保护性涂料组合物和包括其的经涂覆的金属基底的制作方法

技术特征：
1.涂层形成用组合物，其包括：(i)至少一种烷氧基硅烷(ii)多种金属氧化物，所述金属氧化物选自如下(a)、(b)和(c)每一种的至少一者：(a)矾土，(b)二氧化锆，和(c)选自硅石、二氧化钛、氧化锌、二氧化铈、或者其两种或更多种的组合的金属氧化物；金属氧化物(a)、(b)、和(c)的总量为所述涂层形成用组合物的约1
‑
约50重量％；(iii)至少一种水混溶性有机溶剂；(iv)至少一种水解催化剂；(v)水；(vi)任选地，哑光剂；和(vii)任选地，至少一种缩合催化剂。2.如权利要求1所述的涂层形成用组合物，其中所述至少一种烷氧基硅烷选自式a、式b、或式a和式b的混合物：(x
‑
r1)
a
si(r2)
b
(or3)4‑
(a b)
ꢀꢀ
式a(r3o)3si
‑
r5‑
si(or3)3ꢀꢀ
式b或者其水解和缩合产物，其中：x为有机官能团；各r1为任选地含有一个或多个杂原子的1
‑
约12个碳原子的线型、支化或环状的二价有机基团；各r2独立地为任选地含有一个或多个卤素原子的1
‑
约16个碳原子的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基基团；各r3独立地为1
‑
约12个碳原子的烷基基团；r5为任选地含有一个或多个杂原子的1
‑
约12个碳原子的线型、支化或环状的二价有机基团；和下标a为0或1,下标b为0、1或2并且a b为0、1或2。3.如权利要求2所述的涂层形成用组合物，其中式a和b的烷氧基硅烷的总量不超过所述涂层形成用组合物的约80重量％。4.如根据权利要求2
‑
3任一项所述的涂层形成用组合物，其中在式a的烷氧基硅烷中，a为1并且有机官能团x为巯基；酰氧基；缩水甘油氧基；环氧基；环氧环己基；环氧环己基乙基；羟基；环硫化物；丙烯酸酯；甲基丙烯酸酯；脲基；硫脲基；乙烯基；烯丙基；
‑
nhcoor4或
–
nhcosr4基团，其中r4为含有1
‑
约12个碳原子的单价烃基基团；硫代氨基甲酸酯；二硫代氨基甲酸酯；醚；硫醚；二硫醚；三硫醚；四硫醚；五硫醚；六硫醚；聚硫醚；黄原酸酯；三硫代碳酸酯；二硫代碳酸酯或异氰脲酸酯基基团；或者另外的
‑
si(or3)基团，其中r3如前定义。5.如根据权利要求2
‑
4任一项所述的涂层形成用组合物，其中在式b的烷氧基硅烷中，r5为含有选自如下的至少一个杂原子的二价烃基团：o、s、和nr6，其中r6为氢或1
‑
约4个碳原子的烷基基团。6.如根据权利要求2
‑
5任一项所述的涂层形成用组合物，其中式a的三烷氧基硅烷为选自如下的至少一个成员：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基
三乙氧基硅烷、乙基三丙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、正丙基三丙氧基硅烷、正丙基三丁氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、正戊基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、3
‑
氨基丙基三甲氧基硅烷、3
‑
巯基丙基三甲氧基硅烷、3
‑
巯基丙基三乙氧基硅烷、3
‑
缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和3
‑
缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷，和其中式b的三烷氧基硅烷为选自如下的至少一个成员：1,2
‑
双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1,2
‑
双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷、双(三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫醚、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫醚、双(三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫醚、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫醚、双(3
‑
三乙氧基甲硅烷基丙基)胺和双(3
‑
三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。7.如权利要求1
‑
6任一项所述的涂层形成用组合物，其中基于所述组合物的重量，金属氧化物(a)、(b)、和(c)的总量为约1
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约50重量％。8.如权利要求1
‑
7任一项所述的涂层形成用组合物，其中矾土对二氧化锆的重量比为约9:1
‑
约1:9。9.如权利要求1
‑
8任一项所述的涂层形成用组合物，其中金属氧化物(c)对矾土与二氧化锆之和的重量比为约99:1
‑
约1:99。10.如权利要求1
‑
9任一项所述的涂层形成用组合物，其中基于所述组合物的重量，矾土以约0.1
‑
约20重量％的量存在。11.如权利要求1
‑
10任一项所述的涂层形成用组合物，其中基于所述组合物的重量，二氧化锆以约0.1
‑
约20重量％的量存在。12.如权利要求1
‑
11任一项所述的涂层形成用组合物，其中基于所述组合物的重量，胶体硅石以约5
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约30重量％的量存在。13.如权利要求1
‑
12任一项所述的涂层形成用组合物，其中所述组合物包括所述水混溶性有机溶剂。14.如权利要求1
‑
13任一项所述的涂层形成用组合物，其中所述水混溶性有机溶剂为选自醇、二醇、二醇醚和酮的至少一个成员。15.如权利要求1
‑
14任一项所述的涂层形成用组合物，其中所述至少一种酸水解催化剂为选自如下的至少一个成员：硫酸、盐酸、乙酸、丙酸、2
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甲基丙酸、丁酸、戊酸(缬草酸)、己酸(羊蜡酸)、2
‑
乙基己酸、庚酸(葡萄花酸)、己酸、辛酸(羊脂酸)、油酸、亚油酸、环己烷羧酸、环己基乙酸、环己烯羧酸、苯甲酸、苯乙酸、丙二酸(胡萝卜酸)、丁二酸(琥珀酸)、己二酸(肥酸)、2
‑
丁烯二酸(马来酸)、月桂酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、异壬酸、新癸酸、和氨基酸。16.如权利要求1
‑
15任一项所述的涂层形成用组合物，其中所述涂层形成用组合物包括所述哑光剂。17.如权利要求16所述的涂层形成用组合物，其中所述哑光剂为无机化合物或有机化合物。18.如权利要求16所述的涂层形成用组合物，其中所述哑光剂选自二氧化硅、煅烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁、氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化钡、氧化锆、氧化锶、氧化锑、氧化锡、锑掺杂氧化锡、碳酸钙、滑石、粘土、煅烧高岭土、磷酸钙、有机硅树脂、氟树脂、丙烯
酸类树脂、或者其两种或更多种的混合物。19.如权利要求16所述的涂层形成用组合物，其中所述哑光剂为用卤代硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷、硅氧烷、或者其两种或更多种的组合官能化的硅石。20.如权利要求16
‑
19任一项所述的涂层形成用组合物，其中基于所述组合物的重量，所述哑光剂以约0.1
‑
约10重量％的量存在。21.如权利要求1
‑
20任一项所述的涂层形成用组合物，其中所述涂层形成用组合物包括所述至少一种缩合催化剂(vi)。22.如权利要求21所述的涂层形成用组合物，其中所述至少一种缩合催化剂选自式[(c4h9)4n]

[oc(o)
‑
r7]
‑
的羧酸四丁基铵，其中r7选自氢、含有1
‑
约8个碳原子的烷基基团、和含有约6
‑
约20个碳原子的芳族基团。23.如权利要求21所述的涂层形成用组合物，其中所述至少一种缩合催化剂为选自如下的至少一个成员：乙酸四正丁基铵、甲酸四正丁基铵、苯甲酸四正丁基铵、2
‑
乙基己酸四正丁基铵、对
‑
乙基苯甲酸四正丁基铵、丙酸四正丁基铵和乙酸tbd(1,5,7
‑
三氮杂双环[4.4.0]癸
‑5‑
烯(tbd))。24.如权利要求1
‑
23任一项所述的涂层形成用组合物，其在25℃具有在约3.0
‑
约7.0cstks的范围内的粘度。25.制品，其包括设置在所述制品的表面上的由如权利要求1
‑
24任一项所述的涂层形成用组合物形成的涂层。26.如权利要求25所述的制品，其中经涂覆的表面由如下形成：金属、金属合金、金属化部分、具有一个或多个保护层的金属或金属化部分、金属化塑料、金属溅射的塑料、或涂底漆的塑料材料。27.如权利要求25所述的制品，其中经涂覆的表面包含选自如下的金属：钢、不锈钢、铝、阳极化铝、镁、铜、青铜、铬、或这些金属的两种或更多种的合金。28.在制品的表面上形成涂层的方法，其包括：将如权利要求1
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24任一项所述的涂层形成用组合物施加在所述制品的表面上；和将所述涂层形成用组合物固化。29.如权利要求28所述的方法，其中将所述涂层形成用组合物固化包括在约80
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约200℃的温度固化。30.形成如根据权利要求1
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24任一项所述的涂层形成用组合物的方法，其包括：a)将至少一种水解催化剂添加至烷氧基硅烷；b)将金属氧化物(a)、(b)、和(c)以及水添加至步骤(a)的混合物；c)将至少一种水混溶性溶剂和另外的水解催化剂添加至得自步骤(b)的混合物；d)将得自步骤(c)的混合物在如下条件下陈化：有效提供在25℃具有在约3.0
‑
约7.0cstks的范围内的粘度的固化性涂层形成用组合物的升高的温度和时间段；和e)任选地，在任意前述步骤处、期间、或之后添加缩合催化剂。31.如权利要求30所述的方法，其包括将所述哑光剂添加至所述组合物。

技术总结
呈现优异的货架寿命(存储稳定性)和固化涂层性能的表面保护性涂层形成用组合物衍生自烷氧基硅烷和多种金属氧化物。自烷氧基硅烷和多种金属氧化物。


技术研发人员：R.贾纳 R.普拉萨德 K.穆鲁吉桑
受保护的技术使用者：迈图高新材料公司
技术研发日：2020.02.27
技术公布日：2021/11/23