包括陶瓷颗粒的涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于金属设备特别是飞行器的涂料组合物。本发明专利技术更特别涉及提供腐蚀防护的涂料组合物。本发明专利技术一个方面涉及陶瓷颗粒，其具有至少一种基本上均匀分布在整个每一个颗粒中的可释放活性材料，其特征在于所述活性材料的至少一种是腐蚀抑制剂。本发明专利技术另一个方面涉及包含陶瓷颗粒的涂料组合物，所述颗粒具有至少一种基本上均匀分布在整个每一个颗粒中的可释放活性材料。本发明专利技术另一个方面涉及此种涂料组合物为金属设备提供腐蚀防护的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及涂料组合物，特别是用于金属设备的涂料组合物。本专利技术更特别涉及用于飞行器的涂料组合物。飞行器的结构通常是金属结构，特别是由铝合金组成的金属结构。现代飞行器涂层体系结合提供腐蚀防护的需要和环境、装饰或伪装和好的机械粘附。典型的涂层体系之一由三个单层组成。底层可以是阳极化层或转化涂层。这种底层通常使用无机基体配制。它提供腐蚀保护并改进金属基材(其是飞机结构)和中间层之间的粘附。中间层(也称作底漆)通常包括经颜料着色的有机树脂基体。这种底漆通常是飞机结构的腐蚀保护的主要提供者。最近，大部分兴趣集中于开发杂化有机-无机涂层，特别是底漆。这些杂化涂层基于溶胶-凝胶技术。这种技术提供制备薄涂层的低温路线，该薄涂层容易地施加于大多数金属基材上。溶胶-凝胶涂层可以提供有效的被动腐蚀防护。此类溶胶-凝胶涂层例如描述在US 5939197和US 6579472中。底漆通常覆盖有面涂层，该面涂层充当针对环境影响的主要阻隔层并为飞行器提供装饰和伪装。所述面涂层通常使用聚氨酯/多元醇树脂配制。在水，氧气和/或氢气存在下，形成飞行器结构的铝合金经历腐蚀反应。所述合金的腐蚀可能引起对飞行器结构的重要破坏。为了阻止这个发生，采用两种策略。第一种策略是被动防护。它使用阻隔涂层通过限制腐蚀剂例如水和氧气向铝表面的扩散来抑制阴极反应。第二种策略是主动腐蚀保护。例如，腐蚀抑制剂被引入在该系统中并经历在强烈腐蚀部位处的减少。这种减少的结果是不溶性氧化物涂层的沉淀，这提供对水、氧气或电解质的进一步渗透的阻隔层。然而，仅这两种策略的组合能给予与电解质或潮湿环境不断接触的金属结构可靠的长期腐蚀保护。由于它的强氧化性能，六价铬或铬酸盐Cr(VI)目前是抑制铝合金腐蚀的最有效的方法。然而，这些强氧化性能也使六价铬变得环境上不安全。这种化合物特别已知是致癌的。因此，仍需要提供具有低毒，同时维持现有涂料组合物的腐蚀抑制和/或保护特性的涂料组合物。为了避免毒性化合物与其环境接触，已知将它以包封形式引入组合物。避免腐蚀抑制剂毒性的另一种方法是使用无铬酸盐腐蚀抑制剂。这些腐蚀抑制剂中一种或多种则必须引入在经选的涂料组合物中，而不会破坏所述组合物的完整性并且同时保留所述组合物的本征特性。此类组合物可以是无机的，例如转化型涂料。它们还可以是杂化有机/无机组合物，例如溶胶-凝胶涂料。它们还可以是有机组合物，例如底漆或油漆。然而，特别是在溶胶-凝胶涂料中，在涂料组合物中直接添加高水平的腐蚀抑制剂通常导致损害所得涂层的性能。规避这些问题的一种方法是使用可释放的经包封腐蚀抑制剂。腐蚀抑制剂与涂料的离析改进涂层的总体机械完整性。US 6933046描述了与具有羟基氢氧化铝表面的颗粒化学锚固的腐蚀抑制剂。然而，为了当经涂覆的金属设备放置在腐蚀条件中时具有足够量的可利用的腐蚀抑制剂，困难在于控制腐蚀抑制剂的释放。在US 6933046中，腐蚀抑制剂的释放由高pH值触发，该高pH值不与铝合金的一般腐蚀条件对应。腐蚀抑制剂的释放还必须在金属设备的寿命期间持续，以避免必需频繁在该设备上施加涂层。然而，US 6933046中描述的颗粒的表面锚固限于相当低水平的腐蚀抑制剂。另外，有机腐蚀抑制剂在颗粒表面上的锚固导致更疏水性的颗粒表面，该颗粒表面可能对涂层结构有害，与直接地添加有机腐蚀抑制剂到涂料中类似。M.L.Zheludkevich等人(Chemistry of Materials，2007，19，402-411)描述了将在涂有聚合电解质层的氧化硅颗粒中的腐蚀抑制剂引入涂料。这种技术要求制造空颗粒，之后后装载腐蚀抑制剂。结果是释放速率与吸附速率相同并纯粹地由腐蚀抑制剂的溶解度控制。另一种结果是相当低水平的经包封腐蚀抑制剂。此外，在后装载后一些游离腐蚀抑制剂总是残留在颗粒的表面处，这导致与涂层相互作用。另外，重要的是，包封颗粒的机械性能允许它们抵抗在组合物配制期间的破坏。这些组合物例如油漆可能涉及研磨或混合步骤。上述颗粒不显示此种机械性能并因此不适合于结合到这些组合物中。已知将活性分子包封在陶瓷颗粒，尤其是氧化硅颗粒内部，并控制它们的随后的释放。此类陶瓷颗粒特别描述在WO2001/62232和WO2006/133519中。不同活性分子已经结合到这些颗粒中，例如肿瘤学药物、药用化妆品、天然营养物(neutraceuticals)、杀生物剂和工业酶。大量的可释放化合物已经经由这种方法被成功地包封。本专利技术涉及使用此类陶瓷颗粒包封腐蚀抑制剂，将所述颗粒结合在涂料组合物中和所述腐蚀抑制剂的控制释放。已经发现，宽范围的无机和有机腐蚀抑制剂可以结合到此类陶瓷颗粒中。通过水的存在触发腐蚀抑制剂的释放也已经变得可能。当水的所述存在是腐蚀条件之一时，腐蚀抑制剂当它们被需要时有利地被释放。所述陶瓷颗粒能够提供腐蚀抑制剂的持久释放。因此，本专利技术提供具有自修复性能的涂料组合物。根据本专利技术的陶瓷颗粒是钢性球。它们的机械耐性足以经历涂料例如油漆的制备条件。本专利技术一个方面涉及陶瓷颗粒，其具有至少一种基本上均匀分布在整个每一个颗粒中的可释放活性材料，其特征在于所述活性材料的至少一种是腐蚀抑制剂。这种均匀分布导致腐蚀抑制剂的较稳定的释放性能，甚至在包括研磨的配制步骤后仍如此。相反，胶囊或其它核壳颗粒例如先前技术中描述的当壳破裂时立即地释放它们的内容物。根据本专利技术的一个优选实施方案，腐蚀抑制剂是无机化合物，更优选铈盐或钼盐或它们的混合物。根据本专利技术的更优选的实施方案，腐蚀抑制剂选自Ce(NO3)3、Ce2(SO4)3、Ce(CH3CO2)3、Ce2(MoO4)3、Na2MoO4和它们的混合物。根据本专利技术的一个优选的实施方案，腐蚀抑制剂是有机化合物或有机金属化合物。根据本专利技术的一个更优选的实施方案，腐蚀抑制剂选自苯并三唑、2-巯基苯并噻唑、8-羟基喹啉、10-甲基吩噻嗪、水杨酸铈(III)、2，4-戊二酮合铈(III)、它们的衍生物和它们的混合物。根据本专利技术的一个优选的实施方案，陶瓷颗粒包含选自氧化硅、有机氧化硅、氧化锆、氧化铝和氧化钛的氧化物。更优选，陶瓷颗粒包含氧化硅或有机氧化硅。根据本专利技术的一个优选的实施方案，陶瓷颗粒包含0.1％-45％w/w的腐蚀抑制剂。根据本专利技术的一个优选的实施方案，陶瓷颗粒是使用溶胶-凝胶方<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.15 FR 09539711.包含陶瓷颗粒的涂料组合物，所述颗粒具有至少一种基本上均
匀分布在整个每一个颗粒中的可释放活性材料。
2.根据权利要求1的涂料组合物，其特征在于所述活性材料中的
至少一种是腐蚀抑制剂。
3.根据权利要求2的涂料组合物，其特征在于腐蚀抑制剂是无机
化合物。
4.根据权利要求3的涂料组合物，其特征在于腐蚀抑制剂是铈盐
和/或钼盐。
5.根据权利要求4的涂料组合物，其特征在于腐蚀抑制剂选自Ce
(NO3)3、Ce2(SO4)3、Ce(CH3CO2)3、Ce2(MoO4)3、Na2MoO4和它们
的混合物。
6.根据权利要求2-5中一项的涂料组合物，其特征在于腐蚀抑制
剂是有机化合物或有机金属化合物。
7.根据权利要求6的涂料组合物，其特征在于腐蚀抑制剂选自苯
并三唑、2-巯基苯并噻唑、8-羟基喹啉、10-甲基吩噻嗪、水杨酸铈
(III)、2，4-戊二酮合铈(III)、它们的衍生物和它们的混合物。
8.根据上述权利要求中一项的涂料组合物，其特征在于所述陶瓷
颗粒包含选自氧化硅、有机氧化硅、氧化锆、氧化铝和氧化钛的氧化
物。
9.根据权利要求8的涂料组合物，其特征在于所述陶瓷颗粒包含
氧化硅或有机氧化硅。
10.根据权利要求2-9中一项的涂料组合物，其特征在于所述陶瓷
颗粒包含0.1％-...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·孔，K·S·芬尼，C·巴比，E·坎帕兹，N·M·卡尔迪拉，M·维拉特，
申请(专利权)人：欧洲航空防务及航天公司EADS法国，思瑞米斯菲尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：