 60 секунд до одного часа.
68. Способ по п.56, в котором в течение стадии объединения, исходные материалы смешивают вместе в течение периода времени примерно от 15 до 60 минут.
69. Способ по п.56, в котором в течение стадии объединения, исходные материалы подвергают воздействию температуры примерно от 2 5 до 2 0 0°С.
70. Способ по п.56, в котором в течение стадии объединения, алюминат натрия медленно добавляют в течение периода времени примерно от 10 секунд до 3 0 минут и смешивают вместе в течение периода времени примерно от одной до 3 0 минут, подвергают воздействию температуры примерно от 2 5 до 2 0 0°С.
71. Способ по п.56, в котором в течение стадии смешивания,
гидроксильные группы аморфного ортофосфата алюминия объединяют
с соответствующими функциональными группами связывающего
полимера с образованием стабильной матрицы, содержащей аморфный
ортофосфат алюминия, однородно диспергированный в связывающем
полимере.
72. Способ по п.56, в котором в течение стадии смешивания,
связывающий полимер выбирают из группы, состоящей из
полиуретанов, сложных полиэфиров, органорастворимых эпоксидов,
эпоксидов без растворителя, водорастворимых эпоксидов, эпокси-
сополимеров, акриловых полимеров, акриловых сополимеров,
силиконов, силиконовых сополимеров, полисилоксанов,
полисилоксановых сополимеров, алкидов и их сочетаний.
73. Способ по п.56, в котором стадия объединения включает сначала образование кислого ортофосфата алюминия, а затем добавление алюмината натрия к кислому ортофосфату алюминия для уменьшения молярного отношения Р:А1.
74. Способ по п.56, в котором аморфный фосфат алюминия представляет собой аморфный гидроксиортофосфат алюминия и где аморфный гидроксифосфат алюминия имеет химическую структуру, содержащую полимерную основную цепь, и где аморфный гидроксиортофосфат алюминия содержит пассивирующие фосфатные анионы, как в полимерной основной цепи, так и вне ее.
75. Способ получения композиции антикоррозионного покрытия по п.38, включающий стадии:
получения пигмента, ингибирующего коррозию, на основе аморфного ортофосфата алюминия посредством объединения алюмината натрия, фосфорной кислоты и гидроксида натрия и взаимодействия объединенных исходных материалов при обработке продукта реакции с образованием раствора, содержащего осадок ортофосфата алюминия;
сушки осадка при температуре меньше примерно, чем 3 0 0°С, где высушенный осадок содержит аморфный ортофосфат алюминия;
классификации высушенного аморфного ортофосфата алюминия с получением размеров частиц в пределах примерно от 0,01 до 2 5 микрон; и
смешивания аморфного ортофосфата алюминия со связывающим полимером с образованием композиции покрытия, где композиция покрытия составляет меньше примерно, чем 2 5 процентов массовых от общей массы композиции покрытия.
76. Способ по п.75, в котором стадия обработки включает
удаление растворимых веществ в целом из осадка.
77. Способ по п.76, в котором стадия обработки включает
осуществление способа ионного обмена с использованием
щелочноземельного металла для удаления целевого иона в осадке.
78. Способ по п.77, где щелочноземельный металл представляет собой соединение кальция, и целевой ион содержит щелочной металл.
79. Способ по п.75, в котором в течение стадии объединения, осадок ортофосфата алюминия представляет собой аморфный гидроксиортофосфат алюминия.
80. Способ по п.75, в котором после стадии обработки, осадок по существу не содержит щелочных металлов.
81. Способ по п.75, в котором в течение стадии получения сначала получают кислый ортофосфат алюминия, а затем к нему добавляют алюминат натрия для уменьшения молярного отношения Р:А1.
82. Способ по п.75, в котором в течение стадии объединения медленно добавляют алюминат натрия в течение периода времени примерно от 60 секунд до 30 минут.
83. Способ по п.75, в котором в течение стадии объединения, исходные материалы смешивают вместе в течение периода времени примерно от 15 до 3 0 минут.
84. Способ по п.75, в котором в течение стадии объединения, исходные материалы подвергают воздействию температуры примерно от 2 5 до 2 0 0°С.
85. Способ по п.75, в котором в течение стадии объединения, алюминат натрия медленно добавляют в течение периода времени примерно от 10 секунд до 3 0 минут, и материалы смешивают вместе в течение периода времени примерно от одной до 30 минут, подвергают воздействию температуры примерно от 25 до
200°С.
86. Способ по п.75, в котором в течение стадии смешивания,
гидроксильные группы аморфного ортофосфата алюминия объединяют
с соответствующими функциональными группами связывающего
полимера с образованием стабильной матрицы, содержащей аморфный
ортофосфат алюминия, однородно диспергированный в связывающем полимере.
87. Способ по п.75, в котором в течение стадии смешивания,
связывающий полимер выбирают из группы, состоящей из
полиуретанов, сложных полиэфиров, органорастворимых эпоксидов,
эпоксидов без растворителя, водорастворимых эпоксидов, эпокси-
сополимеров, акриловых полимеров, акриловых сополимеров,
силиконов, силиконовых сополимеров, полисилоксанов,
полисилоксановых сополимеров, алкидов и их сочетаний.
88. Способ по п.75, в котором аморфный ортофосфат алюминия имеет химическую структуру, содержащую полимерную основную цепь, и где аморфный фосфат алюминия содержит пассивирующие фосфатные анионы, как в полимерной основной цепи, так и вне ее.
По доверенности
(19)
(19)
(19)
ИЗМЕНЕННАЯ СТРАНИЦА
ИЗМЕНЕННАЯ СТРАНИЦА